Портативное радиопеленгационное устройство

 

Изобретение относится к устройствам для определения направления на источник электромагнитного излучения. Портативное радиопеленгационное устройство содержит корпус в форме пистолета с рукояткой, в которой размещен источник питания, направленную антенну, разъем, установленный на фронтальной части корпуса, тюнер, усилитель низкой частоты, соединенный с громкоговорителем, и компас. Устройство содержит также дискретно регулируемый аттенюатор и плавно регулируемый аттенюатор, широкополосный усилитель высокой частоты, частотомер и блок визуальной индикации. Направленная антенна выполнена в виде съемного элемента, расположенного вне корпуса, причем дискретно регулируемый аттенюатор, плавно регулируемый аттенюатор и широкополосный усилитель высокой частоты, к которому подключен источник электропитания, размещены в корпусе и соединены последовательно, съемный элемент антенны через разъем, установленный на фронтальной части корпуса, соединен с входом дискретно регулируемого аттенюатора. Выход широкополосного усилителя высокой частоты через дополнительный разъем соединен с входом автоматически перестраиваемого цифрового тюнера, выходы которого подключены через усилитель низкой частоты и частотомер к входам блока визуальной индикации, а компас закреплен на задней части корпуса с помощью откидного кронштейна. Техническим результатом является создание надежного, легкого и удобного портативного радиопеленгационного устройства. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к устройствам для определения направления на источник электромагнитного излучения.

Известен трехмерный пеленгатор (см. GB 1595092, кл. G 01 S 3/14, 05.08.1981), содержащий три диполя, совмещенных с осями х, у, z, и три рамочных антенны, совмещенные с плоскостями yz, xz, ху. Система переключателей соединяет пары антенных выходов с умножителем. Последовательные результаты перемножения в умножителе хранят после преобразования в цифровую форму в блоке хранения в соответствующих ячейках памяти. Хранимые в памяти результаты затем суммируют и вычитают в ЭВМ для получения координат объекта.

Недостатком указанного пеленгатора является сложность, обусловленная наличием 6 антенн и соответственно 6 каналов обработки сигнала.

Известен автоматический радиопеленгатор (см. US 3761931, кл. G 01 S 3/14, 25.09.1973), содержащий рамочную антенну и вертикальную антенну. Выходящие сигналы одной из этих антенн поступают на балансный модулятор, где осуществляется модуляция сигнала заданной частотой, после чего модулированный сигнал объединяется с выходным сигналом другой антенны. Полученный сигнал детектируется и поступает на фазовый детектор, который осуществляет фазовое детектирование в соответствии с частотой модуляции. Радиопеленгатор содержит также электродвигатель, работающий на постоянном токе и предназначенный для вращения рамочной антенны, и источник постоянного тока. Включение и выключение электродвигателя осуществляется через управляющие транзисторы в соответствии с выходным сигналом фазового детектора.

Недостатком этого пеленгатора является сложность и низкая надежность, обусловленные сложной схемой управления и наличием подвижных элементов вращения.

Из известных портативных радиопеленгационных устройств наиболее близким является портативное радиопеленгационное устройство (см. US 3683384, кл. G 01 S 3/14, 25.09.1973), содержащее корпус в форме пистолета с рукояткой, в которой расположен источник питания, направленную антенну, разъем, установленный на фронтальной части корпуса, тюнер, усилитель низкой частоты, соединенный с громкоговорителем, и компас. Портативное радиопеленгационное устройство предназначено для пеленгации нескольких радиомаяков, настроенных на известные фиксированные частоты, и определение по ним своего местоположения.

Недостатками известного радиопеленгационного устройства является фиксированность частот сменных тюнеров, ограниченные функциональные возможности, обусловленные отсутствием плавной перестройки устройства по частоте при поиске различных источников радиоизлучения в условиях, когда источники радиоизлучения имеют как высокий, так и малый уровни сигналов, а также отсутствие визуальной индикации настройки.

Техническим результатом, на достижение которого направлено настоящее изобретение, является устранение вышеуказанных недостатков и создание многофункционального, надежного, легкого и удобного портативного радиопеленгационного устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что портативное радиопеленгационное устройство, содержащее корпус в форме пистолета с рукояткой, в которой размещен источник питания, направленную антенну, разъем, установленный на фронтальной части корпуса, тюнер, усилитель низкой частоты, соединенный с громкоговорителем, и компас, содержит дискретно регулируемый аттенюатор и плавно регулируемый аттенюатор, максимальное затухание которого выбрано равным значению шага изменения затухания дискретно регулируемого аттенюатора, широкополосный усилитель высокой частоты, частотомер и блок визуальной индикации, которые совместно с тюнером, выполненным в виде автоматически перестраиваемого цифрового тюнера, усилителем низкой частоты и громкоговорителем образуют блок обработки сигнала, закрепленный на верхней части корпуса, направленная антенна выполнена в виде съемного элемента, расположенного вне корпуса, причем дискретно регулируемый аттенюатор, плавно регулируемый аттенюатор и широкополосный усилитель высокой частоты, к которому подключен источник электропитания, размещены в корпусе и соединены последовательно, съемный элемент антенны через разъем, установленный на фронтальной части корпуса, соединен с входом дискретно регулируемого аттенюатора, выход широкополосного усилителя высокой частоты через дополнительный разъем соединен с входом автоматически перестраиваемого цифрового тюнера, выходы которого подключены через усилитель низкой частоты и частотомер к входам блока визуальной индикации, а компас закреплен на задней части корпуса с помощью откидного кронштейна.

Указанный технический результат достигается также тем, что съемный элемент антенны выполнен в виде системы двух рамок, расположенных в одной плоскости, причем по крайней мере одна из сторон каждой рамки прямолинейна, рамки располагаются друг относительно друга таким образом, что их прямолинейные стороны расположены в непосредственной близости параллельно друг другу, а разомкнутые стороны рамок расположены на одной прямой, при этом к дальним концам рамок подключен резистор, а к ближним концам рамок подключен симметричный вход симметрирующего устройства, несимметричный выход которого подключен к коаксиальному разъему, закрепленному на фронтовой части корпуса радиопеленгационного устройства.

Указанный технический результат достигается также тем, что прямолинейные стороны рамок, расположенные в непосредственной близости друг к другу, выполнены в виде отрезка двухпроводной линии передачи.

Указанный технический результат достигается также тем, что стороны рамок, расположенные вдали друг от друга, выполнены в виде металлической ленты с просечками.

Указанный технический результат достигается также тем, что система двух рамок выполнена печатным способом.

Указанный технический результат достигается также тем, что ручки управления затуханием дискретно регулируемого аттенюатора и плавно регулируемого аттенюатора расположены на боковой стороне корпуса.

На фиг. 1 приведена структурная схема портативного радиопеленгационного устройства.

На фиг. 2 приведена принципиальная схема съемного элемента направленной антенны.

На фиг. 3 приведена принципиальная схема съемного элемента направленной антенны с отрезком двухпроводной линии передачи.

На фиг. 4 приведена диаграмма направленности съемного элемента направленной антенны.

На фиг.5 показан компас в рабочем положении.

На фиг.6 показана конструкция откидного кронштейна.

На фиг.7 представлен чертеж оси откидного кронштейна.

Портативное радиопеленгационное устройство содержит корпус 1 в форме пистолета с рукояткой 2 (фиг.1), в которой размещен источник питания 3, подключенный с широкополосному усилителю высокой частоты 4. К разъему 5, установленному на фронтальной части корпуса, подключается один из съемных элементов 6 направленной антенны. В корпусе размещены дискретно регулируемый 7 и плавно регулируемый аттенюатор 8, соединенные последовательно с широкополосным усилителем высокой частоты 4, причем вход дискретно регулируемого аттеннюатора 7 подсоединен к разъему 5, а выход широкополосноого усилителя высокой частоты 4 через дополнительный разъем 9 соединен с входом автоматически перестраиваемого цифрового тюнера 10. Один из выходов тюнера 10 соединен через усилитель низкой частоты 11 с громкоговорителем 12. Второй выход тюнера 10 соединен через частотомер 13 с блоком визуальной индикации 14, второй вход которого соединен с вторым выходом усилителя низкой частоты 11. Автоматически перестраиваемый цифровой тюнер 10, усилитель низкой частоты 11, громкоговоритель 12, частотомер 13 и блок визуальной индикации 14 образуют блок обработки сигнала 15, размещенный на верхней части корпуса. Компас 16 закреплен на задней части корпуса с помощью откидного кронштейна 17. На боковой стороне корпуса 1 размещены ручки управления затуханием (не показаны) дискретно регулируемого аттенюатора 7, обладающего фиксированным затуханием 20 дБ, и плавно регулируемого аттенюатора 8 с диапазоном 0-20 дБ.

Направленная антенна выполнена в виде съемного элемента 6. Съемный элемент направленной антенны выполнен в виде системы 18 (фиг.2), двух разомкнутых рамок 19 и 20, расположенных в одной плоскости, причем по крайней мере одна из сторон 21 и 22 каждой рамки прямолинейна. Другие стороны рамок могут быть как прямолинейными, так и не прямолинейными. Рамки располагаются друг относительно друга таким образом, что их прямолинейные стороны 21 и 22 расположены в непосредственной близости параллельно друг другу, а разомкнутые стороны рамок 23 и 24 расположены на одной прямой, при этом к дальним концам разомкнутых рамок подключен резистор 25, а к ближним концам рамок подключен симметричный вход симметрирующего устройства 26, несимметричный выход которого подключается к разъему 5, установленному на фронтальной части корпуса 1 радиопеленгационного устройства.

Каждый из съемных элементов направленной антенны перекрывает определенный диапазон частот, например 20-200 МГц, 200-500 МГц, 500-1000 МГц. Таким образом, комплект съемных элементов обеспечивает работу в диапазоне от нескольких десятков МГц до нескольких единиц ГГц.

Прямолинейные стороны рамок, расположенные в непосредственной близости друг от друга, могут быть выполнены в виде отрезка двухпроводной линии передачи 27 (фиг.3), что позволяет существенно снизить вес портативного радиопеленгационного устройства.

С целью расширения полосы рабочих частот рамки 19 и 20 выполняют в виде широкой металлической ленты. Для уменьшения веса в металлической ленте делаются просечки.

Система двух рамок может быть выполнена печатным способом, что позволяет уменьшить вес антенны портативного устройства.

Съемный элемент антенны имеет кардиоидную диаграмму направленности (фиг. 4).

Компас 16 закреплен на откидном кронштейне 17, который может поворачиваться вокруг оси 28 (фиг.5,6,7). Ось 28 установлена на корпусе 1 с помощью двух опор 29 с цилиндрами. Внутри цилиндров устанавливается ось вращения. В одном из цилиндров устанавливается пружина 30. В противоположном цилиндре имеется квадратное отверстие, в которое при повороте кронштейна входит часть 33 оси 28, имеющая квадратное сечение.

В нерабочем положении компас примыкает к задней поверхности корпуса 1, что позволяет минимизировать размеры устройства в нерабочем положении. Чтобы привести компас в рабочее горизонтальное положение, его сначала сдвигают влево вдоль оси крепления, поворачивают его вокруг оси на 90^o и затем сдвигают компас вправо. Указанное рабочее положение компаса позволяет обеспечить удобство работы оператора при одновременном наблюдении показаний компаса и индикатора блока обработки информации.

Работа портативного радиопеленгационного устройства осуществляется следующим образом.

В зависимости от выбранного рабочего диапазона частот один из съемных элементов 6, входящих в комплект направленной антенны, присоединяется к разъему 5 корпуса. Съемный элемент антенны 6 представляет собой систему из двух рамок, имеющую кардиоидную диаграмму направленности как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Блок обработки сигналов 15 закрепляется на верхней части корпуса и подключается к дополнительному разъему 9 с помощью коаксиального кабеля. Работоспособность устройства проверяется по источнику непрерывного сигнала (стандартный генератор сигналов, радиостанция, радиотелефон и т.п.). Автоматически перестраиваемый цифровой тюнер 10 настраивают на заранее выбранную частоту. Частоту настройки тюнера 10 контролируют с помощью частотомера 13, показания частоты считывают с дисплея блока визуальной индикации 14. Устанавливают минимальное затухание сигнала дискретно перестраиваемого аттенюатора 7 и плавно перестраиваемого аттенюатора 8. Ориентируют съемный элемент направленной антенны на источник непрерывного сигнала по критерию максимальной громкости сигнала громкоговорителя 12. Уровень сигнала регулируют с помощью ручек управления дискретно регулируемого и плавно регулируемого аттенюаторов, расположенных на боковой стороне корпуса. В зависимости от задач, указанных ниже, в устройстве может быть установлен один или несколько дискретных аттенюаторов.

Наличие указанных органов регулировки и индикации позволяет оператору одновременно определять направление антенны на объект и производить регулировку уровня сигнала. Регулировка уровня с помощью аттенюаторов производится до тех пор, пока указатель индикатора блока визуальной индикации не будет находиться в средней части шкалы.

Поворачивая антенну влево и вправо, по индикатору блока визуальной индикации оператор определяет направление на максимум и минимум сигнала. Поскольку антенна обладает кардиоидной диаграммой направленности, то при достаточно хороших условиях приема (отсутствие отражений и влияния местных предметов) должен наблюдаться один максимум, соответствующий направлению на сигнал, и один минимум, соответствующий обратному направлению. В случае отражений от местных предметов (домов, деревьев, металлических предметов, арматуры железобетонных конструкций, линий электропередач и т.п.) может наблюдаться несколько максимумов и минимумов. В этом случае оператор повторяет поиск направления на источник сигнала с места, удаленного от предметов, которые могут вызвать отражение сигнала. При поиске в ближней зоне помимо показаний индикатора следует принимать во внимание изменение громкости сигнала при изменении направления пеленгации при линейном перемещении.

В качестве критерия направленности на начальной стадии поиска обычно используют максимум сигнала, на конечной стадии поиска уточнение направления удобно проводить по минимуму сигнала.

Хорошие результаты при поиске источника сигнала на местности может дать применение карты и компаса. При этом поиск начинают с определения и нанесения на карту пеленгов из двух или трех пеленгационных пунктов. Получив на карте пересечение пеленгов, проводят локализацию источника сигнала.

Портативное радиопеленгаторное устройство позволяет выполнять следующие операции: - определение направления на источник сигнала; - локализация объектов на близком и среднем удалении; - пеленгация источника сигнала при использовании нескольких приемников; - обнаружение источников помех, в том числе паразитных излучений от радиотелевизионной приемной аппаратуры, электродвигателей и двигателей внутреннего сгорания, систем обработки данных, ЭВМ, неисправных электроустановок; - поиск нелицензированных передатчиков, создающих помехи зарегистрированным станциям; Изобретение позволяет создать многофункциональное, надежное, легкое и удобное портативное радиопеленгационное устройство, имеющее как звуковую, так и визуальную индикацию настройки и обеспечивающее возможность работы в широком диапазоне частот, а также при большом динамическом диапазоне источника сигнала.

Формула изобретения

1. Портативное радиопеленгационное устройство, содержащее корпус в форме пистолета с рукояткой, в которой размещен источник питания, направленную антенну, разъем, установленный на фронтальной части корпуса, тюнер, усилитель низкой частоты, соединенный с громкоговорителем, и компас, отличающееся тем, что оно содержит дискретно регулируемый аттенюатор и плавно регулируемый аттенюатор, максимальное затухание которого выбрано равным значению шага изменения затухания дискретно регулируемого аттенюатора, широкополосный усилитель высокой частоты, частотомер и блок визуальной индикации, которые совместно с тюнером, выполненным в виде автоматически перестраиваемого цифрового тюнера, усилителем низкой частоты и громкоговорителем образуют блок обработки сигнала, закрепленный на верхней части корпуса, направленная антенна выполнена в виде съемного элемента, расположенного вне корпуса, причем дискретно регулируемый аттенюатор, плавно регулируемый аттенюатор и широкополосный усилитель высокой частоты, к которому подключен источник электропитания, размещены в корпусе и соединены последовательно, съемный элемент антенны через разъем, установленный на фронтальной части корпуса, соединен с входом дискретно регулируемого аттенюатора, выход широкополосного усилителя высокой частоты через дополнительный разъем соединен с входом автоматически перестраиваемого цифрового тюнера, выходы которого подключены через усилитель низкой частоты и частотомер к входам блока визуальной индикации, а компас закреплен на задней части корпуса с помощью откидного кронштейна.

2. Портативное радиопеленгационное устройство по п. 1, отличающееся тем, что съемный элемент антенны выполнен в виде системы двух рамок, расположенных в одной плоскости, причем по крайней мере одна из сторон каждой рамки прямолинейна, рамки располагаются относительно друг друга таким образом, что их прямолинейные стороны расположены в непосредственной близости параллельно друг другу, а разомкнутые стороны рамок расположены на одной прямой, при этом к дальним концам рамок подключен резистор, а к ближним концам рамок подключен симметричный вход симметрирующего устройства, несимметричный выход которого подключен к разъему, закрепленному на фронтовой части корпуса радиопеленгационного устройства.

3. Портативное радиопеленгационное устройство по п. 2, отличающееся тем, что прямолинейные стороны рамок, расположенные в непосредственной близости друг к другу, выполнены в виде отрезка двухпроводной линии передачи.

4. Портативное радиопеленгационное устройство по п. 2, отличающееся тем, что рамки выполнены в виде металлической ленты с просечками.

5. Портативное радиопеленгационное устройство по п. 2, отличающееся тем, что рамки выполнены печатным способом.

6. Портативное радиопеленгационное устройство по п. 1, отличающееся тем, что ручки управления затуханием дискретно регулируемого и плавно регулируемого аттенюаторов расположены на боковой стороне корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7