Олейников А Н, СосновчікД М Харківський національний університет радіоелектроніки м Харків, пр Леніна, 14, каф ОРТ, 61166, Україна (057) 702-14-79, sdm_apolo13@ramblerru

Анотація – У роботі пропонується використання доступного радіочастотного ресурсу у вигляді випромінювання сигналів телевізійного мовлення в рознесеною системі радіолокації метеорних слідів для вимірювання динамічних параметрів мезопаузи – нижньої термосфери Представлені експериментальні результати реєстрації телевізійних сигналів відбитих метеорними слідами на трасі Москва-Харків

I                                       Введення

Використання доступного радіочастотного ресурсу у вигляді сигналів радіомовних станцій в довгохвильовому діапазоні широко застосовується для виміру швидкостей дрейфу іоносферних неоднорідностей методом подібних замираний (метод D1) У даній роботі пропонується використання випроменених сигналів телевізійного мовлення для радіолокації метеорних слідів з метою дослідження атмосферних динамічних процесів в області мезопаузи – нижньої термосфери При цьому відбувається догляд ВІД традиційної для радіометеорної методу (метод D2) суміщеної системи радіолокації, в якій передавач і приймач знаходяться в одній точці, до рознесеною системі радіолокації У цьому випадку передавальний і прийомні пункти віддалені один від одного на сотні кілометрів і відпадає необхідність У власному радіопередавачі

Рис 1 Рознесена система радіолокації

Fig 1 Spaced radar system

До використовуваному зондуючого сигналу предявлялися наступні вимоги: діапазон частот 25-85 МГц велика потужність сигналу (десятки кВт) цілодобовий режим роботи тип сигналу, що дозволяє отримувати інформацію про просторових координатах і швидкості дрейфу метеорних слідів Предявленим вимогам задовольняють телевізійні сигнали 1-3 метрових каналів

II                               Основна частина

Для дослідження динамічних параметрів в мезопаузі – нижньої термосфере з радіолокації метеорних слідів необхідно знати просторові координати відображають областей метеорних слідів і ЇХ швидкості дрейфу

Визначення кутових координат відбиває області метеорного сліду Внаслідок того, що в ТВ сигналі присутні детерміновані компоненти, У нашому випадку це імпульси рядкової синхронізації, для визначення кутових координат може бути використаний фазовий метод [1] Зокрема двухбазова варіант антеною системи, в якій ДЛЯ усунення виникаючої неоднозначності, при базі більше довжини хвилі, вводитися додатковий вимір фази з іншим базовим відстанню Комбінуванням двох таких вимірювань зявляється можливість однозначного визначення зсуву фаз Як було показано в [1] для антеною системи з базами 3,5 λ і 4,5 λ апаратурна похибка не перевищує 17 кутових хвилин, при відношенні сигнал / шум> 3

Визначення висоти відбиває області метеорного сліду Вьюота відбиває області метеорного сліду легко знаходиться, якщо при відомих кутових координатах відома інформація про похилу дальності У роботі представлена ​​методика визначення часу поширення сигналу від передавача до приймача при використанні еталонного сигналу часу (ЕСС) [2], розташованого в ТВ сигналі Це виявляється можливим внаслідок того, ЩО ЕСС суміщений з мітками шкали всесвітнього координованого часу UTC з похибкою не більше 1,0 МКС [3] Визначення моменту випромінювання сигналу можливо використовуючи загальнодоступні навігаційні системи (GPS, ГЛОНАСС), за якими синхронізується власний еталон, що імітує момент часу випромінювання сигналу Моделювання показало, що при похибки визначення кутових координат і часу поширення сигналу

20 кутових хвилин і 2 мкс відповідно, похибка знаходження висоти, в області діаграми спрямованості антени (60 °), не перевищує 2,5 км

Визначення швидкості дрейфу метеорного сліду У пропонованій рознесеною системі радіолокації необхідна реалізація когерентної обробки сигналу для визначення швидкості дрейфу метеорного сліду Безпосередньо це важко піддається реалізації, так як приймач і передавач можуть бути рознесені на значну відстань Для цього пропонуються наступні варіанти реалізації: а) використання задає генератора несучої частоти зображення на передавальних станціях, зі стабільністю не гірше 10 ^ Гц б) використовувати малопотужну мережу з передачі опорного сигналу від місця випромінювання (наприклад, округу міста) до приймача в) використовувати особливості місцевості для прийому прямого сигналу від ТБ передавача, та екранування прийнятого відбитого сигналу

У роботі показана особливість формування складової частоти Доплера при різних варіантах рознесеною системи радіолокації Так для випадку поширення сигналу «вперед» (рис1) частота Доплера відбитого сигналу утворюється як алгебраїчна сума двох одноразових ефектів Доплера, що мають різні знаки У результаті загальний ефект Доплера на стороні приймача зменшується

Для випадку поширення сигналу «назад», складові ефекту Доплера складатимуться з певним коефіцієнтом к, враховує взаємне розташування передавача, приймача і точки відбиття (рис 3):

fd =fd\ +k-fd2

Рис 2 Рознесена система радіолокації при поширенні сигналу «назад»

Fig 2 Spaced radar system, «backward» propagation

Знаходження амплітудно-тимчасово (3 характеристики відбитого сигналу Візуально, відбиття від метеорного сліду оцінюється за амплітудновременной характеристиці сигналу (АВХ), яка має характерний вигляд У роботі для знаходження АВХ ТВ сигналу відбитого від метеорного сліду використовувалися сигнали рядкових синхроімпульсів (ССІ) АВХ перебувала шляхом аналізу амплітуди гармоніки частоти повторення ССІ (15 625 Гц) Віддзеркалення від метеорного сліду супроводжуватиметься амплітудної модуляцією цієї гармоніки На рис Здля приклад наведена АВХ отримана в одному з цікпов експериментальних досліджень [5] на трасі Москва – Харків

Рис 3 Виявлення АВХ ТВ сигналу відбитого від метеорного сліду за результатами експериментальних досліджень 13 липня 2005

Fig 3 Revealing АТС of TV signal reflected from a meteoric trace by results of experimental researches on July, 13, 2005

III                                   Висновок

в роботі показана можливість визначення просторових координат і динамічних параметрів метеорного сліду в рознесеною системі радіолокації при використанні сигналів телевізійного мовлення Наведено методика виявлення АВХ ТВ сигналу відбитого від метеорного сліду

IV                            Список літератури

[1] Кащеєв Б П, Жуков В В Автоматичний кутомір Повідомлення I Принципи побудови / В кн Радіотехніка Вип 47 Харків 1978

[2] А Н Олейников, Д М Сосновчик Визначення висоти відбиває області метеорного сліду при використанні телевізійного сигналу в рознесеною системі радіолокації / / Радіотехніка Всеукр Міжвід научн – техн СБ 2005 Вип143 С201-208

[3] Еталонні сигнали частоти і часу Бюлетень В 09 – 1991/Москва, Видавництво стандартів, 1991 р, С6-7

[4] ГОСТ 7845-79 – Система мовного телебачення Основні параметри Методи вимірювання

[5] А N Oleynikov, D М Sosnovchik Research of Amplitude – Time Characteristic of Television Signal Reflected From a Meteoric Trail in Spaced Radar System / / Modern problems of radio engineering, telecommunications and computer science: Proceedings ofthe international conference TCSET’2006 – Lviv, 2006

MEASUREMENT OF THE MESOPAUSE DYNAMIC PARAMETERS OF LOWER THERMOSPHERE USING ACCESSIBLE RADIO FREQUENCY RESOURCES

Oleynikov A N, Sosnovchik D M

Kharkiv National University of Radioeiectronics ORT Dep,14, Lenin Ave, Kharkiv, 61166, Ukraine Ph: (057) 702-14-79, e-mail: sdm_apolo13@ramblerru

Abstract – Use of an accessible radiofrequency resource as an emitted television-broadcasting signal in the spaced radar system of meteoric traces for measurement of dynamic parameters mesopause – lower thermosphere is offered in this work Experimental results of registration of television signals reflected by meteoric traces on a Moscow – Kharkiv line are submitted

I                                         Introduction

Use of an accessible radiofrequency resource as signals of broadcasting stations in a long-wave range is widely used for measurement of speeds of drift ionosphere heterogeneity by the method ofthe similar fading (method DI) Use ofthe emitted television-broadcasting signal for a radar-location of meteoric traces is offered in this work

II                                        Main part

The information on spatial coordinates of a meteoric trace and speed of drift is necessary for research of dynamic processes Determination of angular coordinates appears probable to be realized a two-base phase method The height of reflecting area of a meteoric trace easily calculated, if angular coordinates and information on a slant distance are known In this paper the algorithm of determination of the slant distance up to a reflection point on a meteoric trace is submitted by used reference time signals

The features of the spaced radar system are considered at signal propagation «forward» (Fig 1) and «backward» (Fig 2) In the spaced radar system realization of coherent signal processing is necessary for determination ofthe meteoric trace drift velocity It is difficult to realize, as the receiver and the transmitter can be carried on significant distance Achievement ways of coherent signal processing for the spaced radar system are offered in this work

Visually, reflection from a meteoric trace is estimated under amplitude-time characteristic (АТС) of a signal that has a specific kind In this work the technique of determination АТС on line synchronization signal of a TV signal is considered The АТС received on a Moscow – Kharkiv line are submitted (Fig 3)

III                                       Conclusion

In this paper the opportunity of determination of spatial coordinates and dynamic parameters of a meteoric trace in the spaced radar system is shown at use of television broadcast signals The technique of revealing amplitude-time characteristic of TV signal reflected from a meteoric trace is submitted

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р