УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ Российский патент 2005 года по МПК G01S13/08 

Изобретение относится к области локационной техники и может быть использовано в системах поиска и слежения за транспортными воздушными и космическими объектами.

Известно устройство определения дальности, представленное в патенте №2208813. Оно определяет дальность, используя пачки импульсов с уменьшенным периодом следования в десятки и более раз. Однако в режиме кругового обзора время обзора зависит от максимального времени запаздывания отраженного сигнала, что не дает возможность уменьшить время поиска объектов. Кроме того, точность определения дальности уменьшается из-за наличия флюктуации.

Известно устройство определения дальности, входящее в состав радиолокатора, изложенного в патенте автора №2161807. Оно определяет дальность при наличии ускоренного обзора. В нем с помощью передающего устройства, входящего в состав сканирующего устройства, по командам синхронизатора излучаются зондирующие импульсы с увеличенной частотой следования. В приемном устройстве, входящем в состав пеленгационного устройства, происходит преобразование, электромагнитной энергии в электрические сигналы и выделение объектов по их характеристикам. Дальность определяется как разность времени между одинаковыми кодами, характеризующими направление в момент излучения зондирующего импульса и в момент приема отраженного сигнала. Коды поступают соответственно на адресные входы оперативного запоминающего устройства с признаками записи и считывания. На запись поступает код с блока счета длительности интервала, который запоминается и далее вычитается в вычитателе из текущего значения этого кода. Разность, характеризующая дальность, отображается на индикаторе. Однако точность определения дальности уменьшается из-за искажений диаграммы направленности и флюктуации.

С помощью предлагаемого устройства увеличивается точность определения дальности. Достигается это введением блока последовательно соединенных изменяющихся линий задержек, элемента ИЛИ, преобразователя десятичного кода в двоичный, блока последовательно соединенных увеличивающихся линий задержек, блока элементов совпадения, шифратора, симметрического триггера, элемента совпадения, при этом выход синхронизатора соединен через симметричный триггер с первым входом элемента совпадения, имеющего выход и второй вход, соответственно соединенные с входом блока счета длительности интервала и с вышеупомянутым выходом синхронизатора, соединенным также с входом блока последовательно соединенных изменяющихся линий задержек, группа выходов которого соединена с группой входов элемента ИЛИ, имеющего выход, соединенный с входом передающего устройства, к тому же вышеупомянутая группа выходов соединена также через преобразователь десятичного кода в двоичный с второй группой входов оперативного запоминающего устройства, третья группа входов которого соединена с группой выходов шифратора, группа входов которого соединена с группой выходов блока элементов совпадения, вход которого и группа входов соответственно соединены с выходом приемного устройства и с группой выходов блока последовательно соединенных увеличивающихся линий задержек, вход которого соединен с этим выходом приемного устройства.

На фиг.1 и в тексте обозначены следующие обозначения:

1 - синхронизатор;

2 - блок последовательно соединенных изменяющихся линий задержек;

3 - элемент ИЛИ;

4 - передающее устройство;

5 - приемное устройство;

6 - блок последовательно соединенных увеличивающихся линий задержек;

7 - симметричный триггер;

8 - преобразователь десятичного кода в двоичный;

9 - блок элементов совпадения;

10 - элемент совпадения;

11 - блок счета длительности интервала;

12 - оперативное запоминающее устройство;

13 - шифратор;

14 - вычитатель;

15 - индикатор,

при этом выход синхронизатора 1 соединен через симметричный триггер 7 с первым входом элемента совпадения 10, имеющего выход и второй вход, соответственно соединенные с входом блока счета длительности интервала 11 и с вышеупомянутым выходом синхронизатора 1, соединенным также с входом блока последовательно соединенных изменяющихся линий задержек 2, группа выходов которого соединена с группой входов элемента ИЛИ 3, имеющего выход, соединенный с входом передающего устройства 4, а вышеупомянутая группа выходов соединена также через преобразователь десятичного кода в двоичный 8 с второй группой входов оперативного запоминающего устройства 12, первая группа входов которого соединена с группой выходов блока счета длительности интервалов 11, соединенной также с первой группой входов вычитателя 14, имеющего группу выходов и вторую группу входов, соответственно соединенные с группой входов индикатора 15 и с группой выходов оперативного запоминающего устройства 12, третья группа входов которого соединена с группой выходов шифратора 13, группа входов которого соединена с группой выходов блока элементов совпадения 9, вход которого и группа входов соответственно соединены с выходом приемного устройства 5 и с группой выходов блока последовательно соединенных увеличивающихся линий задержек 6, вход которого соединен с этим выходом приемного устройства 5.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Передающее устройство 4 осуществляет излучение электромагнитных импульсов с изменяющимися интервалами в течение времени максимального запаздывания, отраженного от объекта сигнала. В результате происходят следующие друг за другом серии излучений. Причем каждый из изменяющихся интервалов между импульсами меньше максимального времени запаздывания отраженного от объекта сигнала. Формирование запускающих импульсов, поступающих на вход передающего устройства 4, осуществляется следующим образом. Импульс с выхода синхронизатора 1 поступает в блок последовательно соединенных изменяющиеся линий задержек 2. Количество их может быть равно, например, десяти, а общее время задержки импульса равно максимальному времени запаздывания отраженного от объекта сигнала. Выходы линии задержки представляют из себя группу выходов, соединенную с группой входов элемента ИЛИ 3, с выхода которого импульсы поступают в передающее устройство 4. Например, если величины линий задержек, следующие друг за другом, соответственно равны 200, 260, 410, 650, 230, 300, 480, 240, 350 и 560 мкс, то общее время задержки составит 4680 мкс, что соответствует максимальной дальности обнаружения, равной 700 км, хотя задержки могут располагаться и таким образом, чтобы их значения все время увеличивались, например 200, 230, 240, 260, 300, 350, 410, 480, 560 и 650 мкс. Группа выходов блока последовательно соединенных изменяющихся линий задержек 2 также соединена с группой входов преобразователя десятичного кода в двоичный 8, с выхода которого информация о двоичном коде, преобразованном из десятичного, поступает на вторую группу входов оперативного запоминающего устройства 12. По этому адресу в оперативное запоминающее устройство 12 записывается информация на его первую группу входов с группы выходов блока счета длительности интервала 11, который определяет временной интервал между следующими друг за другом импульсами с выхода элемента совпадения 10. Первый вход элемента совпадения соединен с выходом симметричного триггера 7, а второй вход - с выходом вышеупомянутого синхронизатора 1, соединенного также с входом симметричного триггера. Таким образом через элемент совпадения 10 проходит импульс с синхронизатора, когда симметричный триггер 7 находится в одном из двух положений. Следовательно, частота следования импульсов с выхода элемента совпадения 10 в два раза меньше, чем с выхода синхронизатора, что обеспечивает обработку для однозначного определения дальности. По своему исполнению блок счета длительности интервала аналогичен преобразователю дальности, представленному, например, в книге Васин В.В., Степанов Б.М. "Справочник-задачник по радиолокации" М., 1977 г., стр.214, фиг.97.

Приемное устройство 5 преобразует электромагнитную энергию в электрические сигналы и выделяет из них те, которые по своим характеристикам соответствуют движущимся воздушным или космическим объектам. Эти сигналы поступают в блок последовательно соединенных увеличивающихся линий задержек 6. С выхода каждой линии задержки сигнал поступает в блок элементов совпадения 9 на входы соответствующих элементов совпадения. На другие входы этих элементов поступает сигнал с приемного устройства 5. Расположение элементов показано на фиг.2, где узлы 16-25 представляют собой следующие друг за другом линии задержки, а узлы 26-35 являются элементами совпадения. При этом первая линия задержки задерживает сигнал на одну и ту же величину, что и наименьшая линия задержки вышеупомянутого блока последовательно соединенных изменяющихся линий задержек 2, а остальные задерживают сигнал на все увеличивающиеся величины, равные разностям между соответствующими задержками блока 2 и наименьшей задержкой этого блока. Так, например, исходя из вышеупомянутых величин линий задержек в блоке 2, величины следующих друг за другом задержек в блоке последовательно соединенных увеличивающихся линий задержек 6 будут составлять соответственно 200, 30, 40, 60, 100, 150, 210, 280, 360 и 450 мкс, где выражение "200" представляет собой величину наименьшей линий задержки в блоке 2. Таким образом, на выходе блока элементов совпадения 9 имеет место десятичный код, характеризующий интервал между двумя импульсами, излучаемыми передающим устройством 4. Следовательно, по этому интервалу можно определить и момент излучения импульса для определения дальности, что и осуществляется с помощью шифратора 13, который срабатывает при наличии сигнала только на одном из выходов группы выходов блока элементов совпадения 9. При этом на выходе шифратора формируется двоичный код, равный соответствующему двоичному коду, поступавшему ранее в момент излучения зондирующего импульса на вторую адресную группа оперативного запоминающего устройства 12 в виде адреса с признаком записи. Таким образом, после поступления информации с шифратора 13 на третью группу входов оперативного запоминающего устройства 12 в виде адреса с признаком считывания происходит считывание запомненной информации на вторую группу входов вычитателя 14, на первую группу входов которого поступает текущая временная информация с блока счета длительности интервала 11. Разность, образованная в результате вычитания текущей и запомненной информации, характеризует дальность. Она поступает с группы выходов вычитателя 14 на группу входов индикатора 15.

Устройство может быть использовано в радиолокационных и оптических системах поиска и слежения за транспортными, воздушными и за космическими объектами. При этом обеспечивается работа в любом режиме, в том числе и при ускоренном обзоре с импульсом 0,1-0,5 мкс.

Изобретение относится к области локационной техники и направлено на увеличение точности определения дальности до объекта благодаря введению блока последовательно соединенных изменяющихся линий задержек, элемента ИЛИ, преобразователя десятичного кода в двоичный, блока последовательно соединенных увеличивающихся линий задержек, блока элементов совпадения, шифратора симметричного триггера и элемента совпадения, при этом выход синхронизатора соединен через симметричный триггер с первым входом элемента совпадения, имеющего выход и второй вход, соответственно соединенные с входом блока счета длительности интервала и с вышеупомянутым выходом синхронизатора, соединенным также с входом блока последовательно соединенных изменяющихся линий задержек, группа выходов которого соединена с группой входов элемента ИЛИ, имеющего выход, соединенный с входом передающего устройства, к тому же вышеупомянутая группа выходов соединена также через преобразователь десятичного кода в двоичный с второй группой входов оперативного запоминающего устройства, третья группа входов которого соединена с группой выходов шифратора, группа входов которого соединена с группой выходов блока элементов совпадения, вход которого и группа входов соответственно соединены с выходом приемного устройства и с группой выходов блока последовательно соединенных увеличивающихся линий задержек, вход которого соединен с этим выходом приемного устройства. Увеличение точности определения дальности и является достигаемым техническим результатом. 2 ил.

Устройство определения дальности, состоящее из синхронизатора, передающего устройства, приемного устройства, оперативного запоминающего устройства, блока счета длительности интервала, вычитателя и индикатора, где группа выходов блока счета длительности интервала соединена с первыми группами входов оперативного запоминающего устройства и вычитателя, вторая группа входов и группа выходов которого соответственно соединены с группой выходов оперативного запоминающего устройства и с группой входов индикатора, отличающаяся тем, что вводятся блок последовательно соединенных изменяющихся линий задержек, элемент ИЛИ, преобразователь десятичного кода в двоичный, блок последовательно соединенных увеличивающихся линий задержек, блок элементов совпадения, шифратор, симметричный триггер и элемент совпадения, при этом выход синхронизатора соединен через симметричный триггер с первым входом элемента совпадения, имеющим выход и второй вход, соответственно соединенные с входом блока счета длительности интервала и с вышеупомянутым выходом синхронизатора, соединенным так же с входом блока последовательно соединенных изменяющихся линий задержек, группа выходов которого соединена с группой входов элемента ИЛИ, имеющим выход, соединенный с входом передающего устройства, к тому же вышеупомянутая группа выходов соединена также через преобразователь десятичного кода в двоичный с второй группой входов оперативного запоминающего устройства, третья группа входов которого соединена с группой выходов шифратора, группа входов которого соединена с группой выходов блока элементов совпадения, вход которого и группа входов соответственно соединены с выходом приемного устройства и с группой выходов блока последовательно соединенных увеличивающихся линий задержек, вход которого соединен с этим выходом приемного устройства.