УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ИСТОЧНИКА ИЗЛУЧЕНИЯ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ
ИСТОЧНИКА ИЗЛУЧЕНИЯ
Полезная модель относится к радиотехнике и может -быть использовано в пассивных радиолокационных и пеленгационных системах.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измерение угла места маловысотных целей (Пат. РФ №2038607), в котором для определения угла места используется способ, когда излучают и принимают импульсные радиолокационные сигналы с помощью двух линейно поляризованных антенн, фазовые центры которых совмещены и одна из них развернута на 90 градусов в плоскости апертуры так, что одна антенна принимает сигналы горизонтальной поляризации, а другая вертикальной поляризации, связанные с передатчиком при передаче и с двумя приемниками при приеме сигналов. После отражения от цели излученного сигнала, РЛС принимает одновременно приходящие от цели прямые эхо-сигналы и отраженные от земли. При отражении радиоволн вертикальной и горизонтальной поляризации от воздушных шаров, боеголовок, ракет и других, простых по форме целей, приближенно имеющих осевую симметрию, изменение фазы радиоволны примерно одинаковые для обоих поляризаций. Отраженные от земли эхо-сигналы цели изменяют свою первоначальную поляризацию. Информация об угле места цели содержится в разности сдвига фаз вертикальной и горизонтальной компоненты излученного и отраженного от земли эхосигнала. Угол места определяют путем решения трансцендентного уравнения связывающего измеренный сдвиг фаз, угол места, параметры РЛС и земной поверхности вблизи антенны.
Однако прототип обеспечивает измерение только угла места маловысотных целей, он не пригоден для измерения азимутальных углов цели. Это объясняется тем, что информация об угле места цели находится в сдвиге фаз вертикальной и горизонтальной компонент поля отраженной от земли волны, при этом измерительное устройство соответственно находится в плоскости падения волны, перпендикулярной поверхности земли, что делает невозможным измерение азимутальных углов цели по поляризационной структуре поля отраженной от земли волны. Возможность и точность измерений зависит от параметров земной поверхности, достаточно не постоянных, меняющихся в зависимости от погодных условий и географического положения. Использование земной поверхности приводит к ограничению мобильности измерительного устройства.
200О|оШо7
lillptpp
МКИ G 01 S 3/04
Целью предлагаемого технического решения является расширение функциональных возможностей прототипа при одновременном повьппение мобильности устройства и созфанение точности измерений.
Для этого в устройство для измерения углового положения источника излучения по поляризационной структуре поля принимаемого сигнала, содержащее приемную антенную систему, обеспечивающую раздельный прием вертикальной и горизонтальной компоненты поля приходящей волны от источника излучения, соединенную с двух канальным приемником, выход каждого канала соединен с фазометром, измеряющий сдвиг фаз между сигналами в каждом канале, ВВЕДЕНЫ газоразрядный прибор, расположенный перед приемной антенной, система постоянных магнитов, расположенных снаружи противоположных боковых сторон колбы газоразрядного прибора, который последовательно соединен с источником тока, измеряют сдвиг фаз дф принимаемых сигналов вертикальной и горизонтальной поляризации прошедших через включенный газоразрядный прибор с зажженной магнитоактивной плазмой на выходе приемников, а угловое положение источника излучения в определяют путем решения след)тощего трансцендентного уравнения:
f М,Р, - М,Р, -(М,Р, - M,P,)cos(-2i/ + a(T, - т,))
АФ - агсМ-. г-т- -  т 0 (1)
-(M2Pi + MiP2)sin(-2 + u)(r2-ri))j
(),()
где MI , М2 1
К,, +(Г, + Д ОfelVl+ 2  + (Г2 + )
()()
1 + |,|Ч(г,+Д,)   ()
у  ()|
14/ / 2л/м8т(9-+а)/, , Гг1/ 2/ 2
Kj  qj + (-1)1 +  ; q .  ; и  (И/ Н,/т) ш ; т I Z,72//(); 0j - решение уравнений «sin  Wy
„2 1.MI-V).
2(l-v)+wsin(4+a)+(-iyy« sm(4+a) CQS(4+a)
2(1-vjcosj y +aj
л/музЦбу + от)Mvcosf y + a)sin(y + ct
м-(1-у)-отсо8(б5,.+аг)    M-(l-v)-Mvcos(y+а)
- заряд и масса электрона; o, диэлектрическая и магнитная постоянная; с - скорость света; «- показатель преломления воздуха; N концентрация плазмы; L - толщина слоя плазмы; со, |/ - круговая частота и угол наклона вектора напряженности электрического поля линейно
поляризованной волны источника излучения;
магнитного поля; а - угол образуемый вектором напряженности магнитного поля HQ и нормалью к границе раздела сред в плоскости падения.
Решение со сходными признаками не известны заявителю, из чего можно сделать вывод, что предлагаемое техническое решение обладает суш;ественньп 1и отличиями.
На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для измерения углового положения источника излучения, а на фиг.2 представлена схема поясняющая прохождение волны через слой магнитоактивной холодной плазмы.
Устройство для измерения углового положения источника излучения содержит антенну 3 и расположенный перед ней газоразрядный прибор 1, с системой постоянных магнитов 2, газоразрядный прибор 1 последовательно соединен с источником тока 8, антенна 3, обеспечивающая раздельный прием ортогональных компонент поля соответственно соединена с приемниками вертикальной 4 и горизонтальной 5 поляризации, выходы приемников 4 и 5 соединены с фазометром 6, который в свою очередь соединен с спецвычислителем 7.
Устройство для измерения углового положения источника излучения работает следующим образом.
После включения газоразрядного прибора 1 и возникновения в нем холодной плазмы тлеющего газового разряда между электродами прибора 1, замагничиваемой системой постоянных магнитов 2, падающая на слой холодной замагниченной плазмы под углом 9 поляризованная волна от источника излучения имеющего частоту со, когда вектор напряженности магнитного поля HQ лежит в плоскости падения и состав.11яет угол а с нормалью к плоскости XOY (Фиг.2), изменяет первоначальную поляризацию при прохождение слоя холодной замагниченной плазмы, что хорошо объясняется наложением двух эффектов: Коттона - Мутона и Фарадея. Антенна 1 принимает раздельно сигналы вертикальной и горизонтальной поляризации, с антенны 1 через приемные тракты приемников 4 и 5 напряжение сигналов ортогональных компонент поля
Н.
- напряженность
принятой волны поступают на фазометр 6, измеряюпщй сдвиг фаз дФ между ними, измеренное значение дф поступает на спецвьгаислитель 7, определяющий по измеренному сдвигу фаз дФ зтловое положение источника излучения 0 путем решения трансцендентного уравнения (1) на интервале рабочего сектора углов РЛС. При этом полагается, что входящие в уравнение (1) круговая частота со, угол наклона i|/ вектора напряженности электрического поля линейно поляризованной волны источника излучения, концентрация плазмы N, толщина слоя плазмы L, напряженность угол а магнитного поля
магнитного поля Н и нормалью к границе раздела сред в плоскости
падения известны или заранее измерены каким-либо известным способом. Приемники 4 и 5 должны иметь идентичные фазовые характеристики.
Решение со сходными признаками не известны заявителю, из чего можно сделать вьтод, что предлагаемое техническое решение обладает существенньп 1и отличиями.
Доказательством возможности осуществления предлагаемого устройства является то, что вводимые блоки типовые и просты в конструкции.
Для однозначного определения углового положения источника излучения необходимо обеспечить, чтобы трансцендентное уравнение (1) имело единственное решение в рабочем секторе углов измерителя. Расчеты показали, что дисперсия оценки угла увеличивается при совпадении вектора напряженности магнитного ноля с направлением на источник излучения, а также при ортогональном положении вектора напряженности относительно этого направления. Точность оценки углового положения источника излучения соизмерима с точностью оценки интерферометрическим способом.
Таким образом, предлагаемое устройства практически реализуемо, имеет существенные отличительные признаки, устраняет все отмеченные выше недостатки прототипа и обеспечивает однозначное определение углового положения источника излучения. образуемый вектором напряженности