Способ определения градиента плотности среды с частотной дисперсией

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 88 1) 4 С 01 5 13/95 ГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБР КОМИТЕТ ССС ЕТЕНИЙ И ОТКРЫТОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ еняю лительенных этот мо тельнос пары зо измерен ности о среды. 2, Способ по ТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВ(72) М,И,Беленький и Л.И,Безрученко (71) Ленинградский ордена Ленина и ордена Трудового Красного, Знамени государственный университет им. А.А,Жданова(56) Васильев Г.В. Малогабаритная ионосферная станция (МИС) на дискретных частотах, "Геомагнитизм и аэрономия", т, 711, 1967,4, с, 763.Намазов С.А., Рыжкина Т.Е, Исследование сложного сигнала при ионосферном распространении декаметровых волн. - Сб, "Распространение радиоволн". М., "Йаука", 1975, с. 262- 290.(54)(57) 1, СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАДИ-ЕНТА ПЛОТНОСТИ СРЕДЫ С ЧАСТОТНОЙ ДИСПЕРСИЕЙ, заключающийся в зондировании среды радиоимпульсами с модуляцией частоты заполнения по линейному закону, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в каждой паре радиоимпульсов производят противоположные изменения частоты и длительности при сохранении величины девиации частоты, при этом длительность радиоимпульсов до достижения равенства остей радиоимпульсов, отраредой и прошедших среду, и в ент измеряют изменение длии как разность длительностей дирующих радиоимпульсов и по ой величине изменения длитель ределяют градиент плотности п.1, отличающ и й с я тем, что при отражении средой радиоимпульсов изменяют длительность зондирующих радиоимпульсов путем увеличения длительности радио- импульса с линейно падающей частотой заполнения и уменьшения длительности ,рй радиоимпульса с линейно растущей частотой заполнения до достижения равенства длительностей радиоимпуль- юю сов, отраженных средой.3. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при прохождении радиоимпульсов через среду изменяют длительность зондирующих радиоим - пульсов путем уменьшения длительности радиоимпульса .с линейно падающей частотой заполнения и увеличения длительности радиоимпульса с линейно- растущей частотой заполнения до достижения равенства длительностей радиоимпульсов, прошедших среду,1168Изобретение относится к радиофизике и может быть использовано для определения Физических свойств различныхсред с частотной дисперсией, в частности, этим способом может изучатьсяраспределение плотности электроннойконцентрации в плазменной среде(например, земной ионосФере).Цель изобретения - повышение точности измерений. 1 ОНа чертеже представлена структурная электрическая схема устройства,реализующего предлагаемый способ,Устройство содержит генератор 1;блок 2 регулируемой задержки, сумматор 3, блок 4 дифференциального реверсивного широтно-импульсного модулятора, блок 5 дифференциально-реверсивного широтно-импульсного модулятора,ключи 6 и 7 выделения зондирующегосигнала, триггер 8, блоки 9 и 10 Формирователя импульсного управленияключом, преобразователь 11 цифроаналоговый (ЦАП), инвертор 12 кода, преобразователь 13 цифроаналоговый,Ключи 14 и 15, блок 16 Формированиялинейнорастущего пилообразного сигнала, блок 17 формирования линейнопадающего пилообразного сигналасумматор 18, блок 19 выходного каскада передающего тракта, смеситель 20передающего тракта, генератор 21 задающий, генератор 22 с перестраиваемой частотой, блок 23 - входной каскад приемного тракта, смеситель 24приемного тракта, блок 25 - выходной35каскад усилителя промежуточной частоты, блок 26 автоматического слеженияза временным положением отраженногосигнала, преобразователь 27 аналого-цифровой (АЦП), блок 28 интегрирова Ония, блок 29 определения разности длительностей импульсов, блок 30 Форми-рования сигнала запуска ЭВМ, компаратор 31, блоки 32 и 33 интегрированияпринимаемых сигналов, ключи 34 и 35,. ограничитель 36 амплитудный, детектор37.Устройство работает следующим образом,Генератор 1 вырабатывает импульсные сигналы с частотой следования,характерной для ионосферных станций(50 имп/с).На выходе сумматора 3 получаетсяпериодическая последовательностьпарных импульсов, причем временноеположение второго импульса определяется величиной задержки в блоке 2 880 3 регулируемой задержки, Сигналы с выхода сумматора 3 поступают на блоки 4 и 5 дифференциальных реверсивныхширотно-импульсных модуляторов (ШИМ),которые управляются напряжениями с выходов блоков 11 и 13 ЦАП, Цифровые сигналы на блоки 11 и 13 ЦАП поступают из ЭВМ. В начальный момент пары импульсов с выходов каждого блока 4 и 5 ШИМ имеют одинаковую длительность, а затем длительность импульсоводной пары увеличивается, а другой уменьшается на одну и ту же величинуна каждый период следования.Импульсы генератора 1.запускаюттриггер 8, С прямого и инверсного выходов триггера 8 сигналы поступают на блоки 9 и 10, выходные сигналыкоторых управляются ключами 6 и 7,йропускающими на выход первые импульсы каждой пары. Эти сигналы используются для управления задающим генератором 21 ионосферной станции,Импульсы с выходов блоков 4 и 5ШИМ подаются на входы ключей 14 и 15и одновременно на блок 29 определения разности длительностей.Выходные сигналы ключей 14 и 15подаются соответственно на блок 16формирования линейно растущего пилообразного напряжения и блок 17 формирования линейно падающего пилообразного напряжения. После сумматора 18 формируется последовательность парных пилообразных импульсов с постоянной амплитудой и изменяющейся длительностью,которые используются для управления частотой генератора 22 ионосфернойстанции. Отраженный от ионосферы сигналс выхода усилителя 25 промежуточнойчастоты поступает одновременно навходы детектора 37 и блока 26 автоматического слежения за временнымположением отраженного сигнала.Блок 26 вырабатывает напряжение,управляющее блоком 2 регулируемойзадержки, Сигналы с выхода детектора37 после амплитудного ограничителя36 через селектор на ключах 34 и 35поступают на входы блоков 32 и 33интегрирования, на выходе одного изкоторых получается растущее напряжение, пропорциональное длительности сигналов, а на выходе другогопадающее,Составитель В.Крапух ТехредС,Йовжий тор С.Саенк Корректор С.Чер Заказ 461 О/39 ТираВНИИПИ Государстпо делам изоб13035, Москва, Жписное енного комитета СССРетений и открытийРаушская наб., д. 4/5 л. Проектная 3 11Неравенство длительностей импульсов имеет место до тех пор, пока из-, менение длительности с помощью блоков 4 и 5 ШИМ не скомпенсирует изменение длительности эа счет распространения в ионосфере. При этом длительности импульсов станут равными, 1 что приводит к появлению сигнала с компаратора 31, который через блок 30 формирования поступает в ЭВМ как командный импульс, В этот момент ЭВМ производит измерение напряжения, поступающего через блок 27 АЦП с выхода блока 28 интегрирования, которое пропорционально длительности импульсов с выхода блока 29 определения разности длительностей Т. Градиент илиал ППП Патент", г, У 68880 4концентрации в среде для линеййогослоя вычисляется, но формулеАМ 4 одг СьТЙ(2 Е,+Л )где с. =1,24 10 ф,йТ 1 измеренная разность длительностей, мкс ,с 1: скорость света, м/с,Я 1: величина девиации, МГцД,0 Е Д= частота зондирующего сигнала, МГц.Сравнительный анализ известного иЧпредложенного способов показал,что повьппение точности измерения до 15 стигается за счет использования широкополосного сигнала и измерения дл- тельности импульсов.