Устройство для измерения параметров морского волнения

 

Изобретение предназначено для использования в информационно-измерительных комплексах оценки состояний и измерения параметров морского волнения. Цель изобретения - повышение точности измерений и упрощение устройства. Выходные напряжения фильтров 7 и 10 нижних частот подаются на входы делителя 8, выходное напряжение которого пропорционально отношению амплитуд "длинного" и отселектированного "короткого" импульсов. Это напряжение возводится в квадрат в квадраторе 25 и подается на вход умножителя 26, на первый вход которого поступает выходное напряжение сумматора 21, пропорциональное параметру огибающей "длинных" отраженных импульсов. Выходное напряжение умножителя 26 пропорционально отношению, связанному функциональной зависимостью с высотой морских волн. 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению для неконтактных океанографических измерений и предназначено для использования в информационно-измерительных комплексах оценки состояния и измерения параметров морского волнения с летательных аппаратов. Целью изобретения является повышение точности измерений и упрощение устройства. На чертеже приведена функциональная схема устройства. Устройство содержит антенну 1, антенный переключатель 2, приемник 3, генератор 4 селекторных импульсов, селектор 5, первый детектор огибающей 6, первый фильтр нижних частот 7, второй делитель напряжений 8, второй детектор огибающей 9, пятый фильтр нижних частот 10, блок автоматической регулировки усиления 11, центрирующий блок 12, компаратор нулевого уровня 13, преобразователь период-напряжение 14, второй фильтр нижних частот 15, первый умножитель 16, первый индикатор 17, первый квадратор 18, третий фильтр нижних частот 19, функциональный преобразователь 20, реализующий степенную функцию g= x^0,5, сумматор 21, второй умножитель 22, четвертый фильтр нижних частот 23, первый делитель напряжений 24, второй квадратор 25, третий умножитель 26, второй индикатор 27, передатчик 28, синхронизатор 29 и радиовысотомер 30. Антенна 1 через антенный переключатель 2 подключена к входу приемника 3, выход которого через последовательно соединенные первый детектор 6 и первый фильтр 7 подключен к первому, а через последовательно соединенные селектор 5, второй детектор 9 и пятый фильтр 10 к второму входам второго делителя 8. Выход первого фильтра 7 через блок 11 подключен к управляющему входу приемника 3, а выход первого детектора 6 к входу центрирующего блока 12 выход которого подключен одновременно к входам трех цепей. Первая цепь содержит последовательно соединенные компаратор 13, преобразователь 14, второй фильтр, 15, первый умножитель 16 и первый индикатор 17. Причем на второй вход первого умножителя 16 поступает с бортового измерителя скорости полета напряжение, пропорциональное этой скорости. Вторая цепь содержит последовательно соединенные первый квадратор 18, третий фильтр 19, преобразователь 20 и сумматор 21. Третья цепь содержит последовательно соединенные второй умножитель 22, четвертый фильтр 23 и первый делитель 24. Причем второй вход второго умножителя 22 подключен к выходу первого квадратора 18, второй вход первого делителя 24 подключен к выходу третьего фильтра 19, а выход первого делителя 24 к второму входу сумматора 21. Выход делителя 8 через второй квадратор 25 подключен к второму, а выход сумматора 21 к первому входам третьего умножителя 26, к выходу которого подключен второй индикатор 27. Выход синхронизатора 29 подключен к передатчику 28 и к управляющему входу генератора 4 селекторных импульсов, на второй управляющий вход которого поступает с бортового радиовысотомера 30 напряжение, пропорциональное этой высоте. Выход передатчика 28 подключен к антенному переключателю 2, а выход генератора 4 к первому входу селектора 5. Функциональные блоки 13 17 образуют канал измерения средней длины и направления распространения морских волн, а блоки 8, 18 26, 17 канал измерения высоты морских волн. Устройство работает следующим образом. Синхронизатор 29 запускает передатчик 28, который вырабатывает радиоимпульсы длительностью τ_д ("длинные"). Радиоимпульсы через антенный переключатель 2 поступают в антенну 1 и излучаются. Отраженные морской поверхностью радиоимпульсы принимаются антенной 1 и через антенный переключатель поступают в приемник 3, где усиливаются, селектируются и поступают одновременно в два канала. В первом канале напряжение огибающей "длинных" импульсов с выхода детектора 6 поступает на вход центрирующего блока 12 и через первый фильтр 7 и блок автоматической регулировки усиления 11 на управляющий вход приемника 3. Выходное напряжение центрирующего блока 12 подается на входы трех последовательно соединенных цепей, первая из которых содержит функциональные элементы 13 17 и служит для изменения средней длины волны и направления распространения морских волн, а две другие, содержащие функциональные элементы 18 24 для измерения обобщенного параметра огибающей "длинных" импульсов К, функционально связанного с соотношением H/λ.. При этом принцип, а также структура цепей для измерения величин средней длины волны и К не отличаются от таковых известного устройства. Во втором канале из последовательности "длинных" импульсов в селекторе 5 формируется последовательность "коротких" импульсов, длительность которых равна длительности селекторных импульсов τ_к, вырабатываемых генератором 4. Совмещение передних фронтов селекторного импульса и отраженного "длинного" импульсов обеспечивается путем задержки селекторного относительно синхроимпульса на время, пропорциональное высоте полета Сформированные таким образом в селекторе 5 "короткие" импульсы поступают на вход второго детектора 9. С выхода детектора 9 они подаются на вход пятого фильтра нижних частот 10. Выходные напряжения первого 7 и пятого 10 фильтров, нижних частот подаются на входы второго делителя 8, выходное напряжение которого оказывается пропорциональным отношению амплитуд "длинного" и отселектированного "короткого" 5 импульсов. Это напряжение возводится в квадрат в квадраторе 25 и подается на второй вход умножителя 26, на первый вход которого поступает выходное напряжение сумматора 21, пропорциональное параметру К огибающей "длинных" отраженных импульсов. В результате выходное напряжение третьего умножителя 26 пропорционально отношению, связанному функциональной зависимостью с высотой морских волн. С выхода третьего умножителя 26 напряжение поступает на второй индикатор 27, проградуированный в значениях величины H_з%

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров морского волнения, содержащее последовательно соединенные антенну, антенный переключатель, приемник, первый детектор огибающей, первый фильтр нижних частот, второй делитель напряжений, второй квадратор, третий умножитель и второй индикатор, второй вход антенного переключателя через передатчик соединен с выходом синхронизатора, выход первого фильтра нижних частот через блок автоматической регулировки усиления соединен с вторым входом приемника, второй вход второго делителя напряжений через пятый фильтр нижних частот соединен с выходом второго детектора огибающей, выход первого детектора огибающей через центрирующий блок, компаратор нулевого уровня, преобразователь период напряжение и второй фильтр нижних частот соединен с первым входом первого умножителя, второй вход которого соединен с выходом измерителя скорости полета, а выход с входом первого индикатора, выход центрирующего блока через первый квадратор, третий фильтр нижних частот, функциональный преобразователь и сумматор соединен с вторым входом третьего умножителя, второй вход сумматора через первый делитель напряжения, четвертый фильтр нижних частот и второй умножитель соединен с выходом центрирующего блока, выход первого квадратора соединен с вторым входом второго умножителя, а выход третьего фильтра нижних частот с вторым входом первого делителя напряжений, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, оно снабжено последовательно соединенными радиовысотомером, генератором селективных импульсов и селектором, выход синхронизатора соединен с вторым входом генератора селективных импульсов, а выход приемника с вторым входом селектора, выход которого соединен с входом второго детектора огибающей.

РИСУНКИ

Рисунок 1