СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ РАДИОДАЛЬНОМЕРА Российский патент 1995 года по МПК G01S13/08 

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано для калибровки радиодальномеров в процессе их производства и при вводе в эксплуатацию.

Цель изобретения повышение точности.

На фиг. 1 приведена схема расположения радиодальномера; на фиг. 2 функциональная схема измерительного блока и ретранслятора.

На фиг. 1 обозначено измерительный блок 1, антенна 2, ретранслятор 3, антенна 4. Измерительный блок 1 (см. фиг. 2) содержит усилитель мощности 5, антенный переключатель 6, смеситель 7, усилитель промежуточной частоты 8, усилитель-ограничитель 9, фазовый детектор 10, решающий блок 11, синтезатор частоты 12, опорный генератор 13, коммутатор-формирователь 14.

Ретранслятор 3 содержит фазовращатель 15, усилитель мощности 16, антенный переключатель 17, смеситель 18, усилитель промежуточной частоты 19, усилитель-ограничитель 20, фазовый детектор 21, решающий блок 22, синтезатор частот 23, опорный генератор 24, коммутатор-формирователь 25.

Способ осуществляется следующим образом.

Опорные генераторы 13, 24 вырабатывают непрерывные гармонические сигналы частотой f, которые поступают на коммутаторы-формирователи 14, 25 и синтезаторы частот 12, 23. Синтезаторы частот 12 и 23 вырабатывают для излучения опорный сигнал частотой f_o и несколько вспомогательных сигналов частотами f₁f₂.f_i, кроме того, в синтезаторах частот 12 и 23 формируются сигналы гетеродина для смесителей 7 и 18 частотами f_0Г, f_1Г, f_2Г,f_i1, при этом управление частотой излучаемых (принимаемых) сигналов осуществляется решающим блоком 11, причем f₀ f_0Г f_ПР, f₁ f_1Г f_ПР, f₂- f_2Г f_ПР, f₁ f_1Г f_ПР, где f_ПР промежуточная частота, выделяемая блоками 8, 19, на которой осуществляется измерение фазы принятых сигналов. Коммутаторы-формирователи 14, 25 вырабатывают сигналы управления для блоков 5, 6 и 10,16, 17 и 21. В усилителе мощности 5 осуществляется усиление сигналов от синтезатора частот 12 до необходимой величины и формирование выходных радиоимпульсных сигналов под воздействием управляющего сигнала от коммутатора-формирователя 14.

Радиоимпульсный сигнал от усилителя мощности 5, пройдя через антенный переключатель 6, излучается в пространство приемоперадающей антенной 2. Сигнал, излучаемый в пространство измерительным блоком 1 в течение времени Т_и, пройдя через среду распространения, принимается приемопередающей антенной 4 ретранслятора 3 и через антенный переключатель 17 поступает на вход смесителя 18. На второй вход смесителя 18 подаются сигналы от синтезатора 23 частотами (f_0Г, f_1Г, f_2Г, f_Г). В смесителе 18 осуществляется преобразование принимаемого сигнала на частоту f_ПР (причем f₀ f_0Г f_ПР, f₁ f_1Г f_ПР и т.д.), в усилителе промежуточный частоты 19 сигналы частотой f_ПР фильтруются и усиливаются, а затем нормируются по амплитуде в усилителе-ограничителе 20 и поступают на фазовый детектор 21. В фазовом детекторе 21 под воздействием управляющих сигналов осуществляется измерение фазовых сдвигов принятых сигналов, при этом измеряются фазовые сдвиги ϕ₀₁, ϕ₀₂, ϕ_0i, ϕ_0i^' опорных сигналов частоты f₀ и фазовые сдвиги ϕ₁, ϕ₂, ϕ_i вспомогательных сигналов частотами f₁, f₂.f_i. Информация с фазового детектора 21 поступает в решающий блок 22, в котором в течение интервалов t_n вычисляются фазовые соотношения

-ϕ₁=Δϕ₁, -ϕ₂= Δϕ₂
ϕ_i^'-ϕ_i=Δ ϕ_i
Полученные значения фазы Δ ϕ₁, Δ ϕ₂. Δ ϕ_i запоминаются в решающем блоке 22. В течение интервала Т_р излучаются в пространство сигналы от ретранслятора 3, при этом управление частотой и фазой излучаемых сигналов осуществляется решающим блоком 22 через блоки 23 и 15 соответственно. В моменты времени t, когда ретранслятором 3 излучаются в пространство основные сигналы частотой f₀, фазовращатель 15 решающим блоком 22 установлен в исходное (нулевое) состояние, тогда излучаемые опорные сигналы частотой f₀ имеют фазу сигнала ϕ опорного генератора 24. В течение интервалов 2t, когда ретранслятором 3 излучаются в пространство вспомогательные сигналы частотами f₁, f₂. f_i, сигналами управления от решающего блока 22 устанавливаются в фазовращателе 15 фазовые сдвиги Δ ϕ₁, Δ ϕ₂. Δ ϕ_i соответственно. Таким образом, в течение интервала Т_р ретранслятор 3 излучает вспомогательные сигналы, фаза которых равна фазе принятых сигналов в течение интервала Т_и от измерительного блока 1, а также опорные сигналы, фаза которых равна фазе опорного генератора 24. В усилителе мощности 16 осуществляется усиление сигналов от фазовращателя 15 и формирование выходных радиоимпульсных сигналов под воздействием управляющего сигнала от коммутатора-формирователя 25. Радиоимпульсный сигнал от усилителя мощности 16, пройдя через антенный переключатель 17, излучается в пространство приемопередающей антенной 4.

Сигнал, излучаемый в пространство ретранслятором 3 в течение времени Т_р, пройдя через среду распространения, принимается приемопередающей антенной 2 измерительного блока 1 и через антенный переключатель 6 поступает на вход смесителя 7, на второй вход которого подаются сигналы от синтезатора 12 частотами f_0Г, f_1Г, f_2Г,f_Г).

В смесителе 7 осуществляется преобразование принимаемого сигнала на частоту f_ПР (причем f₀ f_0Г f_ПР, f₁ f_1Г f_ПР и т.д.), в усилителе промежуточной частоты 8 сигналы частотой f_ПР фильтруются и усиливаются, а затем нормируются по амплитуде в усилителе-ограничителе 9 и поступают на фазовый детектор 10.

В фазовом детекторе 10 под воздействием управляющих сигналов осуществляется измерение фазовых сдвигов принятых сигналов, при этом измеряются фазовые сдвиги Ψ₀₁, Ψ₀₂, Ψ₀, Ψ₀^' опорных сигналов частоты f₀ и фазовые сдвиги Ψ₁, Ψ₂, Ψ_i вспомогательных сигналов частотами f₁, f₂. f_i. Информация с фазового детектора 10 поступает в решающий блок 11, в котором в течение интервалов t_n вычисляются фазовые соотношения
, ,
Ψ₁^'-Ψ₁=Δ Ψ₁ Ψ₂^'-Ψ₂=Δ Ψ₂,Ψ_i^'-Ψ_i=Δ Ψ_i
Полученные значения фазовых сдвигов Δ Ψ₁, ΔΨ₂, ΔΨ_iзапоминаются в решающем блоке 11, а затем используются в решающем блоке 11 для устранения многозначности фазовых отсчетов. На практике частоты f₀, f₁, f₂,f_i выбираются так, чтобы выполнялись соотношения f₀ f₁= F₁, f₀ f₂ F₂. f₀ f_i F, F₁/F₂ m₁, F₂/F₂= n₂.F/i-1/F_i m_i, где F₁ частота точной ступени (рабочая частота устройства); F₂, F₃.F_i частоты грубых ступеней; m₁, m₂.m_i коэффициенты сопряжения частот.

Таким образом, величина фазового сдвига Δ Ψ₁ с учетом коррекции при устранении многозначности соответствует сигналу частоты F₁, прошедшего дважды через исследуемую среду, соответствует времени запаздывания радиоволн в точке приема по отношению к моменту их излучения и может использоваться для точного определения расстояния (r) между измерительным блоком 1 и ретранслятором 3 при известной скорости распространения радиоволн и измеренной величине Δ Ψ₁ по формуле
r = где с скорость распространения радиоволн.

Сущность изобретения: способ определения погрешностей радиодальномеров, основанный на установке измерительного блока и ретранслятора проверяемого радиодальномера на расстоянии друг от друга, введении фазовращателем ретранслятора исходного значения фазового сдвига, измерении расстояния между измерительным блоком и ретранслятором, в котором фазовращателем ретранслятора последовательно устанавливают дискретные значения фазовых сдвигов от 0 до 2 π измерительным блоком фиксируют изменения расстояний, перемещают ретранслятор относительно измерительного блока на расстоянии l n, фазовращателем ретранслятора последовательно устанавливают дискретные значения фазовых сдвигов от 0 до 2 p а измерительным блоком фиксируют изменения расстояний, вычисляют погрешность по разности результатов измерения расстояний при двух положениях ретранслятора относительно измерительного блока, что повышает точность определения погрешностей. 2 ил.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ РАДИОДАЛЬНОМЕРА, основанный на установке измерительного блока и ретранслятора проверяемого радиодальномера на расстоянии друг от друга, введении фазовращателем ретранслятора исходного значения фазового сдвига, измерении расстояния между измерительным блоком и ретранслятором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, фазовращателем ретранслятора последовательно устанавливают дискретные значения фазовых сдвигов от 0 до 2π, а измерительным блоком фиксируют измерения расстояний, перемещают ретранслятор относительно измерительного блока на расстоянии λ/n , где λ длина волны, n количество дискретных значений изменения расстояний, фазовращателем ретранслятора последовательно устанавливают дискретные значения фазовых сдвигов от 0 до 2π , а измерительным блоком фиксируют изменения расстояний, вычисляют погрешность по разности результатов измерения расстояний при двух положениях ретранслятора относительно измерительного блока.