Ионосферная станция

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(58 0 01 Ч 3/,00 а

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ t

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA (21) 3267908/18-25 (22) 30.03.81 (46) 07.06.83, бюл. Н 21 (72) .10.С.Макаров и В.М,Рудай (71) Специальное конструкторское бюро физического приборостроения

АН СССР (53) 550.838(088;8) (56) 1. Васильев Г.В; и др. Спутниковая ионосферная станция ИОН-1. Сб. нАп рратура для исследования внешней ионосферы". ИЗМИРАН, 1.980, с. 30, .2. Авторское свидетельство СССР

:8 755004, кл. G Ol V 3/00, 1980 (про тотип). (54) (57) ИОНОСФЕРНАЯ СТАНЦИЯ, содержащая :передатчик, приемник, к выходу которого подключен анализатор помех, синтезатор, каскад с регулируемым коэффициентом передачи и синхронизаlтор, первый, второй и третий выходы которого саединены с управляющими входами передатчика, приемника и синтезатора, при этом первый выход син; тезатора подключен к второму входу

„„Я0„„1 0221 02 А

Ъ приемника, а второй через каскад с регулируемым коэффициентом передачик основному входу передатчика, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности измерения параметров ионосферы, между вторым выходом приемника и управляющим входом каскада с регулируемым коэффициентом передачи включены последовательно соединенные измеритель амплитуды отражений, первый ключ, элемент памяти и функциональный преобразователь, а между выходами анализатора помех и вторым входом элемента памяти включены последовательно соединенные компаратор с подключенным к второму входу источником опорного напряжения и второй ключ, второй вход которого подключен к первому выходу синхронизатора, при этом выход анализатора помех подключен к второму входу функционального преобразователя, выход компаратора соединен с управляющим входом первого ключа, выход функционального преобразователя соединен с третьим входом приемника.

1022102

Изобретение относится к геофизике и предназначено для использования в аппаратуре частотного зондирования ионосферы.

Известны ионосферные станции, содержащие передатчик, приемник, синхронизатор и синтезатор fl) .

Зондирование ионосферы производится последовательно на ряде фиксированных частот (сетке частот), вырабатываемых синтезатором. Зависимость расстояния до отражающих. областей ионосферы изображается в виде ионограмм.

Ионосферные станции работают в диапазоне средних и коротких волн, характеризующемся большим уровнем помех с неравномерной спектральной плотностью. Кроме того, входной сиг" нал приемника ионосферной станции зависит от характеристик поглощения ионосферы, при этом имеет место зависимость поглощения от частоты и времени зондирования.

Недостатком известных ионосферных станций является то, что в них для получения отражений при различной величине поглощения и уровня помех мощность передатчиков поднимается до уровней десятков и даже сотен киловатт равномерно во всем диапазоне ЗО частот, тогда как в отсутствие помех в большей части исследуемого диапазона для получения удовлетворительных отражений достаточно мощности в сотни ватт.

Известна ионосферная станция, в которой мощность, излучаемая передатчиком, устанавливается в зависимости от уровня помех на частоте зондирования (2J .

Недостатком этой ионосферной станции является то, что в ней не учитываются характеристики поглощения ионосферы, поэтому для получения отражений в области критических частот, где поглощение резко возрастает, минимальная мощность, излучаемая передатчиком, устанавливается на уровне не менее 1-2 кВт. Но даже при таком уровне мощности.на частотах с больщим уровнем поглощения возможны потери информации, а следовательно, снижение точности измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерений параметров ионосферь!, Указанная цель достигается тем, что в ионосферную станцию, содержащую передатчик, приемник, к выходу которого подключен анализатор помех, синтезатор, каскад с регуЛируемым коэффициентом передачи и синхронизатор, первый и третий выходы которого соединены с управляющими входами передатчика, приемника и синтезатора, при этом первый выход синтезатора подключен к второму входу приемника, а второй - через каскад с регулируемым коэффициентом передачи - к основному входу передатчика, между вторым выходом приемника и управляющим входом каскада с регулируемым коэффициентом передачи включены последовательно соединенные измеритель амплитуды отражений, первый ключ, элемент памяти и функциональный преобразователь, а между выходом анализатора помех и вторым входом элемента памяти включены последова- . тельно соединенные компаратор с подключенным к второму входу источником опорного напряжения и второй ключ, второй вход которого подключен к первому выходу синхронизатора, при этом выход анализатора помех подключен также к второму входу функционального преобразователя, выход компаратора соединен с управляющим входом первого ключа, выход функционального преобразователя соединен с третьим входом приемника.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемой ионосферной станции.

Ионосферная станция состоит нз передатчика 1, приемника 2, к выходу которого подключен анализатор 3 помех, синтезатора 4,. каскада 5 с регулируемым коэффициентом передачи, синхронизатора 6, первый, второй и третий входы которого соединены с управляющими входами передатчика 1, приемника 2 и синтезатора 4. Первый выход синтезатора 4 подключен к второму входу приемника 2, а второй— через каскад 5 с регулируемым коэффициентом передачи — к основному входу передатчика 1. Между вторым выходом приемника 2 и управляющим входом каскада 5 с регулируемым коэффициентом передачи включены последовательно соединенные измеритель 7 амплитуды отражений, первый ключ 8, элемент 9 памяти и функциональный преобразователь 10. Между выходом анализатора 3 помех и вторым входом элемента 9 памяти включены последовательно соединенные компаратор 11 с з 10221 подключенным к второму входу источником 12 опорного напряжения и второй ключ 13, второй вход которого соединен с первым выходом синхронизатора

6. Выход анализатора помех 3 соединен

5 с вторым входом функционального преобразователя-10. Выход компаратора 11 соединен с управляющим входом первого ключа 8. Выход функционального преобразователя 10 соединен с третьим Вхо дом приемника 2.

Ионосферная станция работает следующим образом.

Синтезатор 4 формирует гетеродинный сигнал приемника 2 и сигнал воз|5 буждения, который через каскад 5 с регулируемым коэффициентом передачи подается на вход передатчика 1. Пере. датчик 1 излучает зондирующие радиоимпульсы. Приемник 2 осуществляет

20 прием,, обработку и регистрацию .отраженных сигналов. Синхронизатор б согласует во времени работу основных систем станции.

Начальное состояние устройства к моменту излучения зондирующего радиоимпульса на первой рабочей частоте станции выбрано таким, что мощность, излучаемая передатчиком, максимальна, что обеспечено исходным состоянием анализатора 3 помех и элемента 9 памяти. Анализатор 3. .помех производит анализ помех на следующей частоте настройки станции, После излучения зондирующего радиоимпульса и приема отраженного .сигнала напряже- З5 ние на выходе измерителя 7 амплитуды отражения определяется уровнем отраженного от ионосферы сигнала, а на выходе анализатора 3 помех — уровнем помех на следующей частоте настройки станции. Напряжение с выхода измери- — -. теля 7 амплитуды отражений через первый ключ 8 поступает в элемент 9 памяти, где уровень напряжения запоминается до конца. излучения радиоим- - 45 пульса на следующей частоте работы станций. Сброс элемента 9 памяти осуществляется по заднему фронту импульса передатчика 4 командой синхронизатора 6 через второй ключ 13.

Для получения качественных ионограмм шаг перестройки станции выбира- . ется достаточно малым — порядка десятков килогерц. Уровень отраженного сигнала на следующей частоте настрой- 55 ки станции можно приблизительно оценить по измеренному уровню принятого сигнала на предыдущей частоте. Помехи

02 4 на входе йриемника 2 могут изменять— ся значительно при перестройке на соседнюю частоту из-за большей неравномерности распределения помех в диапазоне частоты работы станции. На входы функционального преобразователя 10 поступают уровни напряжения, характеризующие уровень помех на следующей частоте настройки станциис выхода анализатора 3 помех и уровень принятого отраженного сигналас выхода элемента 9 памяти. Функциональный преобразователь 10 преобразует напряжения с выхода элемента 9 памяти и анализатора 3 помех в- управляющее напряжение регулируемого кас. када 5 так, что с увеличением уровня помех или поглощения ионосферы, например, при приближении частоты работы станции к области критических частот, мощность, излучаемая передатчиком 1, возрастает. Из-за большой неравномерности распределения помех возможна ошибка в оценке уровня отраженного сигнала, например, при совпадении заданной рабочей частоты ионосферной станции с частотой вещательной станции. В этом случае уровень напряжения с выхода анализатора .

3 помех превысит установленный порог срабатцвания компаратора 11, определяемый источником 12 опорного напряжения. Сигнал с выхода .компаратора 11 запрещает сброс в нулевое состояние элемента 9 памяти и зались в него ошибочной или малодостоверной информации путем размыкания нормально замкнутых ключей 13 и 8. Уровень мощности, излучаемой на данной рабочей частоте, определится уровнем помехи.

Записанная в элементе 9 памяти информация сохранится и будет использована для установки излучаемой передатчиком 1 мощности на последующей рабочей частоте ионосферной станции .

При значительной величине принимаемого сигнала защита приемника от перегрузок осуществляется введением определенного ослабления на его входе.

В ионосферных станциях типа НИС-5 и "Базис" на входе приемника имеется аттенюатор, управление которым в предлагаемой станции осуществляется тем же сигналом, что и управление каскадом с регулируемым коэффициентом передачи. Ослабление аттенюатора возрастает в случае, если требуется снижение излучаемой мощности ниже определенного уровня в соответствии

5. 1022102 б. с упр.являющим сигналом функциональ грузкои приемника при приеме отражен ного преобразователя. ных сигналов от слоев с большой элекПредлагаемая ионосферная станция тронно»ионной концентрацией, а также позволяет установить излучаемую пе- ошибки, вызванные потерей информации редатчиком мощность с учетом уровня npu приеме отраженных от ионосферы помех и величины поглощения. В ре- сигналов в областях высоких поглощезультате регулирования величины излу- ний. Регулирование мощности передатчаемой передатчиком мощности в зави- чика с учетом величины отраженного симости от уровня помех на частоте сигнала позволяет исключить потери зондирования и величины отраженного 1О информации в диапазоне частот с низсигнала на близкорасположенной час- ким уровнем отражения, а следовательтоте повышается точность и устраняют- но; повысить точность измерения пася ошибки измерения, вызванные пере- раметров ионосферы, Составитель В. Попадько

Редактор А. Козориз Техред Т,фанта Корректор А. ПовхФ «Ф» «

Заказ 4035/38 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фи (:н: и ППП "Патент ", г . У кгород, ул. Проектная,