УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ Российский патент 1997 года по МПК G01S17/00 

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в системах обнаружения, слежения и определения высоты за воздушными объектами. Известно устройство определения дальности. [1, с. 344 354]
Оно состоит из модулятора, блока излучения электромагнитной энергии, блока приема отраженных сигналов и индикатора дальности. Частота излучения постоянно меняется, и в зависимости от частоты приема отраженных сигналов определяется дальность. Однако при остаточно сложном модуляторе, сложном процессе обработки, точность определения дальности не всегда соответствует предъявляемым требованиям. Кроме того, точность определения дальности и разрешающая способность по дальности зависит от степени изменения частоты.

Известно устройство определения дальности [1, с. 194 197, рис. 7, 5а] в нем с помощью блока излучения электромагнитных импульсов с малой скважностью осуществляется излучение зондирующих импульсов, период следования которых при малой скважности равен максимальному времени запаздывания отраженных от объектов сигналов. В блоке приема отраженных сигналов осуществляется преобразование электромагнитной энергии в электрические сигналы и выделение сигналов, характерных для ожидаемого объекта. С помощью модулятора осуществляется управление работой блока излучения импульсов, которые излучаются с постоянной несущей частотой. Дальность определяется в преобразователе дальности по временному рассогласованию между началом излучения импульса и началом приема отраженного сигнала. Дальность отображается на индикаторе. Однако, несмотря на простоту модуляции и простоту обработки отраженных сигналов, из-за малой скважности, разрешающая способность по дальности равна одному объекту в зоне диаграммы направленности блока излучения.

С помощью предлагаемого устройства увеличивается разрешающая способность по дальности. Достигается это введением инвертора, генератора строчной развертки, индикатора с линейной разверткой, линии задержки, однострочного телевизионного датчика, анализатора уменьшения уровня, анализатора увеличения уровня, блока определения величины скважности, дешифратора величины скважности, при этом выход модулятора через инвертор, генератор строчной развертки, линию задержки соединен с первым входом однострочного телевизионного датчика, имеющего оптический вход, соединенный с оптическим выходом индикатора с линейной разверткой, первый и второй входы которого соответственно соединены с выходом генератора строчной развертки и с выходом блока приема отраженных сигналов, а выход телевизионного датчика соединен через анализатор уменьшения уровня, а также через анализатор увеличения уровня соответственно с первым и вторым входами блока определения величины скважности, выход которого через дешифратор величины скважности соединен со вторым входом преобразователя дальности, имеющего первый вход, соединенный с выходом инвертора.

На фиг. 1 и в тексте приняты следующие обозначения: 1 блок излучения электромагнитных импульсов; с малой скважностью; 2 блок приема отраженных сигналов; 3 модулятор; 4 инвертор; 5 генератор строчной развертки; 6 - индикатор с линейной разверткой; 7 линия задержки; 8 однострочный телевизионный датчик; 9 анализатор уменьшения уровня; 10 анализатор увеличения уровня; 11 блок определения величины скважности; 12 индикатор дальности; 13 преобразователь дальности; 14 дешифратор величины скважности.

При этом выход модулятора 3 через инвертор 4, генератор строчной развертки 5, линию задержки 7 соединен с первым входом однострочного телевизионного датчика 8, имеющего оптический вход, соединенный с оптическим выходом индикатора с линейной разверткой 6, первый и второй входы которого соответственно соединены с выходом генератора строчной развертки 5 и с входом блока приема отраженных сигналов 2, а выход однострочного телевизионного датчика 8 соединен через анализатор уменьшения уровня 9, а также через анализатор увеличения уровня 10, соответственно с первым и вторым входами блока определения величины скважности 11, выход которого через дешифратор величины скважности 14, соединен со вторым входом преобразователя дальности 13, имеющего выход, соединенный с входом индикатора дальности 12 и первый вход, соединенный с выходом инвертора 4, имеющего вход, соединенный с выходом модулятора 3 и с входом блока излучения электромагнитных импульсов с малой скважностью 1.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

С помощью модулятора 3 происходит формирование прямоугольных управляющих импульсов с малой скважностью, осуществляющих управление излучением электромагнитной энергии в блоке излучения электромагнитных импульсов с малой скважностью 1. Форма импульсов показана на фиг. 2. Блок 1 осуществляет направленное модулированное получение с постоянной несущей частотой. Электромагнитная энергия отражается от объектов и поступает в блок приема отраженных сигналов 2, где происходит преобразование электромагнитной энергии в электрические сигналы и выделение этих сигналов по известным характеристикам. Выделенные сигналы поступают в индикатор с линейной разверткой 6. Синхронизация осуществляется положительным сигналом с инвертора 4 в моменты наличия скважностей между импульсами с модулятора 3. Этот положительный импульс выдает разрешение на формирование пилообразного напряжения генератору строчной развертки 5, которое формирует развертку индикатора с линейной разверткой 6. При этом на экране индикатора 6 будут иметь место отображения сигналов, например так, как показано на фиг. 3, где три сигнала от трех об'ектов 15, 16 и 17, имеют разную амплитуду и накладываются друг на друга. Поэтому наиболее ярким будет участок, соответствующий расположению сигнала от объекта 17, имеющего меньшую амплитуду, так как на него накладываются сигналы 15 и 16. В местах соответствующих скважностям 19, 20 и 21 яркость будет меньше. Длительность пилообразного напряжения, а следовательно, и время развертки индикатора с линейной разверткой 6, равно максимальному времени запаздывания отраженного от объекта сигнала. В экран индикатора с линейной разверткой 6 встроен объектив однострочного телевизионного датчика 8, развертка которого также запускается пилообразным напряжением с генератора строчной развертки 5, но задержанная с помощью линии задержки 7 на величину времени скважности между импульсами. Развертка однострочного телевизионного датчика 8 пересекает участок отображения сигналов на индикаторе с линейной разверткой 6 по линии 18 (см. фиг. 3), пересекающей нижнюю часть отображений, где яркость будет максимальной.

Однако, как уже отмечалось, на участках, соответствующих скважностям яркость будет меньше. Моменты уменьшения и увеличения яркости фиксируют соответственно анализатор уменьшения уровня 9 и анализатор увеличения уровня 10, анализирующие электрические сигналы с однострочного телевизионного датчика 8.

Работа анализаторов аналогична анализаторам, представленным, например, в книге Барсукова "Телевизионные системы летательных аппаратов", 1979 г. Временное рассогласование между моментами уменьшения и увеличения уровней определяется в блоке определения величины скважности 11, который работает так же, как преобразователь дальности, и если это временное рассогласование соответствует величине скважности от ожидаемого объекта, например от воздушного, то срабатывает дешифратор величины скважности 14 и выдает сигнал об окончании отсчета дальности в преобразователь дальности 13. Начало отсчета дальности ранее поступало с инвертора 4. Информация о дальности отображается на индикаторе дальности 12, точность определения дальности такая же, как в импульсных локаторах.

Предлагаемое устройство может быть использовано в радиолокационных системах, например в высотомерах, в частности на аэродромах с интенсивным движением на известных направлениях.

При этом без уменьшения точности определения дальности обеспечивается разрешающая способность по дальности, создается возможность более точно определить скорость. Кроме того, обеспечивается высокая дальность обнаружения при малом весе блока излучения электромагнитных импульсов с малой скважностью, и без усложнения аппаратуры.

Устройство определения дальности увеличивает разрешающую способность по дальности благодаря введению инвертора, генератора строчной развертки, индикатора с линейной разверткой, линии задержки, однострочного телевизионного датчика, анализатора уменьшения уровня, анализатора увеличения уровня, блока определения величины скважности, дешифратора величины скважности, при этом выход модулятора через инвертор, генератор строчной развертки, линию задержки соединен с первым входом однострочного телевизионного датчика, имеющего оптический вход, соединенный с оптическим выходом индикатора с линейной разверткой, первый и второй входы которого соответственно соединены с выходом генератора строчной развертки и с выходом блока приема отраженных сигналов, а выход телевизионного датчика соединен через анализатор уменьшения уровня, а также через анализатор увеличения уровня соответственно с первым и вторым входами блока определения величины скважности, выход которого через дешифратор величины скважности соединен со вторым входом преобразователя дальности, имеющего первый вход, соединенный с выходом инвертора. 3 ил.

Устройство определения дальности, состоящее из блока излучения электромагнитных импульсов с малой скважностью, блока приема отраженных сигналов, модулятора и индикатора дальности, где выход модулятора соединен с входом блока излучения электромагнитных импульсов с малой скважностью, отличающееся тем, что вводится инвертор, генератор строчной развертки, индикатор с линейной разверткой, линия задержки, однострочный телевизионный датчик, анализатор уменьшения уровня, анализатор увеличения уровня, блок определения величины скважности, дешифратор величины скважности и преобразователь дальности, при этом выход модулятора через инвертор, генератор строчной развертки, линию задержки соединен с первым входом однострочного телевизионного датчика, имеющего оптический вход, соединенный с оптическим выходом индикатора с линейной разверткой, первый и второй входы которого соответственно соединены с выходом генератора строчной развертки и с выходом блока приема отраженных сигналов, а выход однострочного телевизионного датчика соединен через анализатор уменьшения уровня, а также через анализатор увеличения уровня соответственно с первым и вторым входами блока определения величины скважности, выход которого через дешифратор величины скважности соединен с вторым входом преобразователя дальности, имеющего первый вход, соединенный с выходом инвертора, и выход, соединенный с входом индикатора дальности.