Радиопередатчики аэрологических приборов

Основным назначением радиопередатчиков аэрологических устройств является образование канала или нескольких каналов радиосвязи между летящим прибором и пунктом наблюдения, с помощью которых обеспечивается передача данных производимого зондирования.

Вспомогательная роль таких передатчиков заключается в том, чтобы по направленности создаваемого ими излучения можно было производить пеленгование летящих приборов, что часто и применяется. По сигналам и пеленгам производится определение основных метеорологических величин, характеризующих свободную атмосферу вдоль всей траектории подъема или вообще движения зондирующего прибора. Этими величинами являются температура, давление и относительная влажность атмосферного воздуха, высота границ слоев сплошной облачности, скорость и направление ветра на различных высотах и некоторые другие параметры свободной атмосферы, имеющие значение для погодных явлений и авиатранспорта.

В связи с этим радиозонды и другие аэрологические приборы нужно рассматривать как автоматически действующие сложные устройства, в которых метеорологическая часть должна тем или иным образом воздействовать на радиопередатчик с целью образования сигналов, позволяющих получать необходимые сведения о результатах зондирования.

Более чем за двадцатипятилетний срок существования радиозондирования разработано и освоено несколько различных —

систем телеизмерений с использованием радиоканалов, обеспечиваемых передатчиками аэрологических приборов. Наиболее распространена система сигнализации, когда передатчик создает прерывистые сигналы, сочетайся которых или длительность, пауз между которыми используются для зашифровки и последующего дешифрования передаваемых сведений.

Реже применяется система телеизмерений с воздействием, измерителей метеорологических элементов на частоту создаваемых радиопередатчиком незатухающих высокочастотных: колебаний. В обоих случаях могут быть применены и применяются радиопередатчики простейшего устройства с минимальным количеством деталей в схеме, действующие на одной лампе. Наряду с этим существует применяющаяся в аэрологии и в геофизике система телеизмерений, когда метеорологические и другие измерители воздействуют на радиопередатчик различными частотами модуляции его несущей частоты. При такой системе радиопередатчики аэрологических приборов значительно усложняются, поскольку из простейших телеграфных они должны превратиться в содержащие большее число деталей и ламп передатчики радиотелефонного типа.

Наконец, с развитием импульсной техники появились системы телеизмерений, при которых зашифровка передаваемых величин производится междуимпульсными интервалами (шириной импульсов) или скважностью и рядом других приемов. Ввиду относительной сложности этих устройств мы ограничимся здесь лишь их упоминанием, тем более что в массовой аэрологической аппаратуре такие системы пока не применяются

На рис. 64 приведены схемы передатчиков: американского (а) и английского (б) радиозондов. Здесь лампы Л1 являются высокочастотными генераторами, а остальные лампы обеспечивают получение нужной модуляции излучаемых колебаний. В американском радиозонде применяется генератор- модуляторная лампа, действующая в сложном режиме вспомогательных высокочастотных прерывистых колебаний, частота прерываний которых и является частотой модуляции для излучающего генератора. В английском радиозонде применены раздельные модулятор (Л2) и низкочастотный генератор (Л3), подвергаемый воздействию измерителей метеорологических величин. Специальные переключающие устройства в американском и английском радиозондах обеспечивают нужные повторяемость и очередность измерений различных метеорологических элементов.

Весьма важным, хотя и допускающим большие отклонения, параметром радиопередатчиков аэрологических приборов является мощность создаваемых ими высокочастотных колебаний. Теоретические расчеты минимальной потребной мощности, основанные на известных законах распространения радиоволн, с одной стороны, и на технических показателях применяющейся наземной радиоприемной аппаратуры, с другой, затруднены тем, что излучение исходит от антенн в различных направлениях неравномерно, а положение в пространстве летящего радиозонда не может быть устойчивым. Поэтому для практических надобностей потребная мощность определяется чаще всего практическим же путем, посредством опытов с выкусками образцов передатчиков и приемом их сигналов. Необходимо иметь в виду, что мощность радиопередатчиков зависит не только от примененных радиоламп и деталей схемы, но и от режима питания, причем изменяя, например, анодное напряжение, ее можно регулировать в весьма широких пределах.

Радиопередатчики аэрологических приборов

Рис. 64. Схемы передатчиков американского (я) и английского (б) радиозондов.

 

Множеством опытов установлено, что для обеспечения надежной передачи сигналов радиозонда в течение 100 мин, полета его после выпуска при таких метеорологических (ветровых) условиях, когда к концу срока зондирования прибор удаляется от пункта взлета на расстояние 120—150 км, вполне достаточно, чтобы излучаемая мощность составляла величину порядка 0,15 вт При использовании радиолокационной приемной аппаратуры и так называемом импульсном режиме работы радиопередатчика, когда излучение происходит в виде весьма кратковременных вспышек высокочастотных колебаний, следующих друг за другом с заданной (большей частью звуковой) частотой, величина средней мощности излучения может быть снижена до 0,015 вт и менее. Если аэрологический прибор может дрейфовать в воздухе длительное время и удаляться при этом на расстояние до 400—500 км, прием его сигналов обеспечивается в течение всего времени наблюдений при мощности в импульсе радиопередатчика около 0,5 вт. Естественно, что при значительном усовершенствовании приемной аппаратуры и методики устранения помех радиоприему эти хорошо проверенные практикой нормативы могут быть еще более снижены.

Приблизительное определение мощности излучения радиопередатчика можно произвести расчетным путем после того, как измерена величина тока в пучности возбуждаемого на основной частоте излучателя.

В большинстве случаев излучатели эти симметричны и обладают сопротивлением излучения около 73 ом, на каких бы частотах они ни действовали. Тогда мощность излучения Ризл, выраженная через ток Iмакс в середине излучателя, должна быть написана в таком виде:

Радиопередатчики аэрологических приборов

Излучатели радиопередатчиков аэрологических приборов выполняются во многих видах, причем в подавляющем большинстве случаев — с вертикальной поляризацией создаваемых ими радиоволн. Почти всегда — это полуволновые вибраторы, геометрическая длина которых на самом деле на 15—20% меньше полуволны, потому что элементы связи с контуром передатчика (проводнички, автотрансформаторные витки или специальная катушка связи) как бы удлиняют провод вибратора, и его фактическую длину приходится делать меньшей. Лишь у ПРБ-051 длина вибратора почти равна полуволне, поскольку у этого излучателя удлинительные элементы отсутствуют. В случаях использования сбрасываемых аэрологических приборов (парашютные радиозонды и облакомеры, сбрасываемые радиопилоты и др.) антенны делают распускающимися на полную рабочую длину после раскрытия парашюта, что обеспечивается специальными тормозящими лебедочками.

Для аэрологических приборов ракетного типа в качестве излучателей используют корпуса (или детали корпусов) ракет, а в период спуска работают вибраторы, вплетенные в стропы парашютов.

Нередки случаи использования в аэрологических приборах нескольких радиопередатчиков сразу, действующих на разных волнах. В одной из моделей японского радиозонда, например, применено три самостоятельных коротковолновых радиопередатчика. Антенны их были сделаны возбуждающимися через малую емкость от анодов генераторных ламп, причем на одном вибраторе радиозонд подвешивался к шару, другой свисал прямо от радиозонда вниз, а третий вибратор шел наклонно вверх к концу горизонтальной бамбуковой распорки, подвешенной близ шара в виде стреловидного кронштейна.

С переходом к использованию метровых и дециметровых волн излучатели сделались столь малыми, что применять их в качестве средства прикрепления приборов к шарам стало невозможно. Сверхвысокочастотные излучатели, как правило, делаются в виде жестких конструкций. Излучатель передатчика радиозонда, действующего на волне 17 см, представляет собой четвертьволновой стерженек, выступающий вниз из опрокинутого металлического конуса, играющего роль противовеса. Такой излучатель обеспечивает почти равномерное распределение излучения в нижнюю полусферу относительно прибора, что делает прием сигналов весьма устойчивым, почти независящим от раскачивания системы в полете.

Нередки случаи, когда при сравнительных испытаниях приборов в воздух идут на связках шаров до шести и более радиозондов различных систем одновременно. В целях ликвидации взаимных помех по излучению в этих случаях применяют цепные подвески радиозондов на разных уровнях вдоль общей стропы с расположением излучателей соответственно нормальным способам их использования у каждого прибора.

Сделать излучение элементарных вибраторов действительно всесторонним („изотропным") нельзя потому, что в направлении вдоль вибратора электромагнитное поле по самим условиям излучения должно быть равно нулю. В наземных условиях радиосвязи и при небольших удалениях летящего радиопередатчика неравномерность излучения по различным направлениям („анизотропность") не создает больших неудобств в приеме сигналов, потому что к приемной антенне поступают не только очень слабые прямые лучи, но и более сильные рассеянные их отражения от окружающих местных предметов и рельефа местности. К окрестностям пункта приема прямые лучи приходят уже будучи излученными по активным направлениям относительно вибраторов, если прибор недалеко. По мере удаления прибора отсутствие излучения вдоль вибратора сказывается все резче, и в радиозондировании нередки случаи полной потери сигналов, когда при вертикальной передающей антенне шар случайно какое-то время находится на высоте более 3—5 км в зените и когда диаграмма излучения оказывается нацеленной на пункт приема своим „провалом". Прием возобновляется, когда ветер снесет шар в сторону от зенитного направления. При меньших высотах полного пропадания приема сигналов не наблюдается.

Вообще говоря, задача образования действительно равномерного излучения электромагнитных волн передающей антенной аэрологического прибора в нижнюю полусферу технически разрешима, однако для этого пришлось бы применять антенны усложненного устройства, в частности пригодны так называемые .антенны с круговой поляризацией", представляющие собою цилиндрическую спираль, навитую из длинного провода на сравнительно громоздком каркасном устройстве. В аэрологическом приборостроении такие антенны пока не применялись.

В качестве примера пользования формулой для Ризл определим излучаемую мощность обычного коротковолнового передатчика радиозонда, ток в антенне которого составляет 50 ма:

Радиопередатчики аэрологических приборов

В устройстве и действии практически используемых радиопередатчиков аэрологических приборов имеются многие особенности, требующие специального рассмотрения. В СССР с 1950 г. разработаны и применяются передатчики радиозондов и облакомеров нескольких типов. С небольшими изменениями или с изменениями только одного режима анодного питания эти же передатчики используются и для дрейфующих аэрологических приборов, а также и при ветровых наблюдениях с помощью метеорографов. На рис. 65 представлены схемы всех основных типов передатчиков отечественной разработки.

Передатчик РБ-051А является коротковолновым, действующим по трехточечной схеме параллельного питания в диапазоне 22—39 м. Настройка на одну из частот в пределах указанного диапазона производится с помощью полупеременного конденсатора (триммера) со слюдяной изоляцией. Генераторной лампой в передатчике служит пальчиковый выходной пентод (вернее, лучевой тетрод) прямого накала типа 2П1П, включенный триодом. Передатчик используется совместно с гребенчатым радиозондом РЗ 049 и наземными коротковолновыми радиоприемниками с чувствительностью порядка 20 — 30 мкв на входе. Он конструктивно объединен вместе с питанием в отдельной картонной коробке, устанавливаемой сверху на кожухе радиозонда и называемой радиоблоком. Излучаемая мощность составляет около 0,2 вт, подводимая мощность (по питанию цепи анода)- несколько более 1 вт.

В связи с особыми условиями использования радиопередатчиков аэрологических приборов, когда действие их при максимальных удалениях от пункта выпуска в заключительной стадии зондирования происходит в сильно охлажденном воздухе при наличии уже достаточно долго работавших и, следовательно, частично разрядившихся батарей, оказалось целесообразным применять повышенные напряжения накала. Радиолампа 2П1П имеет катод, состоящий из двух последовательно соединенных равных частей с выводами от получившейся „средней точки" катода и от концов. При такой конструкции катод можно питать тремя способами: 1) напряжением 2,4 в, подведенным к концам, 2) напряжением 1,2 в, подведенным к выводу от середины катода и к соединенным вместе концам, причем обе половины нити оказываются соединенными параллельно, и 3) напряжением 1,2 в, подведенным к одной из половинок катода. При последнем варианте параметры лампы резко ухудшаются, и намеренно его не применяют. Этот режим может иногда возникнуть случайно, когда при питании по второму варианту одна из половинок катода оказывается поврежденной.

 

Радиопередатчики аэрологических приборов

Рис. 65. Схемы радиопередатчиков отечественных радиозондов и облакомеров.

 

Для радиозондовых передатчиков РБ-051А и ПРБ-051 применяется необычный, четвертый способ питания накала, совершенно непредусмотренный конструкцией радиолампы 2П1П и состоящий в том, что к параллельно соединенным половинкам нити подводится напряжение 3 в. Получающийся при этом более чем двукратный перекал катода, конечно, не полезен

для него, однако, эмиссионная способность его сохраняется в таком режиме около 5—8 час., что является более чем достаточным для обеспечения нормальной работы радиозонда. Достоинство перекала состоит в том, что, когда зондирование будет происходить на больших высотах и при больших удалениях, вероятность ослабления сигналов из-за недостаточного напряжения накала совершенно исключается, так как к этому этапу подъема накал лишь приблизится к нормальному. При отсутствии же форсирования режима накала в начальной стадии подъема радиозонда случаи потери сигналов к концу зондирования из-за недокала были бы достаточно частыми.

Провод антенны радиоблока РБ-051А одновременно служит для подвески радиозонда к шару, а равный по длине антенне противовес свисает вниз. Излучаемые колебания при этом поляризованы в вертикальной плоскости. Связь такого излучат теля с контуром передатчика осуществляется индуктивно посредством специальной катушечки, намотанной на общем каркасе с контурной катушкой.

Анодный ток от батареи 70 в составляет 17 — 20 ма при передаче сигналов и равен нулю при паузах, так как манипулирование производится разрывами цепи батареи анода.

Радиопередатчик ПРБ-051 выполнен по трехточечной схеме последовательного питания с применением автбмодуляции генерируемых им ультравысокочастотных колебаний, частота которой изменяется под воздействием метеорологической части радиозонда, что и служит средством образования сигналов прибора по всем метеорологическим элементам. Так же, как и РБ-051А, ПРБ-051 помешен вместе с батареями в отдельную картонную коробочку, образуя автономный радиоблок прибора („ПРБ-051 “ — „Пеленгуемый Радио-Блок разработки 1951 г.“). Используется ПРБ-051 совместно с тем же гребенчатым радиозондом РЗ 049, но для приема сигналов применяют радиолокационную приемную установку, представляющую собой по сущности своего устройства двухкоординатный радиопеленгатор. Обеспечивая прием сигналов радиозонда, такая установка одновременно позволяет определять положение прибора в пространстве по угловым координатам на протяжении всего полета так же, как это делается с помощью оптических теодолитов. Пеленгование радиозондов на частотах порядка 80 мггц дает несколько меньшую точность определения координат в сравнении с теодолитными оптическими наблюдениями, однако оптический метод не пригоден в туманную и облачную погоду и ограниченно годен в темное время суток. Это делает пеленгование радиозондов даже при недостаточных его совершенствах незаменимым методом получения ветровых данных для больших высот.

Батареи питания ПРБ-051 такие же, как для ПРБ-051А, лампа 2П1П также используется в триодном включении с двукратным перекалом в начальной стадии подъема, но анодный ток передатчика всегда имеет величину от 2 до 5 ма, так как манипулирование производится путем воздействия метеорологической части радиозонда на сеточную цепь.

Сеточная цепь радиопередатчика ПРБ-051 содержит в себе специально подобранные конденсаторы и сопротивления, создающие прерывистую генерацию (или автомодуляцию) двух родов: когда провода 1 и 2 замкнуты — частот а прерываний составляет около 300—450 гц, когда разомкнуты — несколько тысяч герц. Подключенные к кодирующему устройству метеорологической части радиозонда провода 1 и 2 обеспечивают передачу хорошо различимых тональных кодовых сигналов. Дроссель в цепи сетки способствует сохранению на ней высокочастотного напряжения возбуждения, поступающего от анодного контура через разделительный конденсатор Ся. Если вместо дросселя поставить прямую перемычку, передатчик работать не будет, так как высокочастотное напряжение окажется замкнутым на катод через конденсатор Св практически накоротко.

Механизм образования прерывистых колебаний, или автомодуляции, состоит в том, что при генерировании высокой частоты соединенный с сеткой конденсатор Св постепенно заряжается до тех пор, пока не прекратятся колебания. После этого заряд конденсатора начинает уменьшаться, поскольку параллельно ему постоянно включены последовательные сопротивления R1 и R2. Так же, как в неоновых лампах, между потенциалами зажигания и гашения имеется заметная разница: отрицательное напряжение на сетке, соответствующее возникновению колебаний, оказывается значительно меньшим того, при котором колебания погасли. Поскольку на изменение потенциала на конденсаторе при его разряде требуется время, между исчезновением высокочастотных колебаний и их новым возникновением образуется относительно большая пауза, длительность которой определяет в основном частоту прерываний. Период частоты прерываний имеет порядок постоянной времени RC цепи сетки, причем к емкости Св при расчете этой величины необходимо добавить и Cg.

Данные схемы таковы: Cg = Св = 500 пф, R = 200 ком. Отсюда RC = 200·103 (500+500)· 10-12 = 0,0002 сек.

Отрезку времени такой длительности соответствует частота прерываний, равная 5000 гц, чем и определяется высота тонального звучания пауз между сигналами.

Когда проводники 1 и 2 замкнуты, к сетке подключается добавочная емкость порядка 104 пф. При этом RC= 200·108 (500 + 500 +10000) · 10-12 = 0,0022 сек., чему соответствует частота прерываний около 450 гц, определяющая высоту тонального звучания самих сигналов.

Приведенные данные полностью соответствуют тем частотам автомодуляции, при которых совершается действие радиопередатчиков ПРБ-051.

Из специфических особенностей схемы и конструкции ПРБ-051 в первую очередь следует отметить отсутствие специального конденсатора в настроенном контуре анодной цепи. Функции контурного конденсатора здесь выполняются между- электродными емкостями лампы, собственной распределенной емкостью контурной катушки и распределенной емкостью схемных монтажных проводов. В качестве органа настройки применен эбонитовый винт, посредством которого можно в некоторых пределах изменять осевую длину контурной катушки, изготовляемой для этой цели из специально нагарто- ванной твердотянутой медной проволоки.

Особенным образом устроен и излучатель ПРБ-051, которому придается S-образная форма для того, чтобы сделать излучение более равномерным во всех направлениях. Излучатель не имеет специальных конденсаторов или витков связи с контуром передатчика, он возбуждается в должной степени, будучи прикреплен снаружи к картонной коробке радиоблока вследствие того, что оказывается при этом расположенным поблизости от контурной катушки. Излучатель ориентируется в горизонтальной плоскости для того, чтобы поляризация создаваемых им колебаний была горизонтальной. Это требование определяется устройством антенной системы наземных пеленгаторных (радиолокационных) установок, действующих в диапазоне 80 мггц, рассчитанных на работу только с горизонтально поляризованными лучами.

В радиозонде „Волна" передача метеорологических сведений осуществляется посредством поочередного воздействия измерителей метеорологических элементов на частоту создаваемых передатчиком непрерывно излучаемых незатухающих высокочастотных колебаний. Передатчик действует в диапазоне волн 10—12 м (30—25 мггц). Он может работать только лишь в сочетании с метеорологической частью радиозонда, так как определяющие частоты излучаемых им колебаний части общей емкости колебательного контура органически входят в устройство метеорологического блока прибора. В целях получения возможно более высокой точности действия такой радиотелеметрической линии существует необходимость делать конструкции передатчика и прибора в целом столь жесткими, чтобы частота излучения изменялась лишь от воздействия измерителей метеорологических элементов, но не от случайных факторов (например, от переменной температуры деталей, от изменений режима питания передатчика и т. п.). Поэтому контурная катушка радиопередатчика „Волна" имеет фарфоровый каркас, триммер взят тоже керамический, а для питания спроектированы специальные свинцово-цинковые батарейки с агрессивным сернокислотным электролитом, обладающие повышенной энергоемкостью и устойчивые против действия охлаждения.

Применение весьма стабильных по напряжению источников питания позволило обойтись без форсирования режима накала генераторной лампы, в качестве которой и в этом случае применен пентод 2П1П в триодном включении с катодом, обе половинки которого включены последовательно. Напряжение накала равно 2,4 в, анодное напряжение — 80 в.

Антенна в виде полуволнового вибратора возбуждается высокочастотным напряжением через конденсатор связи очень малой емкости (порядка 2—5 пф) непосредственно от анода лампы. Никакого противовеса при таком устройстве антенны, естественно, уже не требуется, что несколько упрощает обращение с радиозондом при ветреной погоде.

Существенной особенностью описываемого радиопередатчика является то, что работа генератора на возбуждение излучателя должна происходить в соответствии с примененным принципом телеизмерения при довольно больших расстройках. Вследствие этого и понадобилось несколько увеличить напряжение батареи анода, а для приема сигналов применить специальный радиоприемник повышенной чувствительности. Этот радиоприемник-волномер был выпущен отечественной промышленностью по особому заказу гидрометслужбы в небольшой серии под названием „ПАР-1" (Полуавтоматический Регистратор, модель 1). Он имеет достаточно растянутую шкалу настроек на все волны рабочего диапазона и снабжен ручным регистрирующим приспособлением, облегчающим прием сигналов и их обработку.

Если передатчики РБ\051А и ПРБ-051 могут быть исполь- ' зованы в сочетании со всяким экземпляром радиозонда какой угодно системы, лишь бы он действовал по принципу передачи прерывистых сигналов, то передатчики типа „Волна" прочно встраиваются в конструкцию аэрологического прибора и их конструктивное оформление в виде автономного радиоблока принципиально невозможно.

Существенным недостатком передатчиков типа „Волна" является практическая невозможность пеленгования создаваемых ими радиосигналов, что не позволяет получать при зондировании, помимо данных температуры, давления и влажности, также синхронные с этими измерениями весьма нужные сведения о ветре. В связи с указанным есть основанья полагать, что в недалеком будущем применение радиопередатчиков, типа “Волна" в аэрологических приборах сузится.

Особой категорией аэрологических приборов являются так называемые облакомеры. Известной конструкцией облакомера у нас является прибор „ОП-3" (Облакомер Поднимаемый, модель 3), схема радиопередатчика которого приведена на рис. 65.

В отличие от температуры, влажности и давления воздуха, требующих измерения в свободной атмосфере на всех высотах, высоту границ слоев сплошной облачности, для определения которой создаются облакомеры, нужно определять лишь в нижнем 6—7-километровом слое атмосферы, так как облаков, представляющих существенное значение для погодных процессов или для работы авиации, на больших высотах почти никогда не бывает. Вследствие этого радиопередатчики облакомеров должны создавать сигналы такой интенсивности, чтобы их можно было слышать в течение первых 15—20 мин. после начала подъема прибора. В известных типах облакомеров, разрабатывавшихся в Советском Союзе, применялись передатчики с модулированными колебаниями или даже с автомодуляцией, являющиеся передатчиками „радиотелефонного" типа и поэтому почти всегда действующие на меньших расстояниях в сравнении с примитивными телеграфными передатчиками, если использовать обычную приемную аппаратуру. Для передатчика облакомера ОП-3 используется схема с индуктивной связью, подобная схеме „Волны", но с рядом добавочных деталей в цепи сетки, обеспечивающих получение управляемой чувствительным элементом облакомера автомодуляции.

Частота кодебаний автомодуляции при малом увлажнении чувствительного элемента составляет несколько (до 10—15) герц, а при большом — до 200 гц и более.

В целях обеспечения большей стабильности действия прибора в конструкции его радиопередатчика тоже использованы высококачественные детали на керамической основе и, кроме того, применены влагозащитные меры, в частности сплошное парафинирование. Антенна устроена так же, как и у „Волны". Автомодуляция осуществляется несколько необычным образом: с подачей на сетку через высокоомное сопротивление положительного потенциала от батареи анода, чем обеспечивается заметное уменьшение относительной длительности пауз прерывистых колебаний. Это влечет за собою увеличение средней мощности излучаемых колебаний и повышает дальность действия прибора, остающуюся, однако, не очень большой и при гаком устройстве, поскольку обнаружение сигналов ОП-3 после 30-й минуты полета прибора обычно произвести уже трудно.

В качестве радиопередатчика облакомера может быть использован и радиозондовый передатчик ПРБ-051, причем интересен вариант, когда облакомерные измерения совмещены с производящимся одновременно радиозондированием. Для этого к ПРБ-051 должна быть добавлена содержащая чувствительный элемент облакомера „облакомерная приставка". На рис. 65 показано включение такой приставки, должным образом оформленного на включающей вилочке обычного влагочувствительного элемента от облакомера ОП-3, понижающего свое сопротивление при входе в облако и повышающего при выходе. Так же, как у облакомерного передатчика ОП-3, при наличии приставки низкий тон сигналов и высокий тон пауз повышаются при входе радиозонда в облако и делаются первоначальными по выходе из облака. Практически установлено, что изменения тона сигналов ни в какой мере не ухудшают разборчивости основных сигналов радиозонда. Лишь некоторое несовершенство влагочувствительных элементов облакомера, не реагирующих должным образом на облака кристаллической структуры, препятствует проведению одновременных определений высоты границ облаков при каждом радиозондировании.

В связи с изложенным представляет интерес рассмотреть назначение контактов 1, 2 и 3 в схеме передатчика РБ-051А, Эти контакты предназначены для подключения показанной внизу облакомерной приставки, причем перемычки между 1—2 и 2—3 должны быть предварительно разомкнуты, а минус анодной батареи постоянно соединен со схемой передатчика, так же как у ПРБ-051. Метеорологическая часть радиозонда присоединяется с помощью проводников 1 и 2. Когда между этими точками существует замыкание (идет сигнал метеорологического элемента, схема РБ-051А действует как обычно, создавая незатухающие колебания, а когда замыкания нет (идет пауза), колебания делаются прерывистыми по той причине, что в цепь сетки оказывается включенным сочетание емкости С облакомерной приставки с ее сопротивлениями.

Таким образом, здесь показана принципиальная возможность осуществления облакомерных измерений при радиозондировании и в том случае, если передатчик коротковолновый. „Озвучение" пауз не портит основных сигналов радиозонда, потому что настройки на незатухающие сигналы и на сигналы облакомера оказываются несколько разнесенными друг от друга по шкале приемника вследствие большого различия в анодных токах паузы и основного сигнала: ток основного сигнала обычно имеет значение от 15 до 20 ма, а  „озвученной" паузы —1,5—2,5 ма. Это влечет за собою различие в подкаливаниях катода анодным током и как следствие - отчетливое расхождение частот сигналов радиозонда и облакомера. Сигналы облакомера бывают слышными в течение первых 20 — 25 мин. подъема, причем прослушивание их лучше производить на втором радиоприемнике. Это обстоятельство несколько снижает практическое значение только что описанной интересной принципиальной возможности.

В связи с тем, что для части применяемого в гидрометслужбе оборудования используются частоты порядка 200 мггц, разработаны радиопередатчики и на эти частоты: ПРБ-054 и и ПРБ-1,5. В этих моделях (принципиальные схемы приве- дены на рис. 66) из катушек имеется лишь 2 дросселька, а роль колебательного контура выполняется отрезками двухпроводной резонансной линии, действующей совместно с междуэлектродными емкостями лампы. Генераторной лампой служит триод „2СЗА“, антенной (излучателем) — „петля Пистолькорса", возбуждаемая с помощью двух отрезков провода, параллельных проводам „основного контура". Изменение частоты генерируемых прерывистых колебаний (подгонка ее к номиналу) производится в ПРБ-054 перемещением места припайки выводов конденсатора С в конце резонансной линии, а в ПРБ-1,5 специальным ползунком на толстом медном бугеле, являющемся частью колебательного контура этого передатчика. 

 

Радиопередатчики аэрологических приборов

Рис. 66. Схемы передатчиков радиозондов.

1 — генераторная лампа на волну 17 сантиметров в цилиндрической, колебательной системе, 2 — стеклянная вакуумоболочка, 3 — подогревный катод, 4 — поршень настройки катодного резонатора, 5 — анод, 6— поршень настройки анодного резонатора, 7 — дисковый вывод сетки, 8 - винт подстройки частоты генератора, 9 — петля связи с излучателем, 10—излучатель, 11—генератор-модулятор.

 

Оба передатчика конструктивно оформлены в виде автономных радиоблоков по типу РБ-051А и ПРБ-051 и могут использоваться со всяким радиозондом кодовой или вообще импульсной системы телеизмерения. Они действуют так же, как и ПРБ-051, в импульсном режиме, и прием их сигналов на земле производится с применением пеленгаторных установок радиолокационного типа. Источники питания и рабочие режимы по напряжениям, токам и излучаемой мощности обоих радиопередатчиков подобны таким же данным для ПРБ-051. Излу- чателями являются вертикально ориентированные шлейф- антенны Пистолькорса.

Наконец, в последнее время в радиозондировании начали применяться радиопередатчики, действующие на волнах порядка 17 см (частота около 1800 мггц), в которых генератором сверхвысокочастотных колебаний служит лампа так называемого „карандашного" типа, объединенная конструктивно с элементами объемных колебательных контуров и излучателем в одно целое. На рис, 66 представлена полная схема одного из современных радиозондов, являющихся почти целиком электронными устройствами, и показан в разрезе с. в. ч. генератор этого прибора. Колебания с. в. ч. генератора модулируются должным образом с помощью электронно-механического устройства, преобразующего данные измерений различных метеорологических элементов в разные частоты модуляции или в прерывистые сигналы. Эти передатчики также используются совместно с пеленгаторными наземными установками, построенными на основе использования достижений радиолокационной техники и в аэрологии известными теперь под наименованием радиотеодолитов.

Смотрите также