УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ Российский патент 2007 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, входящее в состав радиолокатора, изложенного в патенте №2161807. Оно определяет дальность при наличии ускоренного обзора как разность между одинаковыми кодами, характеризующими направление в момент излучения зондирующего импульса и в момент приема отраженного сигнала. Однако при увеличении количества отраженных сигналов увеличиваются явления неоднозначности определения дальностей.

Известно устройство определения дальности, изложенное в патенте №2253879. В нем передающее устройство осуществляет излучение электромагнитных импульсов с изменяющимися интервалами в течение времени максимального запаздывания отраженного от объекта сигнала. Причем каждый из изменяющихся интервалов между импульсами меньше максимального времени запаздывания. Импульс с выхода синхронизатора поступает в блок последовательно соединенных изменяющихся линий задержек, количество которых может быть равно, например, десяти. Выходы линий задержек соединены с элементом ИЛИ, с выхода которого импульсы поступают в передающее устройство. Выходы линий задержек также соединены с входами преобразователя десятичного кода в двоичный. Код с его группы выходов поступает в оперативное запоминающее устройство на его адресную вторую группу входов. По этому адресу на другую первую группу входов этого устройства поступает информация о временном интервале с блока счета длительности интервала, который определяет интервал между импульсами с элемента совпадения, имеющего первый вход, соединенный с выходом симметричного триггера, второй вход, соединенный с выходом синхронизатора, соединенного также с входом симметричного триггера. Следовательно частота следования импульсов с выхода элемента совпадения в два раза меньше, чем с выхода синхронизатора, что обеспечивает однозначное определение дальности. С выхода приемного устройства сигналы поступают в блок последовательно соединенных увеличивающихся линий задержек, с выхода каждой из которых сигналы поступают на входы соответствующих элементов совпадения блока элементов совпадения. На другие входы этих элементов поступает сигнал с приемного устройства. Первая линия задержки задерживает сигнал на величину, равную наименьшей задержке вышеупомянутого блока последовательно соединенных изменяющихся линий задержек, а остальные задерживают сигнал на все увеличивающиеся величины, равные разностям между соответствующими задержками этого блока. Десятичный код на выходе блока элементов совпадения характеризует интервал между двумя импульсами, излучающимися передающим устройством, и поступает в шифратор, который срабатывает при наличии сигнала только на одном из выходов группы выходов блока элементов совпадения. Код с выхода шифратора, характеризующий момент излучения зондирующего импульса передатчиком, поступает в виде адреса с признаком считывания на третью группу входов оперативного запоминающего устройства. В результате происходит считывание информации на вторую группу входов вычитателя, на первую группу входов которого поступает текущая информация о времени с блока счета длительности интервала. Разность, характеризующая дальность, с группы выходов вычитателя поступает на группу входов индикатора. Однако при увеличении количества отраженных сигналов увеличивается неоднозначность определения дальности.

С помощью предлагаемого устройства уменьшается неоднозначность определения дальности. Достигается это введением блока вычитателей амплитуд сигналов и блока инверторов, при этом отдельный вход блока вычитателей амплитуд сигналов соединен с выходом приемного устройства, а группы входов и выходов соответственно соединены с группой выходов блока последовательно соединенных увеличивающихся линий задержек и с группой входов блока инверторов, имеющего группу выходов, соединенную с второй группой входов блока элементов совпадения.

На фиг.1 и в тексте приняты 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 - блок вычитателей амплитуд сигналов;

8 - симметричный триггер;

9 - преобразователь десятичного кода в двоичный;

10 - блок элементов совпадения;

11 - блок инверторов;

12 - элемент совпадения;

13 - блок счета длительности интервала;

14 - оперативное запоминающее устройство;

15 - шифратор;

16 - вычитатель;

17 - индикатор,

при этом выход синхронизатора 1 соединен через симметричный триггер 8 с первым входом элемента совпадения 12, имеющим выход и второй вход, соответственно соединенные с входом блока счета длительности интервала 13 и с вышеупомянутым входом 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 9 с второй группой входов оперативного запоминающего устройства 14, первая группа входов которого соединена с группой выходов блока счета длительности интервала 13, соединенная также с первой группой входов вычитателя 16, имеющего группу выходов и вторую группу входов, соответственно соединенных с группой входов индикатора 17 и с группой выходов оперативного запоминающего устройства 14, третья группа входов которого соединена с группой выходов шифратора 15, группа входов которого соединена с группой выходов блока элементов совпадения 10, вход которого и первая и вторая группы входов соответственно соединены с выходом приемного устройства 5, с группой выходов блока последовательно соединенных увеличивающихся линий задержек 6 и с группой выходов блока инверторов 11, имеющего группу входов, соединенных с группой выходов блока вычитателей амплитуд сигналов 7, вход которого соединен с входом блока элементов совпадения 10, соединенным также с выходом приемника 5, а группа входов блока вычитателей амплитуд сигналов 7 соединена с группой входов блока элементов совпадения 10.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

С помощью передающего устройства 4 осуществляется излучение электромагнитных импульсов с изменяющимися интервалами в течение времени максимального запаздывания отраженного от объекта сигнала. Причем каждый из изменяющихся интервалов между импульсами меньше максимального времени запаздывания. Импульс с выхода синхронизатора 1 поступает в блок последовательно соединенных изменяющихся линий задержек 2, количество которых может быть равно, например, десяти. Выходы линий задержек соединены с элементом ИЛИ 3, с выхода которого импульсы поступают в передающее устройство 4. Выходы линий задержек также соединены с входами преобразователя десятичного кода в двоичный 8. Код с его группы выходов поступает в оперативное запоминающее устройство 14 на его адресную вторую группу входов. По этому адресу на другую первую группу входов этого устройства поступает информация о временном интервале с блока счета длительности интервала 13, который определяет интервал между импульсами с блока совпадения 12, имеющего первый вход, соединенный с выходом симметричного триггера 8, и второй вход, соединенный с выходом синхронизатора 1, соединенного также с входом симметричного триггера. Следовательно, частота следования импульсов с выхода элемента совпадения 12 в два раза меньше, чем с выхода синхронизатора 1, что обеспечивает однозначное определение 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, стр.214, фиг.97. С выхода приемного устройства 5, осуществляющего преобразование электромагнитной энергии в электрическую, выделенные по своим характеристикам сигналы поступают в блок последовательно соединенных увеличивающихся линий задержек 6, с выхода каждого из которых сигналы поступают на входы соответствующих элементов совпадения блока элементов совпадения 10. На другие входы этих элементов поступает сигнал с приемного устройства 5. Первая линия задержки задерживает сигнал на величину, равную наименьшей задержке вышеупомянутого блока последовательно соединяющих изменяющихся линий задержек 2, а остальные задерживают на все увеличивающиеся величины, равные разностям между соответствующими задержками этого блока. Например, если величины следующих друг за другом линий задержек в блоке 2 равны: 200, 260, 410, 650, 230, 300, 480, 240, 350 и 560 мкс, то величины задержек в блоке 6 будут соответственно равны: 200, 30, 40, 60, 100, 150, 210, 280, 360 и 450 мкс, где величина "200" есть наименьшая линия задержки в блоке 2. Хотя возможны любые другие значения.

В отличие от главного аналога в предлагаемое устройство вводятся: блок вычитателей амплитуд сигналов 7 и блок инверторов 11. Блок вычитателей амплитуд сигналов вычитает амплитуды сигналов, поступающие с приемника 5 и с каждой линии задержки блока последовательно соединенных увеличивающихся линий задержек 6, а инверторы блока инверторов 11 срабатывают, когда разность соответствующих амплитуд сигналов приближена к нулевому значению, что характерно для сигналов от одного и того же объекта. Выходы блока инверторов 11 соединены с соответствующими входами элементов совпадения блока элементов совпадения 10. Расположение элементов показано на фиг.2, где узлы 18-27 являются инверторами, 28-37 - вычитатели амплитуд сигналов, узлы 38-47 представляют собой следующие друг за другом линии задержки, а узлы 48-57 есть элементы совпадения. Причем первая линия задержки задерживает сигнал на одну и ту же величину, что и наименьшая линия задержки блока 2, а остальные задерживают сигнал на все увеличивающиеся величины. Пример исполнения вычитателей амплитуд сигналов представлен, например, в книге "Радиотехнические системы" Ю.М.Казаринов, М., Высшая школа, 1990, стр.408. Таким образом, на выходе блока элементов совпадения 10 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 15, который срабатывает при наличии сигнала только на одном из выходов группы выходов блока элементов совпадения. При этом на выходе шифратора формируется двоичный код, равный соответствующему двоичному коду, поступавшему ранее в момент излучения зондирующего импульса на вторую адресную группу оперативного запоминающего устройства 14 в виде адреса с признаком записи. Таким образом, после поступления информации с шифратора 15 на третью группу входов оперативного запоминающего устройства 14 в виде адреса с признаком считывания происходит считывание запомненной информации на вторую группу входов вычитателя 16, на первую группу входов которого поступает текущая временная информация с блока счета длительности интервала 13. Разность, образованная в результате вычитания текущей и запомненной информации, характеризует дальность. Она поступает с группы выходов вычитателя 16 на группу входов индикатора 17.

Благодаря введению блоков 7 и 11 исключаются ложные выдачи дальностей при наличии сигналов на входах блока элементов совпадения 10, имеющих разную амплитуду, что уменьшает вероятности неоднозначного определения дальностей. Кроме того, увеличивается разрешающая способность по дальности, так как один удлиненный сигнал может иметь разные амплитуды от разных объектов.

Устройство можно использовать в радиолокационных и оптических системах поиска и слежения за транспортными, воздушными и космическими объектами. При этом обеспечивается работа при уменьшении времени обзора.

Изобретение относится к области локационной техники и может быть использовано в системах поиска и слежения за транспортными, воздушными и космическими объектами. Технический результат заключается в уменьшении неоднозначности определения дальности. Технический результат достигается тем, что в известное устройство, содержащее синхронизатор, блок последовательно соединенных изменяющихся линий задержек, элемент ИЛИ, передающее устройство, приемное устройство, блок последовательно соединенных увеличивающихся линий задержек, симметричный триггер, преобразователь десятичного кода в двоичный, блок элементов совпадения, элемент совпадения, блок счета длительности интервала, оперативное запоминающее устройство, шифратор, вычитатель и индикатор, дополнительно вводится блок вычитателей амплитуд сигналов и блок инверторов. 2 ил.

Устройство определения дальности, состоящее из синхронизатора, блока последовательно соединенных изменяющихся линий задержек, элемента ИЛИ, передающего устройства, приемного устройства, блока последовательно соединенных увеличивающихся линий задержек, симметричного триггера, преобразователя десятичного кода в двоичный, блока элементов совпадения, элемента совпадения, блока счета длительности интервала, оперативного запоминающего устройства, шифратора, вычитателя и индикатора, где 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 входом 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, а вышеупомянутая группа выходов соединена также через преобразователь десятичного кода в двоичный с второй группой входов оперативного запоминающего устройства, первая группа входов которого соединена с группой выходов блока счета длительности интервалов, соединенная также с первой группой входов вычитателя, имеющего группу выходов и вторую группу входов, соответственно соединенные с группой входов индикатора и с группой выходов 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 входов блока последовательно соединенных увеличивающихся линий задержек, вход которого соединен с этим выходом приемного устройства, отличающееся тем, что вводится блок вычитателей амплитуд сигналов и блок инверторов, при этом отдельный вход блока вычитателей амплитуд сигналов соединен с выходом приемного устройства, а группы входов и выходов соответственно соединены с группой выходов блока последовательно соединенных увеличивающихся линий задержек и с группой входов блока инверторов, имеющего группу выходов, соединенную с второй группой входов блока элементов совпадения.