close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Как помочь ребенку учиться;doc

код для вставкиСкачать
ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА
Устройство измерения параметров ледового покрова
с применением сверхширокополосного
мпульсного) сигнала
(сверхкороткоим
Задача устройства — оценка параметров ледового покрова: толщины льда, высоты торосов,
бнаружения тел в ледяном покрове.
разводьев, об
Белянский В.Б.,
МТУСИ
Сперанский В.С.,
МТУСИ
Ханин Л.Б.,
НИИ "Аметист"
Задача устройства — оценка параметров ледового покрова:
толщины льда, высоты торосов, разводьев, обнаружения тел в ледя
ном покрове.
Требования к рабочему диапазону частот устройства противоре
чивы. С одной стороны требуемая точность определения параметров
протяженных объектов (толщины льда, ширины разломов, высоты то
росов и т.п.) может быть обеспечена применением сигналов с шири
ной спектра несколько гегагерц. С другой стороны толщина сканиру
емого слоя
(глубина проникновения плоской ЭМВ в толщу одно
родного массива) обратно пропорциональна корню из частоты
где
— круговая частота;
µ — магнитная проницаемость;
σ — проводимость среды.
То есть целесообразно применять достаточно низкие частоты.
Например геолокатор "Зонд" имеет диапазон 20120 мГц. Отсюда
следует, что при проектировании подповерхностного радиолокато
ра целесообразно рассмотреть двухканальное устройство, работа
ющее в диапазонах частот 20120 мГц и 110 Ггц. Соответственно,
необходимы две антенны. Более точные значения поддиапазонов
определяются с учетом конкретных значений параметра σ. В лите
ратуре приводятся для морских льдов, как правило, достаточно нео
пределенные значения σ от 12 Сим/м до 106 Сим/м. Малые зна
чения являются нереальными, по крайней мере для льдов Арктики. В
публикации [1]. Арктического и Антарктического научноисследова
тельского института указывается, что арктические льды представля
ют собой весьма сложную структуру, включающую, в частности лин
зы с повышенным содержанием солей, что затрудняет их локацию.
При обработке сигналов, отраженных от льда необходимо приме
нять достаточно сложные алгоритмы обработки.
Для обеспечения высокой точности измерения параметров не
обходимы высокое разрешение по дальности (0.050.2м), что до
стигается за счет использования сверхкоротких импульсов (СКИ) по
рядка 1 наносекунды и менее; высокое разрешение по углу азиму
та обеспечивается синтезированием диаграмм направленности.
Устройство должно работать в диапазоне дальности:
1. При высоте полета вертолета порядка 100м и из них 15м тол
щине льда;
Для получения приемлемой импульсной мощности передатчика
в этом случае необходимо использовать сложный ФМ сигнал на ос
нове псевдослучайного кодирования последовательности СКИ.
Рис.1. Блоксхема подповерхностная РЛС.
Блоксхема устройства, представляет собой поверхностный радиолокатор (РЛС) со СКИ и синтезированием апертуры.
Генератор СКИ — генератор сверхкоротких импульсов;
ВАРУ — временная автоматическая регулировка усиления;
ГТИ — генератор тактовых импульсов;
Синтезатор диаграммы — синтезатор диаграммы антенны;
Форм ПСП — формирователь псевдослучайной последовательности;
СФ ПСП — согласованный фильтр псевдослучайной последовательности;
Перекл. — переключатель приемопередачи;
УВВ — устройство взятия выборок;
РПр — радиоприемник;
Индикатор — индикатор (дисплей ноутбука).
ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА
2. До 15м толщины льда при расположении устройства на по
верхности льда;
Необходимо рассчитать характеристики устройства:
• Длительность импульса
• Диапазон частот
• Базу сигнала (период псевдослучайной последовательности)
• Мощность передатчика
• Тип антенн, диаграмма, с учетом синтезирования
• Рассчитать точность оценки параметров
Далее следует выбор элементной базы реализации устройства,
составление принципиальной схемы.
При выборе разрешающей способности по дальности ( высоте)
исходим из минимальной толщины льда 0.1 м отсюда требуемая
длительность зондирующего импульса составляет примерно 0.5 на
носекунд. В случае необходимости можно уменьшить длительность
импульса, либо применить при обработке инверсную фильтрацию.
При числе кодированных импульсов 15 и скважности 2 длительность
сигнала составляет 1.5х108 сек, что нужно учитывать при выборе
высоты антенн.
Литература
1. Богородицкий В.В., Оганесян А.Г. Проникающая радиолокация
морских и пресноводных льдов с цифровой обработкой сигналов. — Л.:
Гидрометеоиздат, 1987.
2. Подповерхностная радиолокация. Под ред. Финкельштейна М.И. —
М.: Радио и связь, 1994. — 218с.
3. Золотарев В.П., Крохов С.И., Финкельштейн М.И. Некото
рые результаты применения наземного радиолокатора подповерхностного
зондирования в задачах исследования структуры морского льда // Теория
и техника радиолокации, радионавигации и радиосвязи в гражданской
авиации. — Сб. трудов РИИГА. — 1977. — С.1820.
4. Строителевв В.Г. Методы обработки сигналов при подповерхност
ном радиолокационном зондировании // Зарубежная радиоэлектроника. —
1991. — №1. — С.95103.
5. Панько С.П. Сверхширокополосная радиолокация // Зарубеж
ная радиоэлектроника. — 1991. — №1. — С.106113.
6. Андреев Г.А.., Заенцев А.В., Яковлев В.В. Радиовизирные систе
мы подповерхностного зондирования // Зарубежная радиоэлектроника. —
1991. — №2.
7. Иммореев И.Я. Сверхширокополосные радары. Особенности и воз
можности // Радиотехника и электроника. — 2009. — Т.54. — №1. С.531.
8. James D. Taylor. Ultrawideband radar technology. 2000.
9. Авдеев В.Б. Энергетические характеристики направленности ан
тенн и антенных систем при излучении и приеме сверхширокополосных сиг
налов и сверхкоротких импульсов. // Антенны. — 2002. — № 7. — С.557.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа