Устройство обнаружения маловысотного летательного аппарата

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ МАЛОВЫСОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА(71) Заявитель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(72) Авторы Быков Игорь Михайлович Воинов Валерий Васильевич Мокринский Владимир Валерьевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(57) Устройство обнаружения маловысотного летательного аппарата, содержащее первую и вторую измерительные пластины, первый и второй заземленные экраны, укрепленные на валу электродвигателя, усилитель, первый и второй дифференциальные усилители,первый и второй усилители с регулируемым коэффициентом усиления, полосовой усилитель, двухполупериодный выпрямитель, интегратор, регулируемый источник тока, индикатор, отличающееся тем, что в него включены второй полосовой усилитель, второй двухполупериодный выпрямитель, третий усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, второй интегратор, пороговое устройство, в котором первая измерительная пластина через усилитель соединена с первым входом первого дифференциального усилителя,вторая измерительная пластина через первый усилитель с регулируемым коэффициентом усиления соединена со вторым входом первого дифференциального усилителя, выход первого дифференциального усилителя соединен со входами первого и второго полосовых усилителей, выходы первого и второго полосовых усилителей соединены со входами первого и второго двухполупериодных выпрямителей соответственно, выход первого двухполупериодного выпрямителя соединен со входом второго усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выход второго двухполупериодного выпрямителя соединен со входом третьего усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выходы второго и третьего усилителей с регулируемым коэффициентом усиления соединены со входами первого и второго интеграторов соответственно, выходы первого и второго интеграторов 41292007.12.30 соединены с первым и вторым входами второго дифференциального усилителя соответственно, выход которого соединен с первым входом порогового устройства, второй вход порогового устройства соединен с выходом регулируемого источника тока, выход порогового устройства соединен со входом индикатора.(56) 1. А.с. СССР 1129560, МПК 01 29/12, 1984. 2. Патент РБ 3546, МПК 01 29/12, 2007. 3. Имянитов И.М. Электризация самолетов в облаках и осадках. - Л. Гидрометеоиздат, 1970. - С. 43-67. Полезная модель относится к измерительной технике, в частности к измерителям напряженности электрического поля, и может быть использована для обнаружения маловысотного летательного аппарата. Известен электростатический флюксметр 1, содержащий первую и вторую измерительные пластины, заземленный экран, укрепленный на валу электродвигателя, первый и второй дифференциальные усилители, сумматор, усилитель с коэффициентом усиления,равным трем, в котором первая и вторая измерительные пластины соединены с первым и вторым входами первого дифференциального усилителя и первым и вторым входами сумматора, выход которого через усилитель с коэффициентом усиления, равным трем,подключен к первому входу второго дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с выходом первого дифференциального усилителя, а измерительные пластины расположены на разных в соотношении 12 высотах от заземленного экрана. Однако недостатком известного устройства является ограниченность технических возможностей, так как с его помощью невозможно обнаружить маловысотный летательный аппарат при наличии грозовых разрядов. Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому устройству является электростатический флюксметр 2, содержащий первую и вторую измерительные пластины, первый и второй заземленные экраны, укрепленные на валу электродвигателя, первый и второй дифференциальные усилители, усилитель, первый и второй усилители с регулируемым коэффициентом усиления, полосовой усилитель, двухполупериодный выпрямитель, интегратор, регулируемый источник тока, индикатор, в котором первая измерительная пластина через усилитель соединена с первым входом первого дифференциального усилителя, вторая измерительная пластина через первый усилитель с регулируемым коэффициентом усиления соединена со вторым входом первого дифференциального усилителя, выход первого дифференциального усилителя через последовательно соединенные полосовой усилитель, двухполупериодный выпрямитель, второй усилитель с регулируемым коэффициентом усиления соединен со входом интегратора, выход которого соединен с первым входом второго дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с выходом регулируемого источника тока, выход второго дифференциального усилителя соединен со входом индикатора. Однако известное устройство имеет ограниченные технические возможности, так как не может быть использовано для обнаружения маловысотного летательного аппарата в условиях грозовых помех. Задачей изобретения является расширение технических возможностей устройства. Техническим результатом осуществления полезной модели является обнаружение маловысотного летательного аппарата в условиях грозовых помех. Для решения поставленной задачи при осуществлении полезной модели в устройство обнаружения маловысотного летательного аппарата, содержащее первую и вторую измерительные пластины, первый и второй заземленные экраны, укрепленные на валу электродвигателя, усилитель, первый и второй дифференциальные усилители, первый и второй 2 41292007.12.30 усилители с регулируемым коэффициентом усиления, полосовой усилитель, двухполупериодный выпрямитель, интегратор, регулируемый источник тока, индикатор, включены второй полосовой усилитель, второй двухполупериодный выпрямитель, третий усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, второй интегратор, пороговое устройство, в котором первая измерительная пластина через усилитель соединена с первым входом первого дифференциального усилителя, вторая измерительная пластина через первый усилитель с регулируемым коэффициентом усиления соединена со вторым входом первого дифференциального усилителя, выход первого дифференциального усилителя соединен со входами первого и второго полосовых усилителей, выходы первого и второго полосовых усилителей соединены со входами первого и второго двухполупериодных выпрямителей соответственно, выход первого двухполупериодного выпрямителя соединен со входом второго усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выход второго двухполупериодного выпрямителя соединен со входом третьего усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выходы второго и третьего усилителей с регулируемым коэффициентом усиления соединены со входами первого и второго интеграторов соответственно, выходы первого и второго интеграторов соединены с первым и вторым входами второго дифференциального усилителя соответственно, выход которого соединен с первым входом порогового устройства, второй вход порогового устройства соединен с выходом регулируемого источника тока, выход порогового устройства соединен со входом индикатора. Функциональная схема устройства обнаружения маловысотного летательного аппарата показана на фигуре. Обозначения на фигуре следующие 1, 2 - первая и вторая измерительные пластины 3, 4 - первый и второй заземленные экраны 5 - усилитель, выполненный, например, на микросхеме К 140 УД 8 6, 7 - первый и второй дифференциальные усилители, выполненные, например, на микросхемах К 140 УД 7 8, 9, 10 - первый, второй и третий усилители с регулируемым коэффициентом усиления, выполненные, например, на микросхемах К 140 УД 8 11, 12 - первый и второй полосовые усилители, выполненные, например, на транзисторах КП 3 50 А 13, 14 - первый и второй двухполупериодные выпрямители, выполненные, например,на полупроводниковых диодах 15, 16 - первый и второй интеграторы, выполненные, например, на микросхемах К 544 УД 1 и транзисторах КТ 815 А и КТ 814 А 17 - пороговое устройство, например компаратор, выполненный на двух операционных усилителях К 140 УД 7 18 - индикатор, например, стрелочный 19 - регулируемый источник тока, например аккумулятор с делителем напряжения. Устройство функционирует следующим образом. Маловысотный летательный аппарат при движении в атмосфере приобретает электрический заряд 3, который создает вокруг себя электрическое поле. При горизонтальной установке измерительных пластин заряд на пластинах наводит вертикальная составляющая электрического поля и помеховая низкочастотная составляющая электромагнитного поля. Сигналы с первой 1 и второй 2 измерительных пластин (фигура) соответственно равны 12( 1 п ),(1)22(2 п ),где- диэлектрическая постоянная вакуума- относительная диэлектрическая проницаемость покрытия измерительных пластин- площадь измерительной пластины- угловая скорость вращения заземленных экранов 3 и 4 3- частота экранирования измерительных пластин экранами 3 и 4 2 1, 2 - значения вертикальной составляющей напряженности электрического поля у первой 1 и второй 2 измерительных пластин соответственно Еп - напряженность электрической составляющей электромагнитного поля помех. Сигналы с первой 1 и второй 2 измерительных пластин через усилитель 5 и первый усилитель с регулируемым коэффициентом усиления 8 соответственно поступают на первый и второй входы первого дифференциального усилителя 6. Регулировкой коэффициента усиления первого усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 8 добиваются минимума показаний индикатора 18 при действии на обе измерительные пластины одинакового электрического поля с опорным значением напряженности Е 0, устанавливая тем самым равенство коэффициентов усиления усилителей 5 и 8. В этом случае на выходе первого дифференциального усилителя 6 при измерении неоднородного электрического поля при отсутствии грозовых наводок будет действовать сигнал, прямо пропорциональный величине 122,(3) где 1-2,а при наличии грозовых разрядов 2 н ,где н - случайная величина тока наводки. Ширина спектра полезного сигнала невелика 10 Гц. Поэтому величина тока наводки в полосе частот отдо и в полосе частот от до (2) будет примерно одинакова. Сигнал с выхода первого дифференциального усилителя 6 поступает на входы первого 11 и второго 12 полосовых усилителей. Полоса пропускания первого полосового усилителя 11 лежит в пределах отдо , а второго полосового усилителя 12 - от до (2). С выходов полосовых усилителей 11 и 12 сигналы поступают на входы первого 13 и второго 14 двухполупериодных выпрямителей, а с их выходов через усилители с регулируемым коэффициентом усиления 9 и 10 - на первый 15 и второй 16 интеграторы соответственно. С выхода первого интегратора 15 сигнал подается на первый вход второго дифференциального усилителя 7, а с выхода второго интегратора 16 - на второй вход второго дифференциального усилителя 7. На выходе второго дифференциального усилителя 7 будет действовать напряжение, прямо пропорциональное амплитуде сигнальной составляющей тока (4)2,где А - коэффициент пропорциональности. Это напряжение подается на первый вход порогового устройства 17, на второй вход которого поступает пороговое напряжение п с выхода регулируемого источника тока 19. При превышении напряжениемпорогового напряжения п на выходе порогового устройства 17 начинает действовать опорное напряжение о, которое с выхода порогового устройства 17 поступает на вход индикатора 18, чем фиксируется факт обнаружения маловысотного летательного аппарата. Таким образом, за счет введения второго полосового усилителя, второго двухполупериодного выпрямителя, третьего усилителя с регулируемым коэффициентом усиления,второго интегратора и порогового устройства устраняются помехи, связанные с наводками токов от помехового электромагнитного поля, чем расширяются технические возможности устройства-прототипа за счет нормального функционирования во время местных гроз. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4