Частотно-модулированный радиодальномер Советский патент 1985 года по МПК G01S13/08 

2. Радиодальномер по п.1, отличающийся тем, что генератор медленной модуляции содержит последовательно соединенные задающий генератор медленной модуляции и управлявмый аттенюатор, выход которого является выходом генератора медленной модуляции, а второй вход управляемого , аттенюатора и вход задающего генератора медленной модуляции являются первым и вторым входами генератора медленной модуляции соответственно.

1. ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЬЙ РАДИОДАЛЬНОМЕР, содержащий последовательно соединенные генератор быстрой модуляции, СВЧ-генератор, ответвитепь, антенный блок, смеситель, второй вход которого подключен к второму выходу ответвителя, усилитель. счетчик и индикатор, а также генератор медленной модуляции, выход которого подключен к второму входу СВЧгенератора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения пределов измерения в него введены грубый измеритель, сигнальньй вход которого подключен к выходу усилителя, и синхронизатор, причем первый вход генератора медленной модуляции подключен к выходу грубого измерителя, а второй вход генератора медленной модуляции, первый и второй управляющие входы грубого измерителя и второй вход счетчика соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым выходами (Л синхронизатора, вход которого соединен с вторьм выходом генератора быстрой модуляции, а третий вход счетчика подключен к третьему выходу синхронизатора.

Устройство относится к .радиотехни ке и может, быть использовано для измерения расстояния до поверхности жидких , твердых или сьтучих материалов. Известен радиодальномер с частотно-модулированным сигналом, содержащий генератор частоты модуляции, передатчик, антенну, смеситель, усилитель низкой частоты и индикатор Cll. Однако устройство не обеспечивает требуемой точности измерений. Наиболее близким техническим решением к изобретению является, частот но-модулированньй радиодальномер, содержащий последовательно соединенные генератор быстрой модуляции, СВЧ-генератор, ответвитель, антенный блок, смеситель, второй вход которого подключен к второму выходу ответвителя, усилитель, счетчик и индикатор, а также генератор медленной модуляции, выход которого подключен к второму входу СВЧ-генератора С23. Однако известное устройство не обеспечивает требуемой точности измерений и максимально возможных пределов измерения. Цель изобретения - повышение точности и расширение пределов измерения . Поставленная цель достигается тем, что в частотно-модулированный радиодальномер, содержащий последовательно соединенные генератор быстрой модуляции, СВЧ-генератор, ответвитель, антенный блок, смеситель, второй вход которого подключен к вто рому выходу ответвителя, усилитель, счетчик и индикатор, а также генератор медленной модуляции, выход которого подключен к второму входу СВЧгенератора, введены грубый измеритель, сигнальный вход которого подключен к выходу усилителя, и синхронизатор, причем первый вход генератора медленной модулягщи подключен к выходу грубого измерителя, а второй вход генератора медленной модуляции, первый и второй управляющие входы грубого измерителя и второй вход счетчика соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым . выходами синхронизатора, вход которого соединен с вторым выходом генератора быстрой модуляции, третий вход счетчика подключен к третьему выходу синхронизатора, Генератор медленной модуляции содержит последовательно соединенные задакхций генератор медленной модуляции-и управляемьй аттенюатор, выход которого является выходом генератора Медленной модуляции, а второй вход управляемого аттенюатора и вход задающего генератора медленной модуляции являются первым и вторым входами генератора медленной модуляции соответственно. На фиг.1 представлена структурная электрическая схема частотно-модулированного радиодальномера , на фиг.2 графики, пояснякяцие его работу, Частотно-модулированный радиодальномер содержит СВЧ-геНератор 1, генератор 2 быстрой модуляции, генератор 3 медленной модуляции, ответвитель 4, антенньй блок 5, смеситель 6, усилитель 7, счетчик 8, грубый измеритель 9, синхронизатор 10 и индикатор 11, а генератор 3 медленной модуляции содержит задающий генератор 12 медленной модуляции и управляемый аттенюатор 13. . Частотно-модулированный радиодальномер (фйг.1) работает следующим . Частотно-модулированные (ЧМ) колебания с СВЧ-генератора 1 через ответвитель 4 поступают на аитенньй блок 5 и излучаются в направлении объекта. Отраженный сигнал принимается антенным блоком 5 и подается на смеситель 6, куда через ответвитель 4 поступает и часть мощности с СВЧгенератора 1. Сигнал биений с выхода смесителя 6 усиливается усилителем 7 и подается для дальнейшей обработки на сигнальный вход грубого измерителя 9 и вход счетчика 8. Грубьй измеритель 9 кроме сигнального входа имеет два управляющих входа - Установка нуля и Разрешение счета - подключенные к соответствуннцим выходам синхронизатора 10. Последний служит для управления работой грубого измерителя 9, задающего генератора 12 медленной модуляции и счетчика 8, В качаетве тактовой частоты используется частота быстрой модуляции, которая поступает на вход синхронизатора 10 с генератора 2 быстрой модуляции. измеритель выполнен на основе счетчика импульсов. В исходном состоянии перед началом измерения в грубом измерителе 9 и счетчике 8 сохраняется некоторое число, оставшееся от предьщущего измерения. Задакхций генератор 12 медленной модуляции в исходном состоянии и на этапе грубого измерения не работает, и на его выходе сигнал равен нулю. СВЧ-генератор 1 модулируется в это время только сигналом с генератора 2 быстрой модуляции. В начале цикла измерения в момент времени t (фиг.2а) на вход Установка нуля грубого измерителя 9 и второй вход счетчика 8 с синхронизатора 10 приходит импульс Сброс и обнуляет их. После окончания импульса Сброс в момент, времени t. на вход Разрешение счета грубого измерителя 9 приходит команда Разрешение грубого счета (фиг.2б)л длительность I которой t.-t равна одному периоду, быстрой модуляции, Грубьй измеритель 9 считает число импульсов сигнала, биений на этом интервале, т.е. фиксирует грубую дальность до объекта. Результат счета сохраняется до конца uftKna измерения. В соответствии с измеренной дальностью изменяется ослабление управляемого аттенюатора 13 таким образом, чтобы диапазон медленного изменения частоты СВЧ-генератора 1 был обратно пропорционален дальности R f- . - fr- где С 3-10« м/с; v f , I - интервал усреднения по времени-, Тд - период быстрой модуляции. После окончания грубого измерения и установления требуемого ослабления управляемого аттенюатора 13 в момент времени t сигналом с, синхронизатора 10 запускается задающий генератор 12 медленной модуляции, который на интервале вырабатывает сигнал заданной формы и амплитуды. Длительность интервала заранее известна и кратна целому числу периодов быстрой модуляции. Поясняющие графики на фиг.2 приведены для линейной 4eдлeннoй модуляции (фиг.2г), при этом сигнал запуска задающего генератора 12 медлеиной модуляции представляет собой прямоугольньй строб (фиг.2в). Ослабленнь до нужной величины управляемым аттенюатором 13 сигнал медленной модулягр1И поступает на второй вход СВЧ-генератора 1 и осуществляет дополнительную медленную модуляцию частоты передатчика. Одновременно с запуском задающего генератора 12 медленной модуляции по команде Разрешение точного счета (фиг.2д) начинает работать счетчик 8, которьй считает все импульсы в сигнале биений на интервале tj-Ц. Результ т счета, пропорциональный измеряемой дальности, поступает на индикатор 11. Сравнительный анализ показывает, что введение грубого измерителя и синхронизатора, а также выполнение генератора медленной модуляции в виде последовательно соединенных задающего генератора медленной модуляции и управляемого аттешоатора, позволяет значительно повысить пределы измерений дальности при заданной погрешности, либо при фиксированном диапазоне измерения существеино уменьшать погрешность измерения.

tl J

-t