close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10923

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.08.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 10923
(13) C1
(19)
G 01S 11/00
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ДАЛЬНОСТИ
МАЛОВЫСОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
(21) Номер заявки: a 20070281
(22) 2007.03.19
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Военная академия Республики Беларусь" (BY)
(72) Авторы: Мокринский Владимир Валерьевич; Воинов Валерий Васильевич (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Военная академия Республики Беларусь" (BY)
(56) Физический энциклопедический словарь. - Москва, Советская энциклопедия,
1960. - Т. 1. - С. 513.
RU 2080619 С1, 1997.
RU 2094832 C1, 1997.
US 5828334 A, 1998.
DE 3200302 A1, 1983.
JP 2003050284 A, 2003.
US 5894343 A, 1999.
BY 10923 C1 2008.08.30
(57)
Способ определения горизонтальной дальности маловысотного летательного аппарата,
отличающийся тем, что в точке наблюдения, принятой за начало координат, на высоте h
над поверхностью земли измеряют вертикальную EZ и горизонтальную EXY составляющие
напряженности электрического поля, создаваемого маловысотным летательным аппаратом в процессе его движения, а величину горизонтальной дальности определяют из соотношения:
E
D = 3h Z .
E XY
Фиг. 1
BY 10923 C1 2008.08.30
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для определения
горизонтальной дальности маловысотного летательного аппарата.
Известен частотный способ измерения дальности летательного аппарата [1], включающий облучение летательного аппарата электромагнитным излучением с линейно изменяющейся частотой высокочастотных колебаний, прием отраженного электромагнитного
излучения, измерение частоты излучаемого и принятого электромагнитного излучения и
суждение о дальности летательного аппарата по величине разности измеренных частот.
Однако облучающее летательный аппарат электромагнитное излучение может быть
обнаружено противником, что позволяет ему поставить помеху, а летательному аппарату
совершить противозенитный или противоистребительный маневр. Следовательно, помехозащищенность способа оказывается низкой.
Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому способу является способ
измерения дальности цели [2], включающий прием двух лучей электромагнитных волн
оптического диапазона, идущих от цели, их отражение, совмещение изображений цели,
даваемое двумя лучами в одно, и суждение о дальности по величинам углов между плоскостью отражающих зеркал и линией визирования.
Однако по причине того, что регистрируют электромагнитные волны видимого света,
существует большое количество естественных помех: туман, осадки, ночное время суток,
прямой солнечный свет. Вследствие этого помехозащищенность способа оказывается низкой.
Задачей изобретения является повышение помехозащищенности способа.
Техническим результатом осуществления способа является скрытное, незаметное для
противника определение горизонтальной дальности маловысотного летательного аппарата
в любое время суток и при любой погоде.
Для решения поставленной задачи при осуществлении способа в точке наблюдения,
принятой за начало координат, на высоте h над поверхностью земли измеряют вертикальную Ez и горизонтальную Еxy составляющие напряженности электрического поля, создаваемого маловысотным летательным аппаратом в процессе его движения, а величину
горизонтальной дальности определяют из соотношения:
E
D = 3h z .
E xy
На фиг. 1 показано электрическое поле маловысотного летательного аппарата в точке
наблюдения. Обозначения на фиг. 1 следующие:
q1 - заряд маловысотного летательного аппарата;
q2 - зеркальное изображение заряда q1 в проводящей поверхности Земли: q2 = -q1;
Н - высота полета маловысотного летательного аппарата;
D - горизонтальная дальность маловысотного летательного аппарата;
h - высота точки измерения над поверхностью Земли;
r1, r2 - расстояния от точки измерения до заряда маловысотного летательного аппарата
q1 и его зеркального изображения q2 соответственно;
r r
E1 , E 2 - напряженности электрического поля, создаваемые в точке наблюдения зарядами q1 и q2 соответственно;
r r
α1, α2 - углы между векторами E1 , E 2 и горизонтальной плоскостью ХУ соответственно;
r r
E z , E xy - вертикальная и горизонтальная составляющие напряженности результирующего электрического поля в точке наблюдения соответственно.
На фиг. 2 приведена схема, реализующая заявляемый способ. Обозначения на фиг. 2
следующие:
1 - двухкоординатный измеритель напряженности электрического поля;
2 - вычислительное устройство;
3 - индикатор.
2
BY 10923 C1 2008.08.30
Сущность заявляемого способа заключается в следующем. Маловысотный летательный аппарат, несущий заряд q1 [3], создает в точке наблюдения, находящейся на высоте h
над Землей, электрическое поле, характеристики которого рассчитываются методом зеркальных изображений [4, 5]. В соответствии с этим методом напряженность электрическоr
го поля в точке наблюдения E равна векторной сумме напряженностей полей заряда
r
r
аппарата E1 и его зеркального изображения в проводящей поверхности Земли E 2 (см.
фиг. 1). Напряженность результирующего электрического поля имеет две составляющие r
r
вертикальную E z и горизонтальную E xy , то есть:
r r
r
r
r
E = E1 + E 2 = E xy + E z .
(1)
Вертикальная составляющая напряженности электрического поля в точке наблюдения на
основании закона Кулона и метода зеркальных изображений и в соответствии с фиг. 1 равна:
kq
kq
E z = 2 sin α1 + 2 sin α 2 ,
(2)
r1
r2
где k = 9 ⋅ 109 м/Ф - постоянная;
q = |q1| = |q2| - модуль заряда маловысотного летательного аппарата и его зеркального
изображения в земной поверхности.
Из фиг. 1 следует:
2
r1 = D 2 + (H − h ) 
(3)
,
2
2
r2 = D + (H + h ) 
H−h

sin α1 =

r1

(4)
.
H+h
H+h

=
sin α 2 =
2
r2
D 2 + (H + h ) 
Подставляя (3) и (4) в (2), получим:


H−h
H+h

.
E z = kq 
+
(5)
3
/
2
3
/
2

2
2
 D 2 + (H − h )2
(
)
D
H
h
+
+


Разложение в ряд и выделение главного члена при условии
D >> Н >> h
(6)
дает
2 kq H
Ez =
.
(7)
D3
Из тех же соображений горизонтальная составляющая напряженности электрического
поля в точке наблюдения равна:
kq cos α1 kq cos α 2
E xy =
−
.
(8)
r12
r22
На основании фиг. 1 и (3):
D
D

cos α1 = =
2 
r1
D 2 + (H − h ) 
(9)
.
D
D

cos α 2 = =

r2
D 2 + (H + h )2 
Откуда следует, что
(
)
(
3
)
BY 10923 C1 2008.08.30

1
E xy = kq D 
 D 2 + (H − h )2

а при условии (6):
6 kq H h
E xy =
.
D4
Из (7) и (11) следует, что
Ez
D
=
E xy 3h
(
)
3/ 2
+
(D
1
2
+ (H + h )
2

,
3/ 2 


)
(10)
(11)
(12)
или
D = 3h
Ez
.
E xy
(13)
Способ может быть практически реализован с помощью схемы, представленной на
фиг. 2. Двухкоординатный измеритель напряженности электрического поля 1 измеряет
горизонтальную и вертикальную составляющие напряженности электрического поля маловысотного летательного аппарата. Сигнал с выхода измерителя 1 подают на вход вычислительного устройства 2, которое рассчитывает горизонтальную дальность до маловысотного
летательного аппарата по формуле (13). Сигнал с выхода вычислительного устройства 2
поступает на вход индикатора 3, который показывает горизонтальную дальность маловысотного летательного аппарата.
Поскольку применимость заявляемого способа не зависит от времени суток, то его помехозащищенность, как минимум, на 50 % выше помехозащищенности способа-прототипа.
Источники информации:
1. Справочник офицера противовоздушной обороны / Под ред. Г.В. Зимина, С.К. Бурмистрова. -М.: Воениздат, 1987. - С. 131-132.
2. Физический энциклопедический словарь. Т. 1. - М.: Советская энциклопедия, 1960. С. 513.
3. Имянитов И.М. Электризация самолетов в облаках и осадках. - Л.: Гидрометеоиздат, 1970. - С. 43-67.
4. Тамм И.Е. Основы теории электричества. - М.: Наука, 1966. - С. 71-73.
5. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Выпуск 5.
Электричество и магнетизм. - М.: Мир, 1966. - С. 120-126.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
89 Кб
Теги
by10923, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа