Подвижная измерительная лаборатория "лисица"
Техническое решение относится к радиотехнике и может быть использовано для радиотехнического контроля диапазона частот от 30 до 3000 МГц.
Заявляемое устройство позволяет повысить эффективность работы устройства за счет расширения технологических возможностей, повышения оперативности и точности измерения, что является достигаемым результатом. Повышение эффективности технического радиоконтроля обеспечивает схемное решение устройства в целом, благодаря которому возможно выполнение решения до трех задач: пеленгование или измерение в диапазоне 30-3000 МГц, мониторинг до 4-х сетей GSM одновременно и измерение в диапазоне 3-40 ГГц. Устройство содержит транспортное средство, мобильный пеленгатор, который включает антенну навигации, пеленгационную систему, состоящую из двух пеленгационных антенн разных диапазонов и высокочастотный коммутатор, управляемый аналого-цифровым преобразователем. Кроме того, устройство содержит антенну обнаружения, и антенну измерения, соединенных через антенный коммутатор с приемным устройством, которое в свою очередь через аналого-цифровые преобразователи сигналов 2-х промежуточных частот соединено с автоматизированным рабочим местом. В состав устройства входят также аппаратура передачи данных на другие станции в виде спутниковой антенны с терминалом спутниковой связи GlobaStar, антенна GSM, соединенная с автоматизированным рабочим местом, и две рупорные антенны, соединенные через анализатор спектра с автоматизированным рабочим местом.
Техническое решение относится к радиотехнике и может быть использовано для радиотехнического контроля диапазона частот от 30 до 3000 МГц.
Из уровня техники известен способ пеленгования источника радиоизлучения и реализущее его устройство, которые обеспечивают возможность определения азимута РЛС при любых размерах измерительных баз пеленгатора и вариантах взаимного расположения РЛС и антенн пеленгатора (RU,2204245, G01S 3/46). Недостатком данного технического решения является существенные ошибки при определении импульсных РЛС и невозможность обнаружения загоризонтных объектов из-за низкой чувствительности беспоисковых пеленгаторов.
Известен подвижный пеленгатор, определяющий параметры криволинейных траекторий по угломерным данным подвижного пеленгатора (RU, п.2124222, G01S 13/46).
Недостатком данного устройства является двухэтапная обработка результатов измерений, которая не обеспечивает точность местонахождения определения источника радиоизлучения.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является мобильная станция радиомониторинга и пеленгования, включающая мобильный пеленгатор, состоящий из двух пеленгационных антенных систем: для установки на крыше транспортного средства и для установки на выносной мачте. Станция содержит также навигационную антенну, двухканальный блок аналого-цифровой обработки, систему электропитания, приемное устройство, цифровой преобразователь, аппаратуру передачи данных на другие станции и автоматизированное рабочее место с программным oбeспечением (www.ircos.ru).
Недостатком данной станции является ограниченность технологических возможностей. Кроме того, наличие двухканального блока аналого-цифровой обработки в мобильном пеленгаторе не обеспечивает достаточной точности при измерении, поскольку измерения проводятся только в одной полосе частот, что значительно увеличивает погрешность измерения, а также не дает возможности решить одновременно две задачи. Недостатком является и то, что для определения оптимальных условий приема радиосигналов требуется изменение местоположения транспортной базы, а также то, что пеленгационные антенны размещены в разных местах, что усложняет эксплуатацию станции.
Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение эффективности работы устройства за счет расширения технологических возможностей, повышения
оперативности и точности измерений, а также простота технического обслуживания.
Технический результат достигается тем, что подвижная измерительная лаборатория, содержит транспортное средство, мобильный пеленгатор, приемное устройство, цифровой преобразователь, аппаратуру передачи данных на другие станции и автоматизированное рабочее место с программным обеспечением, при этом, мобильный пеленгатор выполнен из антенны навигации, пеленгационной системы, состоящей из двух пеленгационных антенн разных диапазонов и высокочастного коммутатора, управляемого однокальным аналого-цифровым преобразователем, аппаратура передачи данных на другие станции выполнена в виде спутниковой антенны с терминалом спутниковой связи GlobalStar, при этом, лаборатория дополнительно содержит антенну обнаружения, антенну измерения с поворотным устройством, установленные на крыше транспортного средства и антенный коммутатор, входы которого соединены с выходами антенны обнаружения и выходами поворотного устройства антенны измерения, а выходы его-с входами приемного устройства, один из входов приемного устройства соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя высокочастного коммутатора, а два выхода его-с входами аналого-цифровых преобразователей сигналов двух промежуточных частот, выходы которых соединены с входами автоматизированного рабочего места, один из входов которого соединен через терминал спутниковой связи со спутниковой антенной, кроме того, лаборатория дополнительно содержит антенну с блоком обработки, выход которого соединен с входом автоматизированного рабочего места, две рупорные антенны с разными диапазонами, установленные на поворотном устройстве и анализатор спектра, вход которого соединен с выходом поворотного устройства рупорных антенн, а выход - с входом автоматизированного рабочего места.
Кроме того, каждая из пеленгационных антенн выполнена из восьми вибраторов, расположенных равномерно по окружности с двигом вибраторов пеленгационных антенн разных диапазонов на 22,5° и подключенных к электронному коммутатору, при этом, диапазоны пеленгационных антенн составляют, соответственно, от 30 до 400 МГц и от 400 до 1000 МГц.
Кроме того, антенна навигации, две пеленгационные антенны разных диапазонов и высокочастотный коммутатор установлены на крыше транспортного средства
Повышению эффективности технического радиоконтроля в заявляемом устройстве обеспечивает схемное решение устройства в целом, благодаря которому возможно выполнение до трех задач одновременно: пеленгование или измерение в дапазоне частот
3-3000 МГц, мониторинг сетей GSM, измерение в диапазоне 3-4-ГГц, а также проводить измерение параметров цифрового телевидения.
Наличие анализатора спектра, работающего на частотах свыше 3 ГГц и управляемого с автоматизированного рабочего места с программным обеспечением, позволяет значительно повысить эффективность управления, а также оперативность проведения измерений. Повышению эффективности работы устройства способствует и наличие системы спутниковой связи GlobalStar, объединяющей отдельные комплексы в единую систему пеленгования, что способствует оперативно и с большой точностью определять место положения источника излучения. Уменьшить погрешность измерения позволяют осуществить два аналого-цифровых преобразователя, которые проводят измерения в двух диапазонах частот одновременно. Наличие двух рупорных антенн, с поворотным устройством, осуществляющих выборку оптимальных условий приема радиосгналов без изменения местоположения транспортной базы упрощает эксплуатационные условия, а также расширяет технологические возможности, поскольку позволяет измерять напряжение электромагнитного поля в диапазоне частот до 40 ГГц, а также определять направление на источник радиоилучения в этом же диапазоне. Повышению эффективности способствует и конструктивное выполнение пеленгационной системы из двух антенн, каждая из которых состоит из 8 вибраторов с сдвигом вибраторов антенн на 22,5°. Такое смещение антенн дает возможность работать на двух диапазонах одновременно, и к тому же упрощает конструктивное выполнение самой пеленгационной системы.
На фиг.1 дана структурная схема подвижной лаборатории.
Подвижная измерительная лаборатория содержит мобильный пеленгатор, представляющий собой пеленгационную систему из двух пеленгационных антенн 1 разных диапазонов: диапазона от 30 до 400 МГц и диапазона от 400 до 1000 МГц. Каждая из указанных пеленгационных антенн состоит из 8 вибраторов, равномерно расположенных по окружности со сдвигом вибраторов на 22,5°. В центре пеленгационной антенны расположен высокочастотный коммутатор 2, к которому подключены вибраторы пеленгационных антенн 1 обоих диапазонов. Также в центре расположена антенна навигации 3, предназначенная для приема сигналов спутниковой системы GPS и переноса сигналов на промежуточную частоту. Все узлы мобильного пеленгатора размещены в радиопрозрачном обтекателе, установленном на крыше транспортного средства. Метод пеленгования, используемый при работе пеленгационных антенн 1-квазидоплеровский, а поляризация принимаемого сигнала-вертикальная. В состав структурной схемы лаборатории входят также антенна обнаружения 4, представляющая собой дисконосный широкополосный вибратор с диапазонами рабочих частот от 30 до 2000 Мгц., закрепленная на крыше транспортного
средства и антена измерения 5, расположенная на поворотном устройстве 6 и телескопической мачте. Конструктивно антенна 5 в нерабочем положении укладывается в автопенал, который фиксировано закреплен на крыше транспортного средства. Для приведения антенны 5 в рабочее положение необходимо открыть автопенал и выдвинуть из салона транспортного средства телескопическую мачту (на фиг. не показано). Такое конструктивное выполнение этой антенны позволяет ориентировать антенну в пространстве по азимуту для обеспечения оптимальных условий измерений без изменения положения траспортной базы. Выходы антенн мобильного пеленгатора, антенны обнаружения 4 и поворотного устройства 6 антенны измерения соединены с входами антенного коммутатора 7, осуществляющего коммутацию сигналов на один из входов приемного устройства 8 в зависимости от контролируемого диапазона частот. Выходы антенного коммутатора 7 соединены с входами приемного устройства 8. Один из входов приемного устройства 8 соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя 9, управляемого выокочастотным коммутатором 2. Два выхода приемного устройства 8 соединены с входами аналого-цифровых преобразователей 10, 11, предназначенных для преобразования двух промежуточных частот - 445 кГц и 10,7 МГц в цифровую форму для последующей обработки, а третий выход соединен с опорным генератором 12, который обеспечивает высокую стабильность работы приемного устройства 8. Спутниковая антенна 13 является штатной антенной спутникового терминала 14 системы спутниковой связи GlobalStar, осуществляющего связь с другими комплексами для обмена служебной информации. Спутниковая антенна 13 соединена с одним из входов автоматизирванного рабочего места 15 (далее АРМ). Антенна GSM 16 представляет собой набор из 4-х несимметричных вибраторов диапазона 09-2 ГГц, конструктивно размещенных в радиопразрачном корпусе и через блок обработки 17 соединена с одним из входов АРМ 15. Блок обработки 17 сигналов GSM выделяет служебную информацию для дальнейшего анализа. Аналого-цифровые пробразователи 11, 12 также соединены с АРМ 15. Система рупорных антенн, состоящая из рупорной антенны 18 диапазона 1-18 ГГц и рупорной антенны 19 диапазона 18-40 ГГц установлена на поворотном устройстве 20. Система рупорных антенн 18, 19 позволяет вращать антенны в пространстве по азимуту, а также менять поляризацию для обеспечения оптимальных условий измерений без измерения местоположения транспортной базы. Система рупорных антенн 18, 19 через выход поворотного устройства 20 соединена с входом анализатора спектра FSP-40, 21, работающем на частотах свыше 3 ГГц, и управление которым осуществляется с АРМ 15. АРМ 15 с функциональным програмным обеспечением позволяет эффективно управлять всем комплексом лаборатори.
Заявляемая подвижная лаборатория может входить в состав монгостанционных систем радиомониторинга, например, в контрольно-измерительных системах радиомониторинга, защищенных патентами РФ №59840 и №68707.
Подвижная лаборатория работает следующим образом.
В режиме пеленгования сигнал от пеленгационных антенн 1 в независимости от рабочего диапазона поступает на вход антенного коммутатора 7. Далее, сигнал поступает на один из входов приемного устройства 8 в зависимости от рабочего диапазона. Приемное устройство 8 переносит сигнал на промежуточные частоты 455 кГц и 10.7 МГц. Затем, сигналы промежуточных частот преобразуются в цифровую форму аналого-цифровыми преобразователями 10, 11 и поступают на АРМ 15 для окончательной обработки. Аналого-цифровой преобразователь 9 управляет работой высокочастного коммутатора 2 и обеспечивает формировние начальной фазы. Антенна навигации 3 позволяет ориентировать комплекс в пространстве и производить пеленгование не только относительно транспортной базы но и относительно сторон света.
В режиме измерения и обнаружения источников радиоизлучений сигнал от антенны обнаружени 4 и антенны измерения 5 поступают на вход антенного коммутатора 7. Далее, сигнал поступает на один из входов приемного устройства 8 в зависимости от рабочего диапазона. Приемное устройство 8 переносит сигнал на промежуточные частоты 455 кГц и 10,7 МГц. Далее сигналы промежуточных частот преобразуются в цифровую форму аналого- цифровыми преобразователями 10, 11 и поступают на АРМ 15 для окончательной обработки.
В режиме мониторинга сигналы от антенны GSM 16 поступают на блок обработки 17, где происходит выделение служебной информации, необходимой для дальнейшей обработки, после чего сигнал поступает на АРМ 15.
При работе в диапазоне свыше 3 ГГц сигналы от рупорных антенн 18, 19 поступают на вход анализатора спектра 21, где происходит вся обработка сигнала под управлением АРМ 15, после чего сигнал поступает на АРМ 15 для сохранения и анализа.
1. Подвижная измерительная лаборатория, содержащая транспортное средство, мобильный пеленгатор, приемное устройство, цифровой преобразователь, аппаратуру передачи данных на другие станции и автоматизированное рабочее место с программным обеспечением, отличающаяся тем, что мобильный пеленгатор выполнен из антенны навигации, пеленгационной системы, состоящей из двух пеленгационных антенн разных диапазонов и высокочастного коммутатора, управляемого аналого-цифровым преобразователем, аппаратура передачи данных на другие станции выполнена в виде спутниковой антенны с терминалом спутниковой связи GlobalStar, при этом лаборатория дополнительно содержит антенну обнаружения, антенну измерения с поворотным устройством, установленные на крыше транспортного средства, и антенный коммутатор, входы которого соединены с выходами антенн мобильного пеленгатора, с выходами антенны обнаружения и выходами поворотного устройства антенны измерения, а выходы - с входами приемного устройства, один из входов приемного устройства соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя высокочастотного коммутатора, а два выхода - с входами аналого-цифровых преобразователей сигналов двух промежуточных частот, выходы которых соединены с входами автоматизированного рабочего места, один из входов которого соединен через терминал спутниковой связи со спутниковой антенной, кроме того, лаборатория дополнительно содержит антенну GSM с блоком обработки, выход которого соединен с входом автоматизированного рабочего места, две рупорные антенны с разными диапазонами, установленные на поворотном устройстве и анализатор спектра, вход которого соединен с выходом поворотного устройства рупорных антенн, а выход - с входом автоматизированного рабочего места.
2. Подвижная лаборатория по п.1, отличающаяся тем, что каждая из пеленгационных антенн выполнена из восьми вибраторов, расположенных равномерно по окружности и подключенных к высокочастотному коммутатору, при этом сдвиг вибраторов составляет 22,5°.
3. Подвижная лаборатория по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что диапазоны пеленгационных антенн составляют соответсвенно от 30 до 400 МГц и от 400 до 1000 МГц.
4. Подвижная лаборатория по п.1, отличающаяся тем, что антенна навигации, две пеленгационные антенны разных диапазонов и высокочастотный коммутатор установлены на крыше транспортного средства.
