О звукометрической разведке

retro.png
letuch.jpg
letuch.jpg
optich_pelengator.jpg

ИСТОРИЯ ЗВУКОМЕТРИИ В РОССИЙСКОЙ ИМПЕРИИ В русской армии первая звукометрическая станция была создана в 1909 году[8]. 

АКУСТИЧЕСКИЙ ПЕЛЕНГАТОР (РАДИОИНТЕРФЕРОМЕТР) Изобретение относится к звукометрическим станциям (звукометрическим комплексам) и может быть использовано для определения удаления источника звука, источника акустического сигнала от пеленгатора и топографических координат этого источника звука (ИЗ). Акустический пеленгатор включает две линейные группы звукоприемников, соединенных с соответствующими входами цепочек из трех параллельно включенных каналов обработки сигналов, каждая цепочка включает в себя последовательно включенные между собой резонансные усилители, по двадцать в каждом канале обработки сигналов, сумматоры напряжений, амплитудные детекторы, аналого-цифровые преобразователи и регистры, выходы которых соединены с ЭВМ. Кроме того, в него дополнительно введена цепь из последовательно соединенных между собой резонансных усилителей (РУ) и устройства формирования импульсов, также соединенных с соответствующими средствами пеленгатора. Использование заявляемого пеленгатора позволяет определить пеленг ИЗ с большой точностью и за меньшее время, чем в прототипе, и осуществлять его локацию, что и является достигаемым техническим результатом. 18 ил. 

В современной звукометрии имеются разные акустические пеленгаторы (базные пункты), позволяющие определять пеленги ИЗ (углы между известным направлением, например равносигнальным (РСН), и направлением: точка пересечения ЛГ (акустический пеленгатор (АП)) - источник AC, но они не позволяют определять дальность до ИЗ. В работах [12] описаны звукометрические комплексы, определяющие дальности до ИЗ и топографические координаты (ТК) этих источников АС с использованием 2(3) АП, разнесенных на некоторое расстояние друг от друга (геометрическую базу), ТК которых известны. Дальность до ИЗ от одного из пеленгаторов рассчитывается на основе соотношений в косоугольном треугольнике, а затем вычисляются ТК этого ИЗ. Недостатками этих комплексов являются низкая помехозащищенность (АС и помехи принимаются из большого сектора, примерно равного 120°), низкая пропускная способность (3...5 целей в минуту), невозможность пеленгования источников непрерывных АС (в нем используется фазовый способ определения пеленгов, «принцип разности времен»). В описан АП, лишенный вышеназванных недостатков, но и он не позволяет определять дальности до ИЗ и ТК этих источников. 

Наиболее близким техническим решением к заявленному АП является пеленгатор, описанный в [13], использующий равносигнальный способ определения пеленгов ИЗ с разностной обработкой сигнала, который возьмем в качестве прототипа.

show_image_in_imgtag.php.jpg

АКУСТИЧЕСКИЙ СВЧ-ПЕЛЕНАТОР США 
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в амплитудных и фазовых пеленгаторах диапазона СВЧ. Техническим результатом изобретения является повышение точности контроля и корректировки амплитудной и фазовой идентичности радиоканалов в широкой полосе частот. Пеленгационное устройство СВЧ по первому варианту содержит N приемных радиоканалов (ПРК), каждый из которых включает последовательно соединенные приемную антенну, ненаправленный элемент связи (НЭС), смеситель и усилитель промежуточной частоты (УПЧ), а также гетеродин, подключенный к гетеродинным входам смесителей всех ПРК, контрольный генератор (КГ), подсоединенный к входу первого ДП, второй и третий двухканальные переключатели (ДП), блок обработки и управления (БОУ), входы которого подсоединены соответственно к выходам УПЧ всех ПРК, первую и вторую согласованные нагрузки, установленные в первых выходных плечах второго и третьего ДП, при этом выходные плечи первого ДП подсоединены соответственно к входным плечам второго и третьего ДП, второе выходное плечо второго ДП соединено с третьим плечом НЭС первого приемного радиоканала, четвертое плечо НЭС каждого приемного радиоканала, кроме N-го, соединено с третьим плечом НЭС последующего приемного радиоканала, а четвертое плечо НЭС N-го приемного радиоканала соединено с вторым выходным плечом третьего ДП. Пеленгационное устройство СВЧ по второму варианту характеризуется тем, что в него введен дополнительный КГ и исключен второй ДП, при этом одно из выходных плеч первого ДП соединено с третьим плечом НЭС первого приемного радиоканала, а другое - нагружено на первую согласованную нагрузку, вход другого ДП соединен с выходом дополнительного КГ. 2 н.п. ф-лы, 3 ил. 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в амплитудных и фазовых пеленгаторах диапазона СВЧ. 

Известны амплитудные и фазовые пеленгаторы СВЧ, содержащие приемные радиоканалы, гетеродинный генератор и блок обработки радиосигналов, причем каждый радиоканал содержит приемную антенну, смеситель, усилитель промежуточной частоты (УПЧ), а блок обработки радиосигналов содержит амплитудный детектор в амплитудном пеленгаторе или фазометр в фазовом пеленгаторе [15]. 

Входная антенна каждого радиоканала через смеситель и УПЧ соединена с блоком обработки радиосигналов, а выход гетеродина соединен с гетеродинными входами смесителей всех приемных радиоканалов. Входные радиосигналы, принимаемые антеннами, преобразуются в смесителях по частоте, усиливаются и поступают в блок обработки радиосигналов, где и определяется пеленг источника радиоизлучения принимаемых радиосигналов. 

Недостатком таких пеленгаторов является низкая точность определения пеленга источника принимаемых радиосигналов, определяемая фазовой или амплитудной идентичностью приемных радиоканалов, которая может быть откорректирована только при предварительной настройке пеленгатора, а также сложность настройки каналов. 

Известен также фазовый пеленгатор (схема двухканального фазового пеленгатора (N=2), описанный в патенте США [16]. Пеленгатор содержит N приемных радиоканалов, гетеродинный генератор, блок контроля и блок обработки и управления. Рассмотрение двухканального варианта не сужает общности анализа, результаты которого могут быть легко распространены на любое число каналов. Одинаковые элементы схемы, входящие в оба канала, обозначены двумя числами, первое из которых обозначает порядковый номер элемента, а второе - номер канала, в который входит данный элемент. Пеленгационное устройство содержит два радиоканала, каждый из которых содержит приемные антенны 1-1 и 1-2, сумматоры 2-1 и 2-2, смесители 3-1 и 3-2 и УПЧ 4-1 и 4-2, а также гетеродинный генератор 5, блок контроля, включающий последовательно соединенные контрольный генератор 6 и переключатель 7 контрольного генератора, выходы которого соответственно через последовательно соединенные делители мощности на два канала 8-1, 8-2 и двухканальные переключатели 9-1, 9-2 подсоединены к вторым входам сумматоров 2-1, 2-2 соответственно. Вторые выходы делителей мощности на два канала 8-1, 8-2 соединены соответственно с соединительной линией 10 через двухканальные переключатели 10-1 и 10-2. Выходы УПЧ 4-1, 4-2 подсоединены соответственно к входам блока обработки и управления 11, в который входит фазометр. В качестве сумматоров 2-1 и 2-2 обычно используют направленные ответвители со слабой связью. 

Входные сигналы принимаются антеннами пеленгатора 1-1 и 1-2, преобразуются по частоте смесителями 3-1 и 3-2, усиливаются УПЧ 4-1 и 4-2 и поступают в блок обработки и управления 11, где с помощью фазометра определяется разность фаз сигналов, поступающих из первого и второго каналов, и определяется пеленг источника радиоизлучения. Для определения систематических ошибок, возникающих из-за фазовой неидентичности радиоканалов, в момент отсутствия входных сигналов блок обработки и управления 11 по специальной программе включает контрольный генератор 6 и осуществляет управление переключателями 7, 9-1, 9-2, 10-1 и 10-2. Проверка идентичности радиоканалов осуществляется в два этапа. На первом этапе через первый выход переключателя 7 сигнал контрольного генератора 6 подключается к входу делителя мощности на два канала 8-1 и далее через первый выход этого делителя и первый вход переключателя 9-1 - к второму входу сумматора 2-1, через который он поступает в первый радиоканал. При этом связь между вторым выходом переключателя 7 и входом делителя мощности на два канала 8-2, а также связь между вторым входом переключателя 9-1 и первым выходом переключателя 10-1 отсутствуют. С второго выхода делителя мощности на два канала 8-1 сигнал контрольного генератора 6 через переключатель 10-1 и соединительную линию 10 поступает на первый вход переключателя 10-2 и через его второй вход и второй вход переключателя 9-2, минуя второй делитель мощности на два 8-2, который отключен от переключателей 7, 10-2 и 9-2, поступает на второй вход сумматора 2-2 и через него во второй радиоканал. Сигналы, прошедшие через первый и второй радиоканалы, поступают в блок обработки и управления 11, в котором производится измерение их разности фаз. На втором этапе сигнал контрольного генератора 6 через второй выход переключателя 7 подводится к входу делителя мощности на два канала 8-2 и через первый вход переключателя 9-2 и второй вход сумматора 2-2 - во второй радиоканал, а через переключатель 10-2, соединительную линию 10, переключатели 10-1 и 9-1, минуя делитель мощности на два канала 8-1, ко второму входу сумматора 2-1 и через него - в первый радиоканал. Далее сигналы, прошедшие через первый и второй радиоканалы, поступают в блок обработки и управления 11, в котором производится измерение их разности фаз. Сравнение значений разностей фаз, измеренных на первом и втором этапах, позволяет определить фазовую идентичность первого и второго радиоканалов. Разность этих значений равна разности электрических длин измеряемых радиоканалов. Эта разность может быть учтена при расчете пеленга источника радиоизлучения или использована для корректировки электрических длин радиоканалов с помощью специальных управляемых корректоров, например фазовращателей, которые могут быть введены в один или в оба радиоканала. Соединительная линия 10 не оказывает влияние на точность измерений, т.к. вносимые ею фазовые сдвиги компенсируются при сравнении результатов, полученных на первом и втором этапах измерений. 

Недостатком данного устройства является узкая полоса рабочих частот и зависимость систематической ошибки измерения идентичности радиоканалов от фазовой неидентичности элементов в цепи контроля - делителей мощности, переключателей. Из-за этого, например, при одинаковых электрических длинах радиоканалов разности фаз контрольных сигналов, измеренных на выходе этих радиоканалов на первом и втором этапах измерений, будут отличаться друг от друга, т.е. несмотря на идентичность радиоканалов будет существовать фиктивная систематическая ошибка фазовых измерений, которая в свою очередь уменьшит точность измерения пеленга источника радиоизлучения. Кроме того, величина этой ошибки существенно зависит от значений несущих частот входных сигналов устройства. 

Технической задачей изобретения является повышение точности контроля и корректировки амплитудной и фазовой идентичности радиоканалов в широкой полосе частот, автоматизация этой корректировки и упрощение конструкции пеленгационного устройства, что позволит создавать простые пеленгационные устройства СВЧ, обеспечивающие высокую точность измерения пеленга источников радиоизлучения в широкой полосе частот входных сигналов.

ИСТОЧНИКИ И ЛИТЕРАТУРА 
1. Губкин А. Н. Электреты. М.: Наука, 1978. 192 с. 
2. Электреты / Под ред. Сесслера Г. - М.: Мир. - 1983. - 487 с. 
3. Лущейкин Г. А. Полимерные электреты. - М.: Химия. - 1984. - 184 с. 
4. Пинчук Л. С., Гольдаде В. А. Электретные материалы в машиностроении. - Гомель: Инфотрибо. - 1998. - 288 с. 
5. Гороховатский Ю. А. Электретный эффект и его применение. // Соросовский образовательный журнал. - 1997. - № 8. - С. 92-98. 
6. Рычков А. А., Бойцов В. Г. Электретный эффект в структурах поли-мер - металл: Монография. - СПб.: Изд-во РГПУ им. А. И. Герцена. - 2000. - 250 с. 
7. Галиханов М. Ф. Короноэлектреты на основе полиэтиленовых композиционных материалов. // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2008. № 5(С. 20-29) - 6 (С. 40-45). 
8. Артиллерия // Советская военная энциклопедия. / ред. Н. В. Огарков. том 1. М., Воениздат, 1976. стр.272-288. 
9. Шуляченко Р. И. Звуковая разведка в артиллерии. СПб., 1993. 
10. Таланов А. В. Звуковая разведка артиллерии. - М.: Воениздат МВС СССР, 1948. 
11. Сапожков М.А. Электроакустика. Учебник для вузов. - М.: «Связь», 1978. - 272 с. 
12. Автоматизированный звукометрический комплекс АЗК - 7. Техническое описание. БМ, 1987. 
13. Патент РФ 2138059 кл. G 01 S 3/00, 3/80, 15/08. Акустический пеленгатор /Волощенко В.Ю./. Опубликован 20.09. 1999 г. Бюллетень №26. Прототип. 
14. Автоматизированный звукометрический комплекс АЗК - 5. (Изделие 1Б17) Техническое описание. БМ, 1977. 
15. А.И.Леонов, К.И.Фомичев. "Моноимпульсная радиолокация". - Москва, "Радио и связь", 1984 г., стр.12, 13. 
16. Патент США №4494118 от 15.01.1985 г. (прототип). 
17. Альтман Дж.Л. "Устройства сверхвысоких частот". Перевод с английского под редакцией И.В.Лебедева, Москва, "Мир". 1968 г., стр.124. 
18. "Техника измерений на сантиметровых волнах". Перевод с английского под редакцией Г.А.Ремез, - Москва, "Советское радио", 1949 г., т.1, стр.472-480.