УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ Российский патент 2007 года по МПК G01S11/04 

Изобретение относится к области пассивной локации и может быть использовано в системах определения дальности.

Известно устройство обработки сигналов, изложенное в патенте №2232401 от 10 июля 2004 г. В нем с помощью двух жестко связанных вращающихся инфракрасных приемников определяется дальность до инфракрасного излучателя, который может смещаться по направлению. Однако устройство имеет низкую разрешающую способность по угловым координатам.

Известно устройство обработки сигналов, входящее в состав устройства под названием «Телевизионное устройство определения дальности» патент №2081431, Часовской А.А., зарегистрированный 10 июля 1997 г. В нем дальность определяется в процессе секторного или кругового вращения поля зрения телевизионного датчика как разность между угловыми значениями в моменты начала и конца приема сигналов. При этом координатор с помощью синхронизатора определяет угловые координаты до всех правых или левых краев сигналов в поле зрения датчика сигналов.

С помощью датчика азимута в вычитателе определяются вышеупомянутые разности угловых величин, которые преобразуются с помощью постоянного запоминающего устройства, и отображаются на индикаторе. Однако устройство неспособно определить дальности до подвижных излучателей.

С помощью предлагаемого устройства определяются дальности и до подвижных излучателей. Достигается это введением блока вторичной обработки и блока коррекции разности угловых величин, при этом первая группа выходов блока вторичной обработки соединена с группой входов блока коррекции разности угловых величин, имеющего группу выходов, соединенную с первой группой входов вычитателя, имеющего вторую группу входов, соединенную со второй группой выходов блока вторичной обработки, первая группа входов которого соединена с группой выходов координатора.

На фиг.1 приняты следующие обозначения:

1 - синхронизатор;

2 - датчик сигналов;

3 - координатор;

4 - блок вторичной обработки;

5 - датчик азимута;

6 - постоянное запоминающее устройство;

7 - индикатор;

8 - вычитатель,

9 - блок коррекции разности угловых величин,

при этом выход датчика сигналов 2 соединен с первым входом координатора 3, имеющего второй вход, соединенный с выходом синхронизатора 1, и имеющего группу выходов, соединенную с первой группой входов блока вторичной обработки 4, имеющего вторую группу входов и первую и вторую группы выходов, соответственно соединенные: с группой выходов датчика азимута 5, через блок коррекции разности угловых величин 9 с первой группой входов вычитателя 8, с второй группой входов вычитателя 8, группа выходов которого соединена через постоянное запоминающее устройство 6, группой входов индикатора 7.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

В координатор 3 поступают сигналы с датчика сигналов 2, а на другой вход - синхроимпульсы с синхронизатора 1. При этом координатор определяет угловые координаты правых или левых краев объектов в поле зрения датчика сигналов 2, который может быть телевизионный или инфракрасный.

Для пояснения воспользуемся фиг.2, где показаны вращающееся поле зрения 10 датчика сигнала и база 11.

Дальность характеризуется как разность угловых величин в моменты начала и конца приема излучения от объекта. Например, для объекта «m», находящегося на большей дальности, разность угловых величин будет меньше, чем для объекта «n», находящегося на меньшей дальности. Объясняется это наличием базы 11. Следовательно, чем больше дальность, тем меньше разность угловых величин. Если объект неподвижен, то его азимут не меняется.

Пример конкретного исполнения координатора 3 представлен, например, в кн.: Барсуков. «Телевизионные системы летательных аппаратов» 1979 г., стр.134. Координаты краев излучателей поступают в блок вторичной обработки 4. Он представляет из себя вычислитель и осуществляет автосопровождение по азимуту излучателей в процессе вращения поля зрения датчика сигналов 2. На вторую группу входов блока 4 поступает информация с группы выходов датчика азимута 5. Пример конкретного исполнения блока вторичной обработки, осуществляющего в том числе автосопровождение по угловым координатам, представлен, например, в кн.: «Радиотехнические системы», Казаринов. М., Высшая школа, 1990 г., стр.197, рис.7.5, а пример конкретного исполнения датчика азимута представлен там же, стр.414 и также в патенте №2186406, где частота следования азимутальных меток, характеризующих азимут по номеру метки, может составлять, например, 10 мГц. В процессе автосопровождения блок 4 определяет вышеупомянутые разности угловых величин до краев излучателей в поле зрения датчика сигналов 2. При этом разность уточняется, так как первый и последний сигналы краев объектов смещены соответственно вправо от начала строки и влево от конца строки. Например, если принять временное рассогласование между началом строки и первым сигналом от края объекта, равным t₁ и между последним сигналом от края объекта и концом строки, равным t₂ то при длительности строки t, окончательное значение разности угловых величин Δa будет равно

где Δa₁ - неоткорректированное значение разности угловых величин. Δa определяется в блоке коррекции разности угловых величин 9, который представляет собой арифметическое устройство, где последовательно осуществляются операции для получения окончательного значения. Пример исполнения такого устройства, работающего по любому алгоритму, представлен, например, в книге И.А.Орлов, В.Ф.Корнюшко. «Основы вычислительной техники и организация вычислительных работ». М., «Энергоатомиздат», 1984, стр.143. При этом с выхода блока вторичной обработки 4, соединенной с группой входов вышеупомянутого блока коррекции разности угловых величин 9, поступают значения Δa₁, t₁, t₂ и t. Блок 4 также определяет величины смещений каждого из излучателей по азимуту за время определения разности угловых величин. Смещения могут иметь положительные или отрицательные значения в зависимости от направления движения излучателя, и они поступают со второй группы выходов блока 4 на вторую группу входов вычитателя 8, на первую группу входов которого поступает разность угловых величин с блока 9. При этом в вычитателе эта разность окончательно корректируется. В результате она равна величине, которая имела бы место, если бы излучатель не смещался по азимуту, и края первого и последнего сигнала в пачке совпадали бы с краями поля зрения датчика сигналов 2. Эта информация поступает на группу входов постоянного запоминающего устройства 6, где для каждого из последовательно поступающих кодов защиты соответствующие значения дальностей до всех излучателей. Эти значения поступают с группы выходов постоянного запоминающего устройства 6 на группу входов индикатора 7 для последовательного отображения. Точность определения дальности зависит от стабильности скорости вращения телевизионного датчика, от стабильности следования синхроимпульсов, азимутальных меток.

Приведем пример конкретного применения устройства.

Пусть два жестко связанных повернутых друг относительно друга на один градус объектива разнесены друг относительно друга на 2 м. Поле зрения каждого объектива устанавливается с помощью диафрагмы по азимуту в 1 градус и по углу места в 20 градусов. Следовательно, общий угол поля зрения по азимуту составляет 2 градуса. При этом левая и правая части передающей трубки телевизионного датчика принимают световые сигналы от соответствующих объективов. При вращении в режиме секторного или кругового обзора со скоростью 5 об/мин точность определения дальности до подвижных объектов, находящихся на расстоянии 30, 20, 10 и 5 км, составит соответственно 150, 100, 50 и 25 м. Возможны другие варианты применения, в частности, при использовании одного объектива, где его ширина представляет собой базу.

Устройство можно использовать для поиска и слежения за объектами, в системах предупреждения столкновений и управления движением.

Изобретение относится к области пассивной локации и может быть использовано в системах определения дальности. Достигаемым техническим результатом изобретения является возможность определения дальности до подвижных объектов. Технический результат достигается за счет того, что устройство содержит синхронизатор, датчик сигналов, координатор, блок вторичной обработки, датчик азимута, постоянное запоминающее устройство, индикатор, вычитатель и блок коррекции разности угловых величин, соединенные определенным образом. 2 ил.

Устройство обработки сигналов, состоящее из синхронизатора, датчика сигналов, координатора, вычитателя, постоянного запоминающего устройства, индикатора и датчика азимута, где выход датчика сигналов соединен с первым входом координатора, имеющего второй вход, соединенный с выходом синхронизатора, а группа выходов вычитателя соединена с группой входов постоянного запоминающего устройства, имеющего группу выходов, соединенную с группой входов индикатора, отличающееся тем, что вводятся блок вторичной обработки и блок коррекции разности угловых величин, при этом первая группа выходов блока вторичной обработки соединена с группой входов блока коррекции разности угловых величин, имеющего группу выходов, соединенную с первой группой входов вычитателя, имеющего вторую группу входов, соединенную со второй группой выходов блока вторичной обработки, первая группа входов которого соединена с группой выходов координатора, а вторая группа входов соединена с группой выходов датчика азимута.