СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ ДО ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2009 года по МПК G01S17/08 

Изобретение относится к системам с использованием отражения или вторичного излучения электромагнитных или иных волн, а именно к дальномерам.

Известен способ измерения расстояния до объекта, включающий регистрацию числа импульсов эталонной частоты за время от момента посылки зондирующего импульса до момента приема отраженного (Федоров Б.С. Лазеры и их применение, Москва, ДОСААФ, 1973, с.51).

Известен импульсный дальномер, содержащий приемопередающий тракт, триггер и последовательно соединенные генератор импульсов эталонной частоты, ключ, счетчик дальности, запоминающее устройство с индикатором, а также содержащий счетчик числа циклов измерений, выход которого подключен к другому входу запоминающего устройства, первый выход приемопередающего тракта соединен с входами соответственно установки единицы триггера и счетчика числа циклов измерений, второй выход приемопередающего тракта соединен с входом установки нуля триггера (Патент США №3968491, кл. G01S 9/04, 1976).

Недостатком известных способа и устройства является невозможность измерения дальности без использования сигнала излучения.

Технической задачей изобретения является расширение возможности способа и устройства за счет обеспечения возможности измерения дальности без использования сигнала излучения.

Известно, что линейная скорость V при круговом перемещении может быть определена из выражения V=ωD,

где ω - угловая скорость перемещения;

D - дальность до объекта.

При наличии приемного устройства с прямоугольной диаграммой направленности и осуществлении сканирования с угловой скоростью ω считая известным поперечное сечение L диаграммы направленности и измеряя время T нахождения объекта в диаграмме направленности при ее сканировании, можно определить линейную скорость из выражения

.

Дальность до объекта можно определить из выражения

В данном выражении известны L и ω, а значение T можно определить как время нахождения объекта в диаграмме направленности.

Технический результат изобретения достигается тем, что в предлагаемом способе измерения дальности до объекта, включающем регистрацию числа импульсов эталонной частоты, дополнительно осуществляют круговое сканирование пространства диаграммой направленности приемного устройства, имеющей длину поперечного сечения L с угловой скоростью ω, принимают излучаемый объектом сигнал при его нахождении в диаграмме направленности, измеряют временной интервал нахождения объекта в диаграмме направленности T, определяют дальность до объекта из выражения

,

где ω - угловая скорость сканирования; T - временной интервал нахождения объекта в диаграмме направленности; L - длина поперечного сечения диаграммы направленности приемной антенны.

Реализацию способа осуществляет дальномер, содержащий приемный тракт, генератор импульсов эталонной частоты, ключ и запоминающее устройство с индикатором, в который дополнительно введены счетчик импульсов и вычислитель, причем выход приемного тракта соединен с управляющим входом ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов эталонной частоты, а выход с входом счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом вычислителя, выход которого соединен с входом запоминающего устройства с индикатором, второй и третий входы вычислителя соединены соответственно с выходами задатчиков угловой скорости ω и длины L поперечного сечения диаграммы направленности антенны.

На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения дальности, где 1 - приемный тракт; 2 - ключ; 3 - генератор импульсов эталонной частоты; 4 - счетчик импульсов; 5 - вычислитель; 6 - запоминающее устройство с индикатором; 7 - задатчик угловой скорости ω, 8 - задатчик длины L поперечного сечения диаграммы направленности антенны.

Устройство для измерения дальности до объекта содержит последовательно соединенный приемный тракт 1, ключ 2, счетчик импульсов 4, вычислитель 5 и запоминающее устройство с индикатором 6, а также генератор 3 импульсов эталонной частоты, задатчик 7 угловой скорости ω и задатчик 8 длины L поперечного сечения диаграммы направленности антенны, причем выход генератора 3 импульсов эталонной частоты соединен с входом ключа 2, а выходы задатчика 7 угловой скорости ω и задатчика 8 длины L поперечного сечения диаграммы направленности антенны соединены с входами вычислителя 5.

Устройство функционирует следующим образом. Антенна приемного тракта 1 осуществляет сканирование пространства со скоростью ω. При попадании объекта в диаграмму направленности приемного тракта 1 на его выходе формируется сигнал, длительность T которого пропорциональна угловой скорости ω перемещения диаграммы направленности, длине L поперечного сечения диаграммы направленности антенны и дальности до объекта. Данный сигнал поступает на управляющий вход ключа 2, чем разрешает прохождение сигналов с выхода генератора 3 импульсов эталонной частоты на вход счетчика импульсов 4. На выходе счетчика импульсов 4 формируется код, пропорциональный T, который поступает в вычислитель 5. На выходе которого вычисляется дальность D до объекта из выражения ,

где ω - угловая скорость сканирования; Т - временной интервал нахождения объекта в диаграмме направленности; L - длина поперечного сечения диаграммы направленности антенны. Сигнал, пропорциональный дальности D до объекта, запоминается и индицируется запоминающим устройством с индикатором 6.

Изобретение относится к системам с использованием отражения или вторичного излучения электромагнитных или иных волн, а именно к дальномерам. Технический результат изобретения - обеспечение возможности измерения дальности без использования сигнала излучения. Изобретение заключается в регистрации числа импульсов эталонной частоты, осуществлении кругового сканирования пространства диаграммой направленности приемного устройства с угловой скоростью ω, приеме излучаемого объектом сигнала при его нахождении в диаграмме направленности, измерении временного интервала Т нахождения объекта в диаграмме направленности, определении дальности до объекта из выражения: . Дальномер, реализующий способ, содержит последовательно соединенные приемный тракт, ключ, счетчик импульсов, вычислитель и запоминающее устройство с индикатором, а также генератор импульсов эталонной частоты, задатчик угловой скорости ω и задатчик длины L поперечного сечения диаграммы направленности приемной антенны, причем выход генератора импульсов эталонной частоты соединен с входом ключа, а выходы задатчика угловой скорости ω и задатчика длины L поперечного сечения диаграммы направленности приемной антенны соединены с входами вычислителя. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ измерения дальности до объекта, включающий регистрацию числа импульсов эталонной частоты, отличающийся тем, что осуществляют круговое сканирование пространства диаграммой направленности приемного устройства, имеющей длину поперечного сечения L с угловой скоростью ω, принимают излучаемый объектом сигнал при его нахождении в диаграмме направленности, измеряют временной интервал нахождения объекта в диаграмме направленности T, определяют дальность до объекта из выражения
,
где ω - угловая скорость сканирования;
T - временной интервал нахождения объекта в диаграмме направленности;
L - длина поперечного сечения диаграммы направленности приемной антенны.

2. Дальномер, содержащий приемный тракт, генератор импульсов эталонной частоты, ключ и запоминающее устройство с индикатором, отличающийся тем, что введены счетчик импульсов и вычислитель, причем выход приемного тракта соединен с управляющим входом ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов эталонной частоты, а выход - с входом счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом вычислителя, выход которого соединен с входом запоминающего устройства с индикатором, второй и третий входы вычислителя соединены соответственно с выходами задатчиков угловой скорости ω и длины L поперечного сечения диаграммы направленности антенны.