РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ МАЯК-ОТВЕТЧИК ДЛЯ МАРКИРОВКИ ПОДХОДНЫХ СУДОХОДНЫХ КАНАЛОВ, ФАРВАТЕРОВ, СТВОРОВ, ПРОХОДОВ ПОД МОСТАМИ НА ЭКРАНЕ ШТАТНОЙ БОРТОВОЙ РЛС

РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ МАЯК-ОТВЕТЧИК ДЛЯ МАРКИРОВКИ ПОДХОДНЫХ СУДОХОДНЫХ КАНАЛОВ, ФАРВАТЕРОВ, СТВОРОВ, ПРОХОДОВ ПОД МОСТАМИ
НА ЭКРАНЕ ШТАТНОЙ БОРТОВОЙ РЛС
Изобретение относится к области ближней корабельной радионавигации, в частности к радиолокации.
Известно устройство для проведения судов по каналу, не имеющего ориентиров /1/, содержащее два преобразователя, установленных поперек судна и удаленных на равное расстояние от его центра. Отраженные от дна канала импульсы энергии принимаются преобразователями и проходят через фильтры, устраняющие паразитные сигналы, принятые преобразователями. Имеется устройство, которое измеряет временные интервалы между моментом излучения и моментом приема отраженных импульсов каждым преобразователем. Это устройство вырабатывает первый и второй электрические сигналы, которые характеризуют глубину канала, соответственно с правой и левой стороны судна. Первый и второй электрические сигналы сравниваются, и на основании результатов сравнения осуществляется управление индикаторным устройством, на котором индуцируется левый, правый борт судна или команда управления курсом судна. Управление индикаторным устройства производится в соответствии с измеренной глубиной канала, при этом на индикатор выносится одна из команд управления курсом, зависящая от расположения наиболее глубокой части канала относительно судна. В результате судно проводится вдоль наиболее глубокой части канала.
Известна система для проводки судов с использованием лазерных створов /2/. Система состоит из передатчика, устанавливаемого на берегу, и приемника.
МКИ5 GO IS 13/76, 3/32
устанавливаемого на судне. Передатчик включает лазер, модулятор и коллиматор. Приемник состоит из антенны, фотоприемника и устройства обработки информации. При нахождении судна в пределах диаграммы направленности излучения лазера, приемник регистрирует это, и устройство обработки информации формирует сигнал о положении судна относительно луча лазера. Используется газовый СО - лазер с длиной волны излучения X  10,6 Мкм, находящейся в окне прозрачности атмосферы. Недостатком системы является большая зависимость дальности действия системы от состояния атмосферы и времени суток.
Общим недостатком устройств /1/, /2/, как и многих известных аналогичных им устройств, является то, что для обеспечения удержания судна на оси канала на борту судна устанавливаются сложные и дорогостоящие навигационные комплексы, без использования при этом имеющейся на борту у объектов штатной навигационной аппаратуры, штатной РЛС.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству и принятым за прототип является радиолокационный маяк - ответчик /3/, содержащий антенну, Y-циркулятор, детектор, усилитель, схему определения уровня принятого сигнала, схему импульсного кодирования, схему генератора последовательности импульсов, импульсную задающую схему, СВЧ генератор сигнала, СВЧ усилитель, в котором выход антенны, со всенаправленной в горизонтальной плоскости диаграммой направленности, соединен с первым плечом Y-циркулятора, второе плечо которого, через последовательно соединенные детектор и усилитель, соединено со входом схемы определения уровня принятого сигнала, первый выход которой соединен со входом схемы импульсного кодирования, а второй выход - со входом схемы генерации последовательности импульсов, при этом выход схемы импульсного кодирования подключен к первому входу импульсной задающей схемы, а выход схемы генерации последовательности импульсов подключен ко второму входу
импульсной задающей схемы, выход которой соединен с управляющим входом СВЧ генератора и первым входом СВЧ усилителя, второй вход которого соединен с выходом СВЧ генератора, а выход - с третьим плечом Y-циркулятора, соединенного с антенной по выходу с первым плечом.
Результат работы маяка - ответчика заключается в следующем. Если носитель РЛС находится на близком расстоянии от маяка - ответчика, - на индикаторе РЛС носителя индицируется короткая пунктирная линия, обращенная к наружной стороне индикатора от местоположения маяка - ответчика. При удалении носителя РЛС от маяка - ответчика, местоположение последнего выходит за пределы индикатора РЛС. При этом вместо короткой пунктирной линии на индикаторе РЛС будет индицироваться пунктирная линия, проходящая через центр индикатора в направлении на местоположение маяка - ответчика.
Маяк-ответчик, взятый за прототип, не может быть использован для проводки судов и маркировки на индикаторе штатной бортовой РЛС подходных судоходных каналов, фарватеров, створов, проходов под мостами, так как маяк-ответчик, имея антенну со всенаправленной диаграммой направленности, отвечает всем РЛС в диапазоне углов 0360 градусов, в то время как для привязки к оси канала, фарватера и т. д., он должен излучать только вдоль этого направления. Кроме того, маяк-ответчик не определяет азимутальные отклонения носителя РЛС от оси канала, фарватера и т. д. и не передает эту информацию на экран индикатора носителя РЛС.
Целью создания полезной модели является создание радиолокационного маякаответчика для маркировки подходных судоходных каналов, фарватеров, створов, проходов под мостами на экране штатной бортовой РЛС (далее по тексту - предлагаемого радиолокационного маяка-ответчика, предлагаемый радиолокационный маяк-ответчик) обеспечивающего индикацию линии заданного курса (оси подходного судоходного канала, фарватера и т. д.) и индикацию отклонения носителя РЛС от этой линии на экране индикатора штатной бортовой РЛС.
Поставленная цель достигается тем, что в известный маяк-ответчик, содержащий приемо-передающую антенну,первый -цир1сулятор, детектор, первый
логарифмический видеоусилитель, СВЧ генератор и СВЧ усилитель, выход которого соединен с третьим плечом первого Y-циркулятора, а первый вход - с выходом СВЧ генератора, выход детектора соединен со входом первого логарифмического видеоусилителя, введены второй Y-циркулятор с согласованной волноводной нагрузкой в третьем плече, два управляемых аттенюатора, делитель мощности, пять пороговых устройств, два формирователя импульсов ограничения сигнала, эмиттерный повторитель, две схемы задержки, формирователь импульсов стробирования, два стробируемых пороговых устройства, два формирователя импульсов закрытия приемника, два формирователя импульсов излучения, логическая схема «или три согласующих устройства, две схемы включения источника питания СВЧ генератора и СВЧ усилителя, схема управления частотой генератора пилообразного напряжения, фазовый детектор, два логарифмических видеоусилителя, два видеоусилителя, суммирующее устройство, два пиковых детектора, генератор блокирующих импульсов генератор пилообразного напряжения и двойной волноводный мост, входы которого соединены соответственно с выходами двухлучевой приемо-передающей антенны с узконаправленными диаграммами направленности каждого луча, а выходы суммарного и разностного каналов - с первыми плечами соответственно первого и второго Y-циркуляторов, первые входы первого и второго управляемых аттенюаторов соединены со вторыми плечами соответственно первого и второго У-циркуляторов, выход первого управляемого аттенюатора, соединен со входом делителя мощности, первый выход которого соединен с первым входом фазового детектора, соединенного своим вторым входом с выходом второго управляемого аттенюатора, а второй выход - со входом детектора, выход которого одновременно через первое пороговое устройство и второй формирователь импульсов ограничения сигнала подключен ко входу эмиттерного повторителя и входу первого логарифмического
видеоусилителя, выход которого через второе пороговое устройство и первый формирователь импульсов ограничения сигнала подютючен ко входу эмиттерного повторителя, а через третье пороговое устройство соединен со входами первой и второй схемам задержки, выход которой соединен с объединенными входами первого и второго формирователей импульсов закрытия приемника, подключенных ко входу эмиттерного повторителя, выход которого соединен со вторыми управляющими входами первого и второго управляемых аттенюаторов и объединенными входами формирователей импульсов излучения и соединенных через первое согласующее устройство с объединенными входами схемы включения источника питания СВЧ генератора, схемы включения источника питания СВЧ усилителя и с первым входом схемы управления частотой генератора пилообразного напряжения, выход первой схемы задержки соединен со входом формирователя импульсов стробирования, первый и второй выходы фазового детектора соответственно через второй и третий логарифмические видеоусилители соединены с первым и вторым входами суммирующего устройства, выход которого соединен со входами первого и второго видеоусилителей, соединенных своими выходами с первыми входами соответственно первого и второго стробируемых пороговых устройств, вторые управляющие входы которых объединены и соединены с выходом формирователя импульсов стробирования, а выходы - соответственно объединены с первым и вторым входом логической схемы «или, выход которой соединен с управляющим входом генератора блокирующих импульсов через первый пиковый детектор, пятое пороговое устройство и второе согласующее устройство, а также через второй пиковый детектор, шестое пороговое устройство и третье согласующее устройство соединены со вторым и третьим входами схемы управления частотой генератора пилообразного напряжения, выход которой связан с управляющим входом генератора пилообразного напряжения, соединенного своим выходом с первым входом СВЧ генератора, второй вход последнего по цепи питания связан с выходом схемы включения
источника питания СВЧ генератора, второй вход СВЧ усилителя по цепи питания связан с выходом схемы включения источника питания СВЧ усилителя, при этом ось равносигнального направления двухлучевой приемо-передающей антенны с узконаправленной диаграммой направленности каждого луча ориентируется по оси заданного направления.
На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого радиолокационного маякаответчика, на фиг.2 - схема управления частотой генератора пилообразного напряжения, на фиг.З - схема включения источников питания СВЧ генератора и СВЧ усилителя, на фиг. 4 - виды изображений на экране штатной бортовой РЛС линий заданного курса (а) и отклонения от нее носителя РЛС вправо (б) или влево (в).
Предлагаемый радиолокационный маяк-ответчик содержит (фиг.1) приемопередающую антенну 1, двойной волноводный мост 2, первый Y-циркуляторы 3, первый управляемый аттенюатор 4, делитель мощности 5, детектор 6, первое пороговое устройство 7, первый логарифмический видеоусилитель 8, второе и третье пороговые устройства 9 и 10, первый формирователь импульсов ограничения сигнала 11, эмиттерный повторитель 12, второй формирователь импульсов ограничения сигнала 13, первую схему задержки 14, формирователь импульсов стробирования 15, первое и второе стробируемые пороговые устройства 16 и 17, вторую схему задержки 18, первый и второй формирователи импульсов закрытия приемника 19, 20, первый и второй формирователи импульсов излучения 21, 22, первое согласующее устройство 23, схему включения источника питания СВЧ генератора 24, схему включения источника питания СВЧ усилителя 25, схему управления частотой генератора пилообразного напряжения 26, второй Y-циркулятор 27, второй управляемый аттенюатор 28, фазовый детектор 29, согласованную волноводную нагрузку 30, второй и третий логарифмические видеоусилители 31 и 32, суммирующее устройство 33, первый и второй видеоусилители 34 и 35, первый и второй пиковые детекторы 36 и 37, четвертое и пятое пороговые
устройства 38 и 39, второе и третье согласующие устройства 40 и 41, генератор пилообразного напряжения 42, СВЧ генератор 43, СВЧ усилитель 44, логическую схему «или 45, генератор блокирующих импульсов 46.
Выходы двухлучевой приемо-передающей антенны 1 с узконаправленными диаграммами направленности каждого луча соединены соответственно со входами двойного волноводного моста 2, выходы суммарного и разностного каналов которого соединены соответственно - с первыми плечами соответственно первого 3 и второго 27 Yциркуляторов, первые входы первого 4 и второго 28 управляемых аттенюаторов соединены со вторыми плечами соответственно первого 3 и второго 27 Y-циркуляторов, выход первого управляемого аттенюатора 4 соединен со входом делителя мощности 5, первый выход которого соединен с первым входом фазового детектора 29, соединенного своим вторым входом с выходом второго управляемого аттенюатора 28, а второй выход со входом детектора 6, выход которого через первое пороговое устройство 7 и второй формирователь импульсов ограничения сигнала 13 подключен ко входу эмиттерного повторителя 12 и ко входу первого логарифмического видеоусилителя 8, выход которого через второе пороговое устройство 9 и первый формирователь импульсов ограничения сигнала 11 подключен ко входу эмиттерного повторителя 12, а через третье пороговое устройство 10 соединен со входами первой схемы задержки 14 и второй схемы задержки 18, выход которого соединен с объединенными входами первого 19 и второго 20 формирователей импульсов закрытия приемника, выходы которых подключены ко входу эмиттерного повторителя 12, выход которого соединен со вторыми управляющими входами первого 4 и второго 28 управляемых аттенюаторов, а также соединен с объединенными входами первого 21 и второго 22 формирователей импульсов излучения, выходы которых соединены со входом первого согласующего устройства 23 соединенного с объединенными входами схемы включения источника питания СВЧ генератора 24, схемы включения источника питания СВЧ усилителя 25 и с первым входом схемы
управления частотой генератора пилообразного напряжения 26, выход первой схемы задержки 14 соединен со входом формирователя импульсов стробирования 15, первый и второй выходы фазового детектора 29 соответственно через второй 31 и третий 32 логарифмические видеоусилители соединены с первым и вторым входами суммирующего устройства 33, выход которого соединен со входами первого 34 и второго 35 видеоусилителей, соединенных своими выходами с первыми входами соответственно первого 16 и второго 17 стробируемых пороговых устройств, вторые управляющие входы которых объединены и соединены с выходом формирователя импульсов стробирования 15, а выходы - соответственно через первый пиковый детектор 36, четвертое пороговое устройство 38 и второе согласующее устройство 40, а также через второй пиковый детектор 37, пятое пороговое устройство 39 и третье согласующее устройство 41 соединены со вторым и третьим входами схемы управления частотой генератора пилообразного напряжения 26, выход которой связан с управляющим входом генератора пилообразного напряжения 42, соединенного своим выходом с первым входом СВЧ генератора 43, второй вход последнего по цепи питания связан с выходом схемы включения источника питания СВЧ генератора 24, а также соединены с первым и вторым входами логической схемы «или 45, выход которой подключен к управляющему входу генератора блокирующих импульсов, подключенного своим выходом к управляющим входам первого 19 формирователя импульсов закрытия приемника и первого формирователя импульсов излучения 21. Выход СВЧ усилителя 44 соединен с третьим плечом первого Y-циркулятора 3, а первый вход - с выходом СВЧ генератора 43, выход детектора 6 соединен со входом первого логарифмического видеоусилителя 8, второй вход СВЧ усилителя 44 по цепи питания связан с выходом схемы включения источника питания СВЧ усилителя 25.
Предлагаемый радиолокационный маяк-ответчик устанавливается в конце подходного судоходного канала, фарватера, в центре прохода под мостом, на оси створов. Ось равносильного направления двухлучевой приемо-передающей антенны 1 с узконаправленной диаграммой направленности каждого луча ориентируется по оси заданного направления (оси подходного судоходного канала, фарватера, и т.д.).
В исходном состоянии управляемые аттенюаторы 4 и 28 находятся в режиме минимального ослабления, обеспечивая максимальную чувствительность приемного тракта. Зондирующий радиоимпульс длительностью 0.1ч-0.5 мксек штатной бортовой РЛС проводимого обьекта принимается приемо-передающей антенной 1 с диаграммой направленности 9г х 0в  4° х 4° и поступает на вход двойного волноводного моста 2, формирующего суммарную и разностную диаграммы направленности в азимутальной плоскости на выходах соответственно суммарного и разностного каналов двойного волноводного моста 2.
С выхода суммарного канала двойного волноводного моста 2 импульсный СВЧ сигнал проходит первый Y-циркулятор 3, первый управляемый аттенюатор 4 и делитель мощности 5, с первого выхода которого поступает на вход детектора 6.
С выхода детектора 6 видеоимпульс (огибающая зондирующего радиоимпульса РЛС) поступает одновременно на вход первого порогового устройства 7 и через первый логарифмический видеоусилитель 8 (ЛБУ), на входы второго и третьего пороговых устройств 9 и 10.
В случае малого сигнала от РЛС, видеоимпульс усиленный ЛВУ 8, вызывает срабатывание второго порогового устройства 9, от импульса которого запускается первый формирователь импульсов ограничения сигнала 11 длительностью 40 мсек. Величина напряжения импульса с выхода первого формирователя импульсов ограничения сигнала 11 подбирается такой, чтобы, пройдя эмиттерный повторитель 12, и поступив на
управляющие входы первого 4 и второго 28 управляемых аттенюаторов, чувствительность приемного тракта уменьшилась на минус 15 дБ.
По мере приближения судна и нарастания сигнала РЛС, срабатывает еще первое пороговое устройство 7 и второй формирователь импульсов ограничения сигнала 13, которые формируют дополнительный импульс такой же длительности (40 мсек.), но с такой величиной напряжения, при которой, пройдя эмиттерный повторитель 12 и поступив на управляющие входы управляемых аттенюаторов 4 и 28, дополнительно закрывает приемник на минус 30 дБ.
Длительность импульса ограничения чувствительности приемника выбирается исходя из времени радиолокационного контакта РЛС с маяком-ответчиком. Ширина диаграммы направленности в азимутальной плоскости основного лепестка по уровню минус 3 дБ антенны РЛС составляет .s и скорость вращения 18-ь 20 об/мин. Отсюда следует, что время радиолокационного контакта РЛС с маяком-ответчиком по основному лепестку составляет 8-н13 мсек, а учитывая наличие боковых лепестков диаграммы направленности антенны РЛС - общее время контакта лежит в пределах 30-:-35 мсек. Исходя из этого, чтобы исключить повторный ответ маяка-ответчика, время ограничения чувствительности и закрытие приемника выбрано равным 40 мсек. Видеоимпульс с выхода третьего порогового устройства 10 поступает на вход первой схемы задержки 14, задерживается на 1-2 мксек и, включает третий формирователь импульсов стробирования 15, выходной импульс с которого в свою очередь откроет стробируемые первое и второе пороговые устройства 16 и 17 на время 12 мсек. равное времени контакта с основным лепестком ДН антенны РЛС, разрешающим срабатывание устройств по сигналам, поступившим на их первые входы.
В тоже время импульс с выхода третьего порогового устройства 10 поступает на вход второго задерживающего устройства 18, задерживается на 3 мксек и поступает на объединенные входы 1 и 2 формирователей импульсов закрытия приемника, 19 и 20,
формирующие импульсы длительностью 40 мсек и 150 мксек, соответственно, в зависимости от положения носителя РЛС относительно оси канала, который через согласующее устройство 12 поступают на управляющие входы управляемых аттенюаторов 4 и 28 и обеспечивают закрытие приемника.
Величина задержки в  мксек. первой схемы задержки 14 вводится для того, чтобы определение положения носителя РЛС относительно оси подходного судоходного канала и т.д. производилось не по первому принимаемому зондирующему импульсу, мощность которого неизвестна, а по второму - после срабатывания системы АРУ, состоящей из схем 7, 8, 9, 11, 12, 13, 4 и 28.
Одновременно с импульсным СВЧ сигналом с выхода суммарного канала двойного волноводного моста 2, с выхода разностного канала двойного волноводного моста 2 импульсный СВЧ сигнал, амплитуда которого пропорциональна величине углового отклонения РЛС от оси равносигнального направления приемо-передающей антенны 1, проходит второй Y-циркулятор 27 и второй управляемый аттенюатор 28 и поступает на второй вход фазового детектора 29. Неиспользованное третье плечо второго Yциркулятора 27 нагруженного на согласованную волноводную нагрузку 30. С первого и второго выходов фазового детектора 29 видеоимпульсы соответственно положительной и отрицательной полярности поступают на входы второго и третьего ЛВУ 31 и 32, усиливаются и далее поступают на первый и второй входы суммирующего устройства 33, на выходе которого происходит вьщеление сигнала (видеоимпульса), амплитуда которого пропорциональна величине углового отстояния РЛС от оси заданного направления (оси подходного судоходного канала, фарватера, и т.д.), а полярность (положительная или отрицательная) указывает направление отклонения (отстояния объекта носителя РЛС справа или слева от оси), при положении вектора направления от носителя РЛС на радиолокационный маяк-ответчик.
Если носитель РЛС находится на оси заданного направления, то сигнал на выходе суммирующего устройства 33 будет равен нулю.
В этом случае видеоимпульс с третьего порогового устройства 10 поступает на вход второго задерживающего устройства 18, задерживается на 3 мксек и поступает на объединенные входы первого формирователя импульсов закрытия приемника, 19, формирующего импульсы длительностью 40 мсек и второго формирователя импульсов закрытия приемника, 20, формирующего импульсы длительностью 150 мксек, которые пройдя эмиттерный повторитель 12 поступает на управляющие входы управляемых аттенюаторов 4 и 28 закроет приемник на минус 60 дБ. Одновременно этот же задержанный видеоимпульс поступает на вход первого и второго формирователя импульсов излучения 21 и 22, формирующих импульсы длительностью 5 мсек и 50 мксек соответственно запускает через первое согласующее устройство 23 схему включения источника питания СВЧ усилителя 25, а также поступает на вход схемы управления частотой генератора пилообразного напряжения 26.
При отклонении носителя РЛС от оси равносигнального направления, вправо или влево, на выходе суммирующего устройства 33 появится видеоимпульс положительной или отрицательной полярности соответственно, который усиливается четвертым ЛБУ 34 либо пятым ЛВУ 35 (в зависимости от полярности) и далее поступает на первый вход либо первого стробируемого порогового устройства 16 либо второго стробируемого устройства 17, вызывая их срабатывание, т.к. на их второй стробирующий вход уже был подан разрешающий импульс стробирования длительностью 12 мсек.
Возникший от срабатывания первого или второго стробируемого порогового устройства 16 или 17 видеоимпульс длительностью 0.5н-0.1 мксек, пройдя первый или второй двойной пиковый детектор 36 или 37, четвертое или пятое пороговое устройство 38 или 39 и второе или третье согласующее устройство 40 или 41, попадает на 2 или 3 вход схемы управления частотой генератора пилообразного напряжения 26.
Одновременно с выхода стробируемого порогового устройства 16 или 17 видеоимпульс поступает на первый или второй вход логического устройства «или 45, которое включает генератор блокирующих импульсов 46, с выхода которого импульс длительностью 200 мксек поступает на управляемые входы первого формирователя импульсов закрытия приемника 19 и первого формирователя импульсов излучения 21, которым они блокируются. В этом случае срабатывает второй формирователь импульсов закрытия приемника 20 и закрывает приемник на минус 60 дБ на время 150 мксек, а также срабатывает второй формирователь импульсов излучения, формирующего импульсы длительностью 50 мксек и запускает соответственно через первое согласующее устройство 23 схемы включения источников питания 24 и 25 генератора СВЧ и усилителя СВЧ соответственно, а также через второе или третье устройство 40 или 41 схему управления частотой генератора 26.
Схема управления частотой генератора пилообразного напряжения 26 приведена на фиг. 2. На схеме фиг.2 видно, что в зависимости от комбинации импульсов, пришедших на ее входы, в зарядно-разрядную цепь генератора пилообразного напряжения 42 с выхода схемы 26 подключается одна из трех комбинаций RC соответственно: резистор Ri-C; резисторы RI, R2-C; резисторы RI, RsC, которые изменяют время заряда (разряда) емкости С и тем самым изменяются выходные параметры генератора пилообразного напряжения 42 (частота повторения, период). С выхода генератора пилообразного напряжения 42 пилообразное напряжение подается на варактор СВЧ генератора 43 и происходит перестройка частоты генератора на диоде Ганна в диапазоне рабочих частот судовых РЛС. В то же самое время на диод Ганна СВЧ генератора 43 подается напряжение с источника питания через схему включения источника питания СВЧ генератора 24 и напряжение питания на СВЧ усилитель 44 через схему включения источника питания СВЧ усилителя 25. Схема включения источника питания СВЧ усилителя 25 и источника питания СВЧ
генератора 24 приведены на фиг. 3. Схема включения представляет собой ключевое устройство и управляемый стабилизатор 142ЕН10.
В исходном состоянии на выходе ключевого устройства напряжение  -3 В и управляемый стабилизатор закрыт.
При появлении на входе ключевого устройства импульса включения СВЧ генератора (СВЧ усилителя) на выходе ключевого устройства возникает импульс (напряжение становится О В) и стабилизатор включается. Напряжение -8.5 В поступает на генератор СВЧ (усилитель СВЧ).
СВЧ колебания качающейся частоты в перестраиваемой полосе частот 100 МГц с СВЧ генератора 43 поступают на вход СВЧ усилителя 44, усиливается и через третье плечо Y-циркулятора 3, суммарный канал двойного волноводного моста 2, двухлучевую зеркальную приемо-передающую антенну 1 излучаются в пространство.
Принимаемый РЛС частотно модулированный сигнал вырезается приемником РЛС на заданной частоте и на экране за каждый проход пилы появляется отметка, длина которой зависит от скорости перестройки частоты генератора маяка-ответчика, и ширины полосы приемника РЛС. Таким образом за один проход луча от центра к краю экрана на индикаторе появится цепочка блестящих черточек, которые будут различными по длине в зависимости от скорости перестройки частоты.
В зависимости от комбинации сигналов на входах схемы управления 26 могут подключиться к управляющему входу генератора пилообразного напряжения 42 одна из трех комбинаций RC-цепочек, обусловленных положением судна носителя РЛС относительно оси канала.
Наличие сигнала только на первом входе и отсутствие их на входах 2 и 3, говорит о том, что судно находится на оси канала или в безопасной зоне (коридоре) подходного канала и т.д. В этом случае на варактор СВЧ генератора подается пилообразное напряжение длительностью 500 мксек, приемник закрывается на 40 мсек и в течении 5
мсек работают генератор СВЧ и усилитель СВЧ. В этом случае на экране индикатора РЛС будет индицироваться сплошная линия, проходящая через центр индикатора в направлении на местоположение маяка-ответчика (фиг. 4а).
Наличие сигнала на первом и втором входах схемы управления частотой генератора пилообразного напряжения 26, говорит о том, что судно ушло вправо от оси канала, и вышло из безопасного коридора. В этом случае на варактор СВЧ генератора подается пилообразное напряжение длительностью 50 мксек, приемник закрывается на 150 мксек и в течении 50 мксек работает генератор СВЧ и усилитель СВЧ и маяк-ответчик формирует ответ на каждый пришедший импульс от РЛС. При этом оператор РЛС наблюдает на экране РЛС сплошную отметку (линию), обращенную к наружной стороне индикатора от местоположения маяка-ответчика (фиг 46).
Наличие сигналов на первом и третьем входах схемы управления частотой генератора пилообразного напряжения 27 говорит о том, что судно ушло влево от оси канала и вышло из безопасного коридора. В этом случае на варактор СВЧ генератора подается пилообразное напряжение длительностью 10 мксек, приемник закрывается на 150 мксек и в течении 50 мксек работает генератор СВЧ и усилитель СВЧ и маяк-ответчик формирует ответ на каждый пришедший импульс от РЛС. При этом оператор РЛС наблюдает на экране РЛС отметку в виде пунктирной линии, обращенной к наружной стороне индикатора от местоположения маяка-ответчика (фиг. 4в).
Появление сплошной или пунктирной линии, обращенной к наружной стороне индикатора РЛС от местоположения маяка-ответчика является информацией для судоводителя или штурмана об уходе судна от оси заданного направления вправо или влево и сигналом о необходимости довернуть штурвал в противоположную сторону до появления сплошной линии, проходящей через центр индикатора РЛС в направлении на местоположение маяка-ответчика.
Таким образом, предлагаемый радиолокационный маяк - ответчик вырабатывает по зондирующим импульсам РЛС и передает в пределах своей диаграммы направленности информацию об отклонении носителя РЛС от оси канала, фарватера и т.д., которая также отображается на экране штатной бортовой РЛС.
Предлагаемый радиолокационный маяк - ответчик легко реализуется на базе стандартных элементов антенной и волноводной техники, СВЧ устройств, с использованием ферритов и СВЧ диодов (Y - циркуляторы, управляемые аттенюаторы, детекторные головки и т.д.), выпускаемые отечественной промышленностью. Низкочастотная часть реализуется на транзисторах и ИМС.
Функциональные элементы заявленного объекта удовлетворяют критерию промышленного применения, т.к. могут быть выполнены, например с использованием широко известных технических решений, описанных в литературе:
-зеркальная приемо-передающая антенна в 4 стр. 311;
-двойной волноводный мост в 5 стр. 326;
-логарифмические видеоусилители в
-формирователи импульсов в 7 стр. 226;
-пороговые устройства в 7 стр. 221;
-эмиттерный повторитель в 8 стр. 665;
-видеоусилители в 9 стр. 8;
-пиковые детекторы в 9 стр. 202;
-сумматор в 9 стр. 105;
-схемы задержки в
-логические устройства в 11 стр. 34. Источники информации
1.США, патент № 4225949,1ЖИ 367-96, 1980.
2.В.Е. Привалов. Газоразрядные лазеры в измерительных комплексах. Л.: Судостроитель. 1989.
3.Япония, заявка №63-63079, MKHGOIS 13/80, пуб. 88.12.06, N6- 1577.
4.Г.З. Айзенберг, В.Г. Ямпольский. Антенны УКВ. Т 1, М., «Связь, 1977.
5.Я.Д. Ширман. Радиоволновые и объемные резонаторы. М. «Радио и Связь, 1959.
6.Р.С. Хьюз. Логарифмические видеоусилители.
7.B.C. Гутников. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Л. «Энергоатомиздат. 1988.
8.Справочник по интегральным микросхемам. М. «Энергия. 1980.
9.Г. .Апексеенко и др. Приемник прецизионных аналоговых микросхем. М. «Радио и Связь. 1985.
10.Руководство по применению микросхем серии 564. Отраслевой стандарт. ОСТ 11-340-79.
И.В.Л.Шило. Популярные цифровые микросхемы. Челябинск. «Металлургия. 1989. 3 - первый Y-циркулятор; 5 - делитель мощности; 7 - первое пороговое устройство; 9, 10 - второе и третье пороговые устройства; 12 - эмиттерный повторитель; 14 - первая схема задержки; 16, 17 - первое и второе стробируемы пороговые устройства; 19, 20 - первый и второй формирователи импульсов закрытия приемника; 23 - первое согласующее устройство; 25 - схема включения источника питания СВЧ усилителя; 27 - второй Y-циркулятор; 29 - фазовый детектор; 31, 32 - второй и третий логарифмически видеоусилители; 34, 35 - первый и второй видеоусилители; 38, 39 - четвертое и пятое пороговы устройства; 42 - генератор пилообразного напряжения; Радиолокационныймаякответчик для маркировки подходных судоходных каналов, фарватеров, створов, проходов под мостами на экране штатной бортовой РЛС 4 - первый управляемый аттенюатор; 6 - детектор; 8 - первый логарифмический видеоусилитель; 11 - первый формирователь импульсов ограничения сигнала; 13 - второй формирователь импульсов ограничения сигнала; 15 - формирователь импульсов стробирования; 18 - вторая схема задержки; 21, 22 - первый и второй формирователи импульсов излучения; 24 - схема включения источника питания СВЧ генератора; 26 - схема управления частотой генератора; 28 - второй управляемый аттенюатор; 30 - согласованная волноводная нагрузка; 33 - суммирующее устройство; 36, 37 - первый и второй пиковые детекторы; 40, 41 - второе и третье согласующие устройства; 43 - СВЧ генератор;