Устройство для измерения дальности и скорости объектов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) (1 2 А 1 51)5 601 СЗ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЪСТВУ ВТОРСКОМУ С ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относитсяной технике, а именно к опции, и может быть исполизмерения дальности и скороавиации и других областях наЦелью изобретения являетточности измерения дальнособъектов. Устройство содертельно расположенные однозер 1, ответвитель 2, модуля ИЗМЕРЕНИЯ ОБЬЕКТОВ к измерительтической лока- ьзовано для сти обьектов в уки и техники, ся повышение ти и скорости жит последовачастотный латор 3 частоты излучения, отражатель 16, полупрозрачное зеркало 15, связанное с ответвителем 2, фотоприемник 7, усилитель 8, смеситель 9, согласованный фильтр 10, пороговый блок 11 и вычислительный блок 12, а также ключ 13, опорный генератор б и последовательно соединенные генератор 5 импульсов и генератор 4 линейно-частотно-модулированного сигнала с треугольным законом модуляции, выход которого соединен с управляющим входом модулятора 3 частоты излучения. Устройство содержит триггер 14, выход ключа 13 соединен с вторым входом смесителя 9, первый вход - с выходом опорного генератора 6 и входами синхронизации генератора 5 импульсов и генератора 4 линейно-частотно-модулированного сигнала, а второй вход - с прямым выходом триггера 14, й-вход которого соединен с выходом генератора 5 импульсов и вторым входом вычислительного блока 12, С-вход - с выходом порогового блока 11, О-вход - с инвертирующим входом триггера, 2 ил.10 20 Изобретение относится к измерительной технике, а именно к оптической локации, и может быть использовано для измерения дальности и скорости объектов в авиации и других областях науки и техники. Целью изобретения является повышение точности измерения дальности и скорости объектов,На фиг,1 представлена функциональная схема устройства; на фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие его работу,Устройство содержит одночастотный лазер 1, ответвитель 2, модулятор 3 частоты излучения, генератор 4 линейно-частотно- модулированного(ЛЧМ) сигнала с треугольным законом модуляции, генератор 5 импульсов, опорный генератор 6, фотоприемник 7, усилитель 8, смеситель 9, согласованный Фильтр 10, пороговый блок 11, вычислительный блок 12, ключ 13, триггер 14, полупрозрачное зеркало 15 и отражатель 16,Устройство работает следующим образом,Генератор импульсов 5 запускает блок 4, который формирует один период ЛЧМ- сигнала с треугольным законом модуляции (Фиг,2 а). Этот сигнал поступает на модулятор 3 частоты излучения лазера 1 и на дистанцию посылается частотно-модулированное излучение, которое, отражаясь от движущегося объекта 16, проходит через полупрозрачное зеркало 15 и попадает на фотоприемник 7, где смешивается с немодулированным излучением лазера, поступающим от ответвителя 2. При этом на выходе фотоприемника 7 в результате фотогетеродинирования выделяется частотно-модулированный радиосигнал, задержанный относительно модулирующего на время распространения до цели и обратно и имеющий доплеровский сдвиг частоты. После усиления усилителем 8 принятый частотно-модулированный сигнал поступает на вход смесителя 9 и после преобразования в смесителе на вход согласованного фильтра 10, на выходе которого Формируется короткий радиоимпульс. Пороговый блок 11 регистрируе сигнал с согласованного фильра 10 и формирует на выходе стандартный импульс (фиг.2 в), который подается в вычислительный блок 12. В смесителе 9 ЛЧМ-сигнал с противоположной крутизной перестройки частоты в каждом полупериоде модуляции (фиг.2 а) преобразуется в ЛЧМ- сигнал с одинаковой крутизной перестройки в обоих полупериодах (фиг.2 б), Это осуществляется следующим образом. 30 35 40 5 10 15 Запускающий импульс с генератора 5 поступает на Р-вход три. гера 14 и устанавливает его в состояние логического "0". С выхода триггера 14 уровень логического "0" подается на управляющий вход ключа 13 и закрывает его, Гармонический сигнал с опорного генератора б не поступает на вход смесителя 9, При этом на выход смесителя 9 проходит без искажений сигнал, поступающий на его второй вход с выхода усилителя 8, На выходе согласованного фильтра 10 формируется короткий радиоимпульс. Фильтр 10 согласован с первым полупериодом модулирующего синала, Пороговый блок 11 Форелирует стандартный импульс(фиг,2 в), который поступает на С-вход триггера 14, и переключает его в состояние логической "1", Ключ 13 открывается и гармонический сигнал с опорного генератора б поступает на гетеродинный вход смесителя 9, на выходе которого появляется разностная частота сигнала гетеродина и сигнала с выхода усилигеля 8 (Фиг.26). Опорный генератор б для обеспечения высокой точности измерений представляет собой высокостабильный кварцевый генератор, частота которого равна удвсенной центральной частоте согласованного Фильтра 10, что необходимо для обеспечения симметричного преобразования второго полупериода ЛЧМ-сигнала относительно первого, Таким образом, второй полупериод ЛЧМ-сигнала после преобразования всителе 9 имеет ту же коутизну пере стройки частоты, что и первый, и после прохождения фильтра 10 дает на его выходе короткий радиоимпульс, регистрируемый блоком 11 (фиг,2 б), Импульс с блока 11 переключает триггер 14 в состояние логического "0" и устройство готово к приему следующего ЛЧМ-сигнала с дистанции, Вычислительный блок 12, запускаемый в счетный режим импульсом с гене,атора 5, определяет временное положение импульсов на выходе порогового устройства 11, возникающих в первом и втором полупериодах ЛЧМ-сигнала, Дальность определяется по величине средней задержки обоих импульсов, а скорость - по разности этих задержек (на Фиг,2 б штриховой линией показан сигнал, отраженный от неподвижного объекта),Сигнал с выхода генератора б подается на вход синхронизации генератора ЛЧМ- сигнала 4, где используется как опорный в цепи Фазовой автоподстройки линейности закона модуляции. Таким образом, фаза модулирующего сигнала жестко. связана с Фазой опорного генератора 6, что исключает ошибки, равные периоду опорного генера1661572 й тора, в определении временного положения отклика с фильтра 10, обусловленные преобразованием в смесителе 9 второго полупериода ЛЧМ-сигнала. Синхронизация опорного генератора 6 и генератора 5 импульсов обеспечивает синфазность запуска модулирующего сигнала и начала периода авто подстоойки,. Пределы измерения скоростей определяются диапазоном перестройки ЛЧМ-сигнала. Чтобы пределы измерения положительных и отрицательных скоростей были одинаковы, необходимо обеспечить симметричность ЛЧМ-сигнала относительно полосы фильтра,Формула изобретения Устройство для измерения дальности и скорости обьектов, содержащее последовательно расположенные одночастотный лазер, ответвитель, модулятор частоты излучения, отражатель, полупрозрачное зеркало, связанное с ответвителем, фотоприемник, усилитель, смеситель. согласоаный фильтр, пороговый блок и ыслительный блок, ключ, опорный генератор и последовательно соединеннце генератор 5 импульсов и генератор линейно-частотномодулированного сигнала, выход которого соединен с управляющим входом модулятора частоты излучения, о т л и ч а ю щ е е с я тем. что, с целью повышения точности за 10 .счет уменьшения инструментальных погрешностей согласованной фильтрации, в него введен триггер, выход ключа соединен с вторым входом смесителя, первый вход - с выходом опорного генератора и входами 15 синхронизации генератора импульсов и генератора линейно-частотно-модулированного сигнала, а второй вход - с прямым выходом триггеоа, Я-вход которого соединен с выходом генератора импульсов и вто рым входом вычислительного блока, С-вход- с выходом порогового блока, а О-вход - с инвертирующим выходом триггера,