Ионосферная станция

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 1022102 н (11)1,Ч 3/,0 ПУБЛИК ЫЙ КОМИТЕТ СССРРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИИ ОСУДАРСТВ О ДЕЛАМ И ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Я кад средачио тс екое бю тнико аней О,ССР(71) Специальное конструкторсро физического приборостроениАН СССР(56) 1. Васильев Г.В; и др. Свая ионосфериая станция ИОНнАпрратура для исследованияионосферы". ИЗМИРАН, 1980, с:М 755004, кл. С 01 Ч 3/00, 19тотип),(54)(57) ИОНОСФЕРНАЯ СТАНЦИЯ, содержащая :передатчик, приемник, к выходу которого подключен анализатор помех, синтезатор, каскад с регулируемым коэффициентом передачи и синхронизатор, первый, второй и третий выходы которого соединены с управляющими входами передатчика, приемника и синтезатора, при этом первый выход сии; тезатора подключен к второму входу приемника, а второи через васрегулируемым коэффициентом пек основному входу передатчикал и ч а ю щ а я с я тем, что, ц лью повышения точности измерения параметров ионосферы, между вторым выходом приемника и управляющим входом каскада с регулируемым коэффициентом передачи включены последовательно со. единенные измеритель амплитуды отражений, первый .ключ, элемент памяти и функциональный преобразователь, а между выходами анализатора помех и вторым входом элемента памяти включены последовательно соединенные компаратор с подключенным к второму входу источником опорного напряжения и вто рой ключ, второй вход которого подключен к первому выходу синхронизатора, при этом выход анализатора помех подключен к второму входу функционального преобразователя, выход . компаратора соединен с управляющим входом первого ключа, выход функционального преобразователя соединен с третьим входом приемника.Изобретение относится к геофизикеи предназначено для использования ваппаратуре частотного зондированияионосферы.Известны ионосферные станции, содержащие передатчик, приемник синхронизатор и синтезатор Я .Зондирование ионосферы производится последовательно на ряде фиксированных частот сетке частот), вырабатываемых синтезатором, Зависимость расстояния до отражающих. областей ионосферы изображается в виде ионограмм.Ионосферные станции работают в диапазоне средних и коротких волн, характеризующемся большим уровнем помех с неравномерной спектральнойплотностью, Кроме того, входной сиг"нал приемника ионосферной станциизависит от характеристик поглощенияионосферы, при этом имеет место зависимость поглощения от частоты ивремени зондирования.Недостатком известных ионосферныхстанций является то, что в них дляполучения отражений при различнойвеличине поглощения и уровня помехмощность передатчиков поднимается доуровней десятков и даже сотен киловатт равномерно во всем диапазоне ЗОчастот, тогда как в отсутствие помехв большей части исследуемого диапазона для получения удовлетворительных отражений достаточно мощности всотни ватт.Известна ионосферная станция, вкоторой мощность, излучаемая передатчиком, устанавливается в зависимости от уровня помех на частотезондирования 2,40Недостатком этой ионосферной станции является то, что в ней не учитываются характеристики поглощенияионосферы, поэтому для получения отражений в области критических частот, 45где поглощение резко возрастает, минимальная мощность, излучаемая передатчиком, устанавливается на уровнене менее 1-2 кВт. Но даже при такомуровне мощности.на частотах с больщим уровнем поглощения возможны потери информации, а следовательно,снижение точности измерений,Цель изобретения - повышение точности измерений параметров ионосферыУказанная цель достигается тем, что в ионосферную станцию, содержащую передатчик, приемник, к выходу которого подключен анализатор помех, синтезатор, каскад с регулируемым коэффициентом передачи и синхрониза" тор, первый и третий выходы которого соединены с управляющими входами передатчика, приемника и синтезатора, при этом первый выход синтезатора подключен к второму входу приемника, а второй - через каскад с регулируемым коэффициентом передачи - к основному входу передатчика, между вторым выходом приемника и управляющим входом каскада с регулируемым коэффициентом передачи включены последовательно соединенные измеритель амплитуды отражений, первый ключ, элемент памяти и функциональный преобразователь, а между выходом анализатора помех и вторым входом элемента памяти включены последова-, тельно соединенные компаратор с подключенным к второму входу источником опорного напряжения и второй ключ, второй вход которого подключен к первому выходу синхронизатора, при этом выход анализатора помех подключен также к второму входу функционального преобразователя, выход компаратора соединен с управляющим входом первого ключа, выход функционального преобразователя соединен с третьим входом приемника.На чертеже представлена структурная схема предлагаемой ионосферной станции.Ионосферная станция состоит нз передатчика 1, приемника 2, к выходу которого подключен анализатор 3 помех, синтезатора 4,. каскада 5 с регулируемым коэффициентом передачи, синхронизатора 6, первый, второй и третий входы которого соединены с управляющими входами передатчика 1, приемника 2 и синтезатора 4. Первый выход синтезатора 4 подключен к второму входу приемника 2, а второй - через каскад 5 с регулируемым коэффициентом передачи - к основному входу передатчика 1. Между вторым выходом приемника 2 и управляющим входом каскада 5 с регулируемым коэффициентом передачи включены последовательносоединенные измеритель 7 амплитуды отражений, первый ключ 8, элемент 9 памяти и функциональный преобразователь 1 О. Между выходом анализатора 3 помех и вторым входом элемента 9 памяти включены последовательно соединенные компаратор 11 с3 10221подключенным к второму входу источником 12 опорного напряжения и второйключ 13, второй вход которого соединен с первым выходом синхронизатораб, Выход анализатора помех 3 соединен5с вторым входом функционального преобразователя 10. Выход компаратора 11соединен с управляющим входом первогоключа 8. Выход функционального преобразователя 1 О соединен с третьим входом приемника 2,Ионосферная станция работает следующим образом.Синтезатор 4 формирует гетеродинный сигнал приемника 2 и сигнал воз 15буждения, который через каскад 5 срегулируемым коэффициентом передачиподается на вход передатчика 1. Передатчик 1 излучает зондирующие радиоимпульсы. Приемник 2 осуществляетзоприем обработку и регистрацию .отраженных сигналов. Синхронизатор б согласует во времени работу основныхсистем станции.Начальное состояние устройства кмоменту излучения зондирующего радиоимпульса на первой рабочей частотестанции выбрано таким, что мощность,излучаемая передатчиком, максимальна,что обеспечено исходным состояниеманализатора 3 помех и элемента 930памяти. Анализатор 3. помех производит анализ помех на следующейчастоте настройки станции, Послеизлучения зондирующего радиоимпульсаи приема отраженного .сигнала напряже- З 5ние на выходе измерителя 7 амплитудыотражения определяется уровнем отраженного от ионосферы сигнала, а навыходе анализатора 3 помех - уровнемпомех на следующей частоте настройкистанции. Напряжение с выхода измери- - -.теля 7 амплитуды отражений через первый ключ 8 поступает в элемент 9 памяти, где уровень напряжения запоминается до конца. излучения радиоимпульса на следующей частоте работыстанций. Сброс элемента 9 памятиосуществляется по заднему фронту импульса передатчика 4 командой синхронизатора 6 через второй ключ 13.Для получения качественных ионограмм шаг перестройки станции выбира-.ется достаточно малым - порядка десятков килогерц. Уровень отраженногосигнала на следующей частоте настройки станции можно приблизительно оценить по измеренному уровню принятогосигнала на предыдущей частоте. Помехи 02 4на входе .йриемника 2 могут изменять-ся значительно при перестройке на соседнюю частоту из-за большей неравномерности распределения помех в диапазоне частоты работы станции. На входы функционального преобразователя 10 поступают уровни напряжения, характеризующие уровень помех на следующей частоте настройки станциис выхода анализатора 3 помех и уровень принятого отраженного сигналас выхода элемента 9 памяти. Функциональный преобразователь 10 преобразует напряжения с выхода элемента 9 памяти и анализатора 3 помех в управляющее напряжение регулируемого кас. када 5 так, что с увеличением уровня помех или поглощения ионосферы, например, при приближении частоты работы станции к области критических частот, мощность, излучаемая передатчиком 1, возрастает, Из-за большой неравномерности распределения помех возможна ошибка в оценке уровня отраженного сигнала, например, при совпадении заданной рабочей частоты ионосферной станции с частотой веща" тельной станции. В этом случае уровень напряжения с выхода анализатора 3 помех превысит установленный порог срабатцвания компаратора 11, определяемый источником 12 опорного напряжения. Сигнал с выхода .компаратора 11 запрещает сброс в нулевое состояние элемента 9 памяти и запись в него ошибочной или малодостоверной информации путем размыкания нормально замкнутых ключей 13 и 8. Уровень мощности, излучаемой на данной рабочейчастоте, определится уровнем помехи, Записанная в элементе 9 памяти инфор. мация сохранится и будет использована для установки излучаемой передатчиком 1 мощности на последующей рабочей частоте ионосферной станции .При значительной величине принимаемого сигнала защита приемника от перегрузок осуществляется введением определенного ослабления на его входе.В ионосферных станциях типа НИС и "Базис" на входе приемника имеетсяаттенюатор, управление которым впредлагаемой станции осуществляетсятем же сигналом, что и управлениекаскадом с регулируемым коэффициентом передачи. Ослабление аттенюаторавозрастает в случае, если требуетсяснижение излучаемой мощности нижеопределенного уровня в соответствии5. 1022102б.с упр.являющим сигналом функциональ грузкои приемника при приеме отражен ного преобразователя. . ных сигналов от слоев с большой элекПредлагаемая ионосферная станция тронно-ионной концентрацией, а также позволяет установить излучаемую пе- ошибки, вызванные потерей информации редатчиком мощность с учетом уровняпри приеме отраженных от ионосферы помехи величины поглощения. В ре- сигналов в областях высоких поглощезультате регулирования величины излу. ний. Регулирование мощности передатчаемой передатчиком мощности в зави- чика с учетом величины отраженного симости от уровня помех на частоте сигнала позволяет исключить потери зондирования и величины отраженного 1 О информации в диапазоне частот с низсигнала на близкорасположенной час- ким уровнем отражения, а следовательтоте повышается точность и устраняют. но; повысить точность измерения пася ошибки измерения, вызванные пере- раметров .ионосферы,Составитель В. Попадько Редактор А. Козориз Техред Т,фанта Корректор А, Повх. ев е и Ф юЗаказ 4035/38 Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 фи:н:зн ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,