СИСТЕМА СБОРА И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И РАСПОЗНАВАНИЯ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Полезная модель относится к радиотехнике, а именно к устройствам определения местоположения источников электромагнитного излучения, и может быть использована в системах геомониторинга электромагнитного излучения в атмосфере и анализа его воздействия на ионосферу.
Известные способы и устройства обнаружения и определения источника электромагнитного излучения тем или иным путем решают задачу повышения точности определения местоположения (координат, дальности, направление излучения) источников, что является важнейшей характеристикой таких измерений. Среди них патенты US №№5719584, 2118836, 2340910, 2688892 и др.
В качестве прототипа принято устройство, реализующее способ обнаружения и распознавания источников электромагнитного излучения (ЭМИ) по патенту на изобретение RU №2439603, обеспечивающее работу в составе информационной сети разнородных (по параметрам обнаруженных источников, например вибрации, давления, температуры и т.д.) систем и однородных систем, но разнесенных в пространстве.
Недостатком таких устройств является отсутствие фазовой синхронизации входных аналоговых сигналов в радиоприемных устройствах системы для определения задержки прихода сигналов и реализации фазового метода пеленгации, что ограничивает не только его функциональные возможности, но и функциональные возможности информационной сети, объединяющей несколько систем (комплексов).
Технической задачей предлагаемого устройства обнаружения и распознавания источников электромагнитного излучения является расширение его функциональных возможностей за счет обеспечения фазовой синхронизации и на ее основе пеленгации принимаемых сигналов.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что в устройство обнаружения и распознавания источников электромагнитного излучения, содержащее преобразователь магнитной составляющей излучения по ортам X/Y/Z в высокочастотном (ВЧ) диапазоне, блок обработки сигналов, GPS-приемник для координатно-временной привязки сигналов, подключенный к входу блока обработки сигналов, соединенный через блок сопряжения с персональным компьютером, выход которого является выходом устройства, дополнительно введены преобразователь частоты, включенный между преобразователем магнитной составляющей излучения и блоком обработки сигнала, блок внешней синхронизации и опорный генератор, выход которого соединен с входом опорной частоты преобразователя частоты и одним из входов блока внешней синхронизации, другой вход которого является входом сигнала от внешнего высокостабильного генератора системы единого времени, а выход блока внешней синхронизации подключен к входу опорного генератора.
На рисунке приведена структурная схема устройства, состоящего из преобразователя магнитного поля 1 (магнитную трехкоординатную антенну) для измерения в диапазоне 2-50 МГц, с трех каналов которой сигналы поступают на преобразователь частоты 2, включенный между преобразователем магнитной составляющей электромагнитного поля 1 и блоком обработки сигналов 3. Вход опорной частоты преобразователя частоты 2 соединен с выходом опорного генератора 4, вход которого подключен к выходу блока внешней синхронизации 5, один из входов которого является входом сигнала от внешнего высокостабильного генератора системы единого времени (в качестве которого используется, например, наземный водородный стандарт частоты), а другой вход блока внешней синхронизации 5 подключен к выходу опорного генератора 4. GPS-приемник 6 подключен к соответствующему входу блока обработки сигналов 3, соединенный волоконно-оптической линией связи (ВОЛС) через блок сопряжения 7 с персональным компьютером 8.
Работа устройства заключается в следующем.
Прием сигналов осуществляется магнитным преобразователем (антенной) 1, имеющим три независимых идентичных канала приема магнитной составляющей электромагнитного поля по ортам X/Y/Z.
Сигналы ВЧ диапазона поступают на преобразователь частоты 2, который обеспечивает преобразование входного сигнала в диапазоне частот 1,8…50 МГц в сигнал промежуточной частоты 1,25 МГц, получаемый в смесителе от опорного генератора 4, в качестве которого используется кварцевый генератор. Система фазовой автоматической подстройки частоты, входящая в состав блока внешней синхронизации 5, подстраивает частоту опорного генератора 4 до номинального значения частоты сигнала от внешнего стандарта частоты (КВГ).
После преобразователя частоты 2 сигналы поступают в модуль предварительных усилителей блока обработки сигналов 3, где широкополосный усилитель с программируемым коэффициентом усиления и высоким подавлением синфазной помехи, а также НЧ-фильтр приводят сигналы к требуемому уровню. Далее сигналы в блоке обработке 3 поступают на аналого-цифровые преобразователи и в центральный процессор предварительной обработки сигналов.
Мультиплексированный сигнал по шине данных передается в контроллер оптического приемо-передатчика и через ВОЛС на блок сопряжения 7, где производится преобразование оптического сигнала в электрический сигнал (протокола Ethernet), поступающий на персональный компьютер 8.
Отработанные таким образом сигналы несут информацию о задержке прихода сигналов в каналах X/Y/Z относительно друг друга и, соответственно, относительном положении источников электромагнитного излучения. Привязка цифровых отсчетов сигналов к абсолютному времени и местоположению (широта, долгота, время, дата) осуществляется посредством приемника GPS 6.
Таким образом, в дополнение к координатно-временной привязке сигналов с помощью GPS-приемников, вводится фазовая пеленгация сигналов для определения положения источников ЭМИ в составе сети разнородных и в составе сети однородных, но пространственно разнесенных, источников электромагнитного излучения.