Комплексный измеритель дальности Советский патент 1988 года по МПК G01S13/86 

00 со

О)

со

Изобретение относится к области радиотехники и м.б. использовано в радионавигационных системах. Цель изобретения - повышение точности измерения. Для достижения цели в измеритель введены ключ 21, фазовый детектор 22, усилители 23, 27, 28, сумматор 24, интегратор 25, выходное напряжение которого пропорционально оценочному значению фазы принимаемого радиосигнала. Это напряжение в регулируемом фазовращателе 14 используется для фазовой подстройки опорного сигнала, вырабатываемого в г-ре опорного колебания 12, что обеспечивает более точную фазовую подстройку опорного сигнала, используемого в синхронном и фазовом детекторах, и обуславливает возможность дальнейшего сужения полосы пропускания обоих радиотехнических каналов без увеличения динамических ошибок слежения. Дополнительному сужению полосы пропускания следящих каналов также способствует введение перекрестных связей по ошибкам слежения между каналом измерения дальности и каналом фазовой автоподстройки. 3 ил. (Л

Ц)иг.1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радионавигационных системах.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На фиг. 1 представлена электрическая схема комплексного измерителя дальности; на фиг. 2 - электрическая схема блока .оценки скорости; на фиг. 3 - блок оценки ускорения.

Комплексный измеритель дальности содержит синхронный детектор I, временной различитель 2, первый усилитель 3, первый сумматор 4, первый фильтр 5 нижних частот, второй сумматор 6, первый интегратор 7, третий сумматор 8, второй интегратор 9, формирователь 10 импульса, формирователь 11 следящих стробов, генератор 12 опорного колебания, умножитель 13 частоты, регулируемый фазовращатель 14, второй усилитель 15, третий усилитель 16, датчик 17 скорости, блок 8 оценки скорости, датчик 19 ускорения, блок 20 оценки ускорения, ключ 21, фазовый детектор 22, двадцать пятый усилитель 23, пятнадцатый сумматор 24, пятый интегратор 25, фазовращатель 26 на 90°, двадцать шестой усилитель 27, двадцать седьмой усилитель 28.

Блок оценки скорости содержит четвертый сумматор 29, четвертый усилитель 30, пятый 31 и шестой 34 усилители, седьмой сумматор 35, третий интегратор 36, четвертый интегратор 37, восьмой сумматор 38, седьмой 39 и восьмой 40 умножители, девятый сумматор 41, второй фильтр 42 нижних частот, девятый 43, десятый 44, одиннадцатый 45, двенадцатый 46 тринадцатый 47 и четырнадцатый 48 усилители.

Блок оценки ускорения содержит десятый сумматор 48, пятнадцатый умножитель 50, одиннадцатый сумматор 51, третий фильтр 52 нижних частот, первый модулятор 53, двенадцатый сумматор 54, шестнадцатый 55, семнадцатый 56 и восемнадцатый 57 усилители, тринадцатый 58 и четырнадцатый 59 сумматоры, четвертый 60 и пятый 61 фильтры нижних частот, второй модулятор 62, делитель 63 частоты, фазовращатель 64, девятнадцатый 65, двадцатый 66, двадцать первый 67, двадцать второй 68, двадцать третий 69 и двадцать четвертый 70 усилители.

Комплексный измеритель дальности работает следующим образом.

Входной радиосигнал, содержащий информацию о дальности до цели, и сигнал с выхода генератора 12 опорного колебания через умножитель 13 частоты и регулируемый фазовращатель 14 поступают на синхронный детектор 1. Выходное напряжение синхронного детектора в виде видеоимпульса подается на временной различитель 2, на который также с выхода формирователя 11 следящих стробов поступают сле5

дящие импульсы, соответствующие раннему и позднему стробам, ось симметрии которых соответствует ожидаемой симметрии импульса от цели. Временной различитель

2 формирует напряжение, пропорциональное отклонению оси видеоимпульса относительно оси симметрии следящих стробов. Постоянное выходное напряжение временного различителя подается на вторые входы блока 18 оценки скорости, блока 20

0 оценки ускорения и через усилитель 3 на первый вход сумматора 4, на второй и третий входы которого с первых выходов соответственно блока 18 оценки скорости и блока 20 оценки ускорения поступают корректи5 рующие напряжения. На первый инверсный вход сумматора 4 подается с четвертого выхода блока 18 оценки скорости компенсирующее напряжение, пропорциональное скорости изменения флуктуационной дально- мерной составляющей путевой скорости.

0 Напряжение с выхода четвертого сумматора 4 через первый фильтр 5 нижних частот подается на третий вход блока 20 оценки ускорения и первый вход сумматора 6, на второй и третий, четвертый входы которого поступают корректирующие напряжения соответственно через усилитель 15 с выхода временного различителя и вторых выходов блока 18 оценки, блока 20 оценки ускорения. Напряжение с выхода сумматора 6 подается на вход первого интегратора 7,

Q с выхода которого снимается напряжение, пропорциональное скорости изменения дальности до цели, и подается на третий вход блока 18 оценки скорости и на первый вход сумматора 8. На второй и третий, четвертый входы сумматора 8 с выходов уси5 лителя 16 и с третьих выходов блока 18 оценки скорости, блока 20 оценки ускорения подаются корректирующие напряжения. Напряжение с выхода сумматора 8 подается на интегратор 9, с выхода которого снимается напряжение, пропорциональное из0 меряемой дальности до цели. Выходное напряжение интегратора 9 воздействует на формирователь 11 импульса, выходной импульс которого подается на формирователь 12 следящих стробов, где осуществляется формирование двух следящих импульсов, соответствующих раннему и позднему стробам. Кроме того, выходным импульсом формирователя 10 импульса замыкается ключ 21, на первый вход которого поступает входной радиосигнал. С выхода ключа 21 радиоп сигнал подается на вход фазового детектора 22, на другой вход которого подается опорный сигнал с выхода фазовращателя 26, осуществляющего поворот фазы на я/2 сигнала, снимаемого с выхода регулируемого фазовращателя 14. Выходное напряжение

5 фазового детектора, величина которого определяется фазовым рассогласованием между сигналами, поступающими на него, после соответствующего усиления в усилителе 28

подается на инверсный вход сумматора 4. На первый вход сумматора 24 через усили тель 27 с выхода временного различителя подается корректирующее напряжение с весом, определяемым коэффициентом 27 передачи усилителя. Напряжение с выхода сумматора 24 подается на интегратор 25, выходное напряжение которого пропорционально оценочному значению фазы принимаемого радирсигнала. Это напряжение в регулируемом фазовращателе 13 используется для фазовой подстройки опорного сигнала, вырабатываемого в генераторе 12 опорного колебания, что обеспечивает более точную фазовую подстройку опорного сигнала,используемого в синхронном и фазовом детекторах, и обусловливает возможность дальнейщего сужения полосы пропускания обоих радиотехнических каналов без увеличения динамических ошибок слежения. Дополнительному сужению полосы пропускания следящих каналов также способствуют введение перекрестных связей по ощибкам слежения между каналом измерения дальности и каналом фазовой автопадстройки. Величины вводимых корректирующих напряжений определяются коэффициентами передачи соответствующих усилителей 27 и 28.

В качестве входных сигналов блоков оценки скорости 18 и ускорения 20 используются соответственно сигналы с выходов датчиков скорости 17 и ускорения 19.

Измеренное значение дальности снимается с выхода второго интегратора 9.

Формула изобретения

Комплексный измеритель дальности, содержащий последовательно соединенные синхронный детектор, временной дискриминатор, первый усилитель, первый сумматор, первый фильтр нижних частот, второй сумматор, первый интегратор, третий сумматор, второй интегратор, формирователь импульса и формирователь следящих стробов, выход которого соединен с опорным входом временного дискриминатора, последовательно соединенные генератор опорных колебаний, умножитель частоты и управляемый фазовращатель, выход которого соединен с опорным входом синхронного детектора, второй и третий усилители, входы которых соединены с выходом временного дискриминатора, выход второго усилителя соединен с вторым входом второго сумматора, выход третьего усилителя соединен с вторым входом третьего сумматора, последовательно соединенные датчик скорости и блок оценки скорости, выполненный в виде последовательно соединенных четвертого су.матора, четвертого усилителя, пятого сумматора, третьего интегратора, последовательно соединенных щестого сумматора и пятого усилителя, последовательно соединенных шестого умножителя, седьмого сумматора, четвертого интегратора, восьмого сумматора и седьмого .умножителя, выход

которого соединен с инверсным входом четвертого сумматора, последовательно соединенных восьмого умножителя, девятого сумматора и второго фильтра нижних

частот, выход которого соединен с вторым входом восьмого сумматора, девятого, десятого и одиннадцатого усилителей, выходы которых соединены с вторыми в.ходами соответственно пятого, седьмого и девятого

сумматоров, двенадцатого, тринадцатого, четырнадцатого усилителей, входы которых соединены с выходом четвертого сумматора, выход третьего интегратора соединен с инверсным входом шестого сумматора, выход четвертого сумматора соединен с входами

5 шестого и восьмого умножителей, вход четвертого сумматора является первым входом блока оценки скорости, входы девятого, десятого и одиннадцатого умножителей соединены между собой и являются вторым входом блока оценки скорости, вход шесто0

го сумматора и третий вход восьмого

сумматора соединены между собой и являются третьим входом блока оценки скорости, выходы двенадцатого, тринадцатого, четырнадцатого и пятого усилителей явля5 ются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами блока оценки скорости, последовательно соединенные датчик ускорения и блок оценки ускорения, выполненный в виде последовательно соединенных десятого сумматора, пятнадцатого

0 усилителя, одиннадцатого сумматора, третьего фильтра нижних частот, первого модулятора, двенадцатого сумматора и шестнадцатого усилителя, выход которого соединен с инверсным входом десятого сумматора, последовательно соединенных семнадцатого

5 усилителя, тринадцатого сумматора, четвертого фильтра нижних частот и второго модулятора, выход которого соединен с вторым входом двенадцатого сумматора, последовательно соединенных восемнадцатого усилителя, четырнадцатого сумматора и пятого фильтра нижних частот, выход которого соединен с третьим входом двенадцатого сумматора, последовательно соединенных делителя частоты и фазовращателя, выход которого соединен с опорным входом

5 первого модулятора, девятнадцатого, двенадцатого и двадцать первого усилителей, входы которых соединены с выходом десятого сумматора, двадцать второго, двадцать третьего и двадцать четвертого усилителей, входы которых соединены с вто0 рыми входами соответственно одиннадцатого, тринадцатого и четырнадцатого сумматоров, входы семнадцатого и восемнадцатого умножителей соединены с выходом десятого сумматора, вход десятого сумматора является первым входом блока оценки уско5 рения, входы двадцать второго, двадцать третьего и двадцать четвертого усилителей соединены между собой и являются вторым входом блока оценки ускорения, четвертый вход двенадцатого сумматора и вход

0

делителя частоты являются соответственно третьим и четвертым входами блока оценки ускорения, выходы девятнадцатого, двадцатого и двадцать первого усилителей являются соответственно цервым, вторым и третьим выходами блока оценки ускорения, вторые входы блока оценки ускорения и блок оценки скорости соединены с выходом временного дискриминатора, третий вход блока оценки скорости соединен с выходом первого интегратора, нервый, второй, третий и четвертый выходы блока оценки скорости соединены соответственно с вторым входом первого сумматора, третьим входом второго сумматора, третьим входом третьего сумматора и первым инверсным входом первого сумматора, третий и четвертый входы блока оценки ускорения соединены соответственно с выходом первого фильтра нижних частот и выходом генератора опорных колебаний, первый, второй и третий выходы блока оценки ускорения соединены соответ- ственно с третьим входом первого сумматора и четвертыми входами второго и треть0

с 0

его сумматоров, причем входом устройства является вход синхронного детектора, а выходом - выход второго интегратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения введены последовательно соединенные ключ, фазовый детектор и двадцать пятый усилитель, последовательно соединенные двадцать шестой усилитель, пятнадцатый сумматор и пятый интегратор, выход которого соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя, выход которого через фазовращатель на 90° соединен с опорным входом фазового детектора, двадцать седьмой усилитель, вход которого соединен с выходом фазового детектора, а выход - с вторым инверсным входом первого сумматора, выход временного усилителя - с входом двадцать шестого усилителя, выход двадцать пятого усилителя - с инверсным входом пятнадцатого сумматора, вход ключа соединен с входом синхронного детектора, выход формирователя импульса - с управляющим входом ключа.

фиг.2