Устройство для измерения дальности до молниевых разрядов

)9) Б 00 О 01 11 1/16 51)4 О 01 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ еский ульсныймер блиь"358,СССР1980.(57)технидальннияизобр о устр-в о, и при ут лька измерения н абл,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪТИЙ(56) Файзулин Н.А. и др, Имэлектромагнитный грозодальнней эоны. Тр.ГГО, 1975, выпс.116-123,Авторское свидетельствоМ 783741, кл. О 01 Ж 1/16,УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАЛЬДО МОЛНИЕВЫХ РАЗРЯДОВ Изобретение относится к радиоческим средствам определения ости без использования отражеили вторичного излучения, Цель етения - повышение точности измерения дальности до молниевых разрядов типа облако - земля. Устр-восодержит вертикальную наземную антенну 1, горизонтальную подземнуюантенну 3, согласующий блок 4,дваполосовых фильтра 6,7,блок 9 деления, пиковый вольтметр 11. Для повышения точности измерения введены горизонтальная наземная антенна 2,дополнительный согласующий блок 5,по" .лосовой Фильтр 8 и элемент И 10.Устр-во позволяет исключить из анализа внутриоблачные разряды, являющиеся источниками ложной информациио месте возникновения грозового разряда. Поэтому при любой дисперсииошибки измерения дальности точностные х-ки предложенн выше, чем у известн ности до 30 км ошиб превышает 2 км, 1 илИзобретение относится к радиотехническим средствам определения дальности без использования отраженияили вторичного излучения и может ис 5пользоваться для определения дальности до молниевых разрядов типа облако - земля.Цель изобретения - повышение точности измерения дальности до молниевых разрядов типа облако - земля путем исключения сигналов от разрядовтипа облако - облако.На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема предложенного 15устройства,Устройство для измерения дальности до молниевых разрядов содержитвертикальную наземную антенну 1,горизонтальную наземную антенну 2,горизонтальную подземную антенну 3,согласующий блок 4, дополнительныйсогласующий блок 5, первый, второйи третий полосовые Фильтры б - 8,блок 9 деления, элемент И 10 и пиковый вольтметр 11.Устройство для измерения дальности до молниевых разрядов работаетследующим образом.При разряде молнии сигнал с вертикальной наземной антенны 1 проходитчерез перввгй согласующий блок 4 напервый полосовой Фильтр 6, с выходакоторого поступает на первый входблока 9 деления, на второй вход которого поступает также и отфильтрованный вторьм полосовым Фильтром 7 сигнал с горизонтальной подземной антенны 3, регистрирующий только разрядытипа облако - земля. 40Отношение указанных сигналов измеряется пиковым вольтметромтолькопри срабатывании элемента И О,происходящем при одновременной подаче наоба его входа сигналов с выхода второго полосового Фильтра 7 и с выходатретьего полосового Фильтра 8, чтов свою очередь осуществляется лишьпри разряде типа облако - земля,При разряде типа облако - облакосрабатывание элемента И 10 не произойдет, а пиковый вольтметр 11,проградуированный в единицах расстояния,не зарегистрирует сигнал от разряда.Для измерения дальности до молниевого разряда используется соотношение между вертикальным ,электрическим полем на поверхности Земли и горизонтальным электрическим полем вземле, существующим благодаря конечному значению проводимости земли.Зависимость амплитуды атмосферика отрасстояния имеет вид: ЕоКг Б(ец )Ногде Е - нормированная напряженность поля в точке, находящейся на расстоянии В;К - коэффициент, близкий кединице.Затухание сигнала при распространении под землей подчиняется экспоненциальному законуЗОО Р, Ы(В)ех ВЭ Е,ГР" зооы(в).ь фЕ 1РК--- = А -)-гь 0 Е ЫЯхНоА: е в еекзоо еТаким образом, отношение Е/Е пропорционально Функции поглощения (ослабления), которая может быть заранее определена для каждого конкретного:реального случая с учетом проводимости почвы.Стандартное отклонение 6, характеризующее разброс величины сигнала от грозового разряда относительно среднего значения, практически не за" висит от частоты, а шкала разбиения дальностей на градации зависит от степени убывания амплитуды с расстоянием. где Р- излучаемая мощность;М(В) - функция ослабления, зависящая от расстояния;Е - глубина расположения горизонтальной подземнойантенны 3;- коэффициент поглощенияволн в земле.Отношение Е /Е между вертикальнымгэлектрическим полем на поверхности Земли и горизонтальным электрическим полем в земле является Функцией рас- стояния1385111 Стальная мачта высотой 15 м, высота штря 4,5 Регистраторгрозовыхразрядов(вертикальнаяназемная антенна 1) Целесообразно выбирать рабочий диапазон частот полосовых фильтров 6 - 8 30-300 Гц, при которых изменение амплитуды напряженности поля об 5 ратно пропорционально кубу расстояния. Центральная частота настройки первого, второго и третьего полосовых фильтров 6 - 8 составляет 100 Гц. Такой выбор частотного диапазона це лесообразен еще и тем, что в предлагаемом устройстве используется подземный приемный канал, а частоты поля при распространении под землей затухают слабо, что позволяет получить сигнал с горизонтальной подземной антенны 3 на достаточных для практики дальностях.Характер изменения амплитуды поля с изменением расстояния зависит от конкретного значения частоты. Для избранного диапазона частот изменение амплитуды компоненты Е характеризуется монотонной функцией с заметным перегибом в области расстояний 25 50-100 км. До указанной области амплитуда меняется обратно пропорционально кубу расстояния. Для избранного диапазона частот рабочий диапазон расстояний ограничивается 100 км. 30В таблице даны характеристики используемых антенн.Синхронная регистрация подземным и наземным каналами позволяет оперативно определить тип молниевого раз-,35 ряда,и устранить срабатывание пикового вольтметра при разрядах типа облако - облако, являющихся источником ложных сигналов.Согласующие блоки 4 и 5 представляют собой электрометрические усилители с катодными повторителями на входе. Выходной сигнал пикового вольтметра 11 регистрируется само- писцем. 45 Соотношение числа облачных разрядов и числа разрядов на землю изменяется в широких пределах от грозы к грозе, Как правило, внутриоблачных разрядов бывает больше, чем разрядов на земле. Количество внутриоблачных разрядов составляет около 70% общего числа разрядов.Предложенное устройство позволяет исключить из анализа внутриоблачные разряды, являющиеся источниками ложной информации о месте возникновения грозового разряда. Поэтому при любой дисперсии ошибки измерения дальности точностные характеристики предложенного устройства вьпде, чем у извест-. ного, и при дальности до 30 км ошибка измерения не превышает 2 км,ф о р м у л а изобретения Устройство для измерения дальности до молниевых разрядов, содержащее последовательно соединенные вертикальную наземную антенну, согласующий блок, первый полосовой фильтр, блок деления и пиковый вольтметр и последовательно соединенные горизонтальную подземную антенну и второй поло- совой фильтр, выход которого соединен с вторым входом блока деления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения дальности до молниевых разрядов типа облако - земля путем исключения сигналов от разрядов типа облако - облако, введены последовательно соединенные горизонтальная наземная антенна, дополнительный согласующий блок, третий полосовой фильтр и элемент И,второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго полосового фильтра и пусковым входом пикового вольтметра.1385111 Продолжение таблицы 85 , 5 10 С ос тав ит ель В . Ив ановТехред М. Ходанич Корректор И.Пожо Тираж 772 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Подземнаяантенна(горизонтальная наземнаяантенна 2) Горизонтальная наземная антенна 2 Редактор 11.Горват.Заказ 1412/45 Медная трубка длиной7 м, установленная наизоляторах по центрукерамической капсулы.Глубина заложения 1 и,Медная трубка длиной7 м, установленная накреозотовых столбахи ФарФоровых изоляторах 3170 ) 5 10