Устройство и работа
Электронный коммутатор (ЭК) поочередно подключает к измерительному преобразователю (ИП) датчик с изменяющимся сопротивлением Rt и постоянное опорное сопротивление Rоп. Измерительный преобразователь является преобразователем типа ''сопротивление-частота''.
Структурная схема радиозонда МРЗ-З. Рис.6
Следовательно, на входе ИП поочередно действуют два различных сопротивления: Rоп и Rt + Rоп, и в соответствии с этим на выходе ИП об- разуются две импульсных последовательности с частотами (периодами) следования – опорная Fоп (Tоп) и температурная Ft (Tt ). Эти частоты ( пе- риоды) следования представляют собой коды метеопараметров. Дли- тельность всех импульсов на выходе ИП одинакова и равна ≈10 мкс.
Для последующего формирования радиотелеметрического сигнала, обеспечивающего передачу указанных кодов на наземную аппаратуру комплекса и последующего декодирования метеопараметров в его приемной системе, в радиозонде используется амплитудно-частотная модуляция (АЧМ) импульсов, вырабатываемых ГСИ (поднесущая частота) с помощью формирователя импульсов (ФИ). Формирователь последовательно включен между выходом ИП и входом ГСИ.
При поочередном подключении датчиков к входу ИП на выходе ФИ формируются видеоимпульсы двух различных длительностей: τоп и τt . Частоты повторения этих импульсов соответственно равны Fоп и Ft . Таким образом, формирователь позволяет ввести признак канала в передаваемое сообщение и этот признак будет содержаться в длительности импульсов на его выходе.
Вид сигналов, формируемых радиозондом. Рис.7
В высокочастотном радиотелеметрическом сигнале этот признак сохраняется путем его частотной модуляции, вносимой генератором ГСИ. При этом во временных промежутках между видеоимпульсами формирователя частота следования суперирующих видеоимпульсов ГСИ равна Fсуп – ΔF, а во время действия импульсов она возрастает до величины Fсуп + ΔF (где ΔF ≈11 кГц) – девиация частоты. Этими частотоманипулированными суперирующими видеоимпульсами модулируется высокочастотное излучение СВЧ-АГ радиозонда, работающего на несущей частоте f к = 1780 ±8 МГц.
На наземной аппаратуре комплекса восстанавливаются частоты следования импульсов Fоп и Ft (и соответствующие им периоды следования Tоп и Tt ) путем использования временных селекторов по длительности импульсов τоп, τt и частотного демодулятора.
На наземной аппаратуре комплекса восстанавливаются частоты следования импульсов Fоп и Ft (и соответствующие им периоды следования Tоп и Tt ) путем использования временных селекторов по длительности импульсов τоп, τt и частотного демодулятора.
СПП состоит из ГСИ и СВЧ-АГ, совмещающего функции приемника запросных радиоимпульсов по дальности и ответчика. Видеоимпульсы, вырабатываемые ГСИ, обеспечивают работу СВЧ-АГ в сверх- регенеративном режиме. В качестве СВЧ-АГ используется СВЧ-модуль М45302, представляющий собой гибридно-пленочную микросхему с бескорпусным СВЧ-транзистором.
Ответ СПП на запросный радиоимпульс по дальности представляет собой уменьшение длительности радиоимпульса до величины 50 нс. Это уменьшение длительности радиоимпульса тем больше, чем выше уровень мощности запросного сигнала. Нормальная длительность радиоимпульса составляет 0,2 мкс. После действия запросного сигнала длительность радиоимпульса, излучаемого радиозондом, возрастает. Таким образом, в излучении радиозонда возникает пауза, которая используется аппаратурой комплекса для его автоматического сопровождения по дальности.
Алгоритм преобразования в ЭВМ кодов метеопараметров в численные значения температуры воздуха t (°C) заключается в следующем.
Статическая характеристика преобразования ИП радиоблока (СХИП) для канала температуры имеет вид:
(1)
где R1 и R2 – характеристические сопротивления измерительного преобразователя, кОм. Величины этих сопротивлении известны и указаны в этикетке на радиоблок; Rt – сопротивление датчика температуры, кОм; y = Tt /Tоп – выходной информационный параметр радиоблока в канале температуры. Вычисление этого параметра производится на станции слежения. Функция, обратная СХИП, для температурного канала имеет вид:
(2)
Статическая характеристика преобразователя датчика температуры (СХДТ) имеет вид:
(3)
где A, B, С – константы датчика (определены при градуировке конкретного датчика температуры на заводе изготовителе и записаны в этикетку датчика температуры данного радиозонда, Ом, КОм, КОм соответственно), T – температура в градусах Цельсия. Функция, обратная СХДТ, имеет вид:
(4)
Таким образом, определив по радиотелеметрическому сигналу радиозонда величину параметра y для данного момента времени зондирования (а следовательно, и высоты подъема радиозонда), а по форму- ле (3) величину сопротивления датчика температуры Rt , определяют значение температуры воздуха на достигнутой радиозондом высоте.