Техника - молодёжи 1980-02, страница 52

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕС НОЕ ТВОРЧЕСТВО МОЛОДЕЖИ

риканский геофизик Дж. Кук предложил использовать короткий радиоимпульс из одного периода колебания, формируемый при ударном возбуждении широкополосной антенны перепадом напряжения. Однако реализовать эту, прямо скажем, отменную идею помешали паразитные затухающие колебания, которые генерировались самой антенной, — в радиотехнике их именуют «звоном». Прекратить его никак не удавалось, и инженеры поняли, что зашли в тупик.

ДЕЛЬНОЕ ХОББИ

Обработка радиолокационных сигналов, отраженных от различных поверхностей, была своего рода научным хобби группы энтузиастов кафедры радиолокации Рижского Краснознаменного института инженеров гражданской авиации имени

Ленинского комсомола. Однажды рижане задумали серию экспериментов с арктическим льдом и, как следовало ожидать, попали в тупик. Однако это не испугало молодых ученых, наоборот, подхлестнуло их энергию, заставило искать новый оригинальный выход из безнадежного положения. И они... забраковали радиоимпульс. Вместо него локаторщики, опираясь на математические расчеты и моделирование, избрали несинусоидальный видеоимпульс с нулевой постоянной составляющей.

— Если нельзя избавиться от «звона» антенны, — решили энтузиасты, — мы его перехитрим!

И родилась смелая идея, признанная потом изобретением, — по

чему бы не выделить из множества паразитных сигналов составляющие сигнала полезного и по ним воссоздать отраженный импульс.

В основу этого метода лег математический закон: любую функцию, графически изображенную несинусоидальной кривой (наш импульс), можно представить в виде суммы синусоидальных гармонических составляющих (в нашем случае — импульсов с частотами, отличающимися друг от друга на целое число раз). Чем сложнее форма импульса, тем большее число составляющих входит в него. Для того чтобы восстановить первоначальную форму нашего зондирующего импульса, необходимо выделить из общей массы отраженных сигналов и затем просуммировать сигналы с частотами первых пяти гармоник. После отражения сигналы этих частот принимаются антенной и по-

На границах воздух — лед и лед — вода зондирующий импульс разделяется на сквозной и отраженный.

Структурная схема радиолокационного толщиномера льда. Справа — изображение на экране осциллографа.

даются на пять фильтров. Каждый из них выделяет сигнал только своей частоты. После коррекции фазы и амплитуды (чтобы происходило суммирование, а не вычитание сигналов) получается синтезированный импульс искомой формы. Такой сигнал получается при отражении, например, от гладкой поверхности воды. Если же исследовать лед, то импульс раздваивается. Разница во времени прихода двух соседних половин импульса и позволит определить толщину льда.

Однако, как почти всегда бывает, все просто и понятно лишь на бумаге. А стоит перейти от схемы к «живой» конструкции, возникают бесчисленные «как» и «почему». И здесь технические проблемы по

являлись чуть ли не на каждом шагу. Но почти все их удалось решить более или менее удовлетворительно. Кроме одной — проблемы широкополосной антенны метрового диапазона радиоволн (пока, как известно, используются «толстые» несимметричные вибраторы). Если удастся создать более эффективную и менее «звенящую» антенну, точность измерений повысится, а конструкция прибора упростится.

РОЖДЕНИЕ «ЛЬДА»

Работы, начатые когда-то группой энтузиастов практически на общественных началах, через девять лет завершились созданием в Институте проблемной научно-исследовательской лаборатории авиационной подповерхностной радиолокации. Это признание серьезности научной работы молодых ученых.

Молодыми я их назвал не случайно — в лаборатории трудятся исключительно недавние выпускники института.

С 1968 года посвятил себя разработке этой темы бывший аспирант В. Глушнев. Начав эксперименты с зондирования пресного м малосоленого льда, он организовал своеобразную научную станцию в палатке на льду, в устье реки Лены. В 1970 году эксперименты продолжались с использованием вертолета, в 1976—1977 годах бортовой толщиномер «Ледостав» нашел применение для измерения толщины льда вдоль трассы БАМа и занял место в экспозиции на ВДНХ.

Почти одновременно с В. Глуш-невым разработкой прибора, синтезирующего видеоимпульс, занялся аспирант В. Кутев.

В 1972 году к работе подключился Э. Лазарев, теперь главный экспериментатор лаборатории, обладающий большим опытом эксплуатации авиационной техники в условиях Арктики и Антарктики — после института он работал в аэропорту Диксон, а затем в летном подразделении антарктической экс-педии. Вместе с В. Глушневым и В. Кутевым (ныне кандидаты технических наук, старшие преподаватели кафедры радиолокации) под руководством профессора М. Финкель-штейна он усовершенствовал бортовой макет толщиномера морского льда, получившего имя «Лед». Ежегодно Лазарев подолгу и всесторонне испытывает аппарат: летает на самолетах и вертолетах, измеряет разные льды, набирает статистические данные, относящиеся к применению «Льда» в Арктике. Кстати, эти данные показали, что прибор имеет более широкие возможности,

Продолжение на стр. 55

4 «Техника — молодежи» № 2

49