АНАЛОГО-ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ Советский патент 1967 года по МПК G01S7/295 

Известны аналого-цифровые устройства измерения дальности объекта в импульсных РЛС и разности фаз в фазовых пеленгаторах.

Предложенное аналого-цифровое устройство позволяет однозначно измерять дальность объекта в широком диапазоне дальностей с высокой точностью при малых отношениях мощности полезного сигнала к мощности шумов с выдачей результата измерения в цифровом виде. При этом обеспечивается легкость не только выдачи истинной дальности в электронную цифровую вычислительную машину (ЭЦВМ), но и возможность ввода программных значений измеряемой дальности от ЭЦВМ в измеритель, что повышает надежность и точность измерения дальности объекта.

На чертеже приведены функциональные схемы импульсно-фазового аналого-цифрового устройства измерения дальности объектов и подмодулятора РЛС, а также показана связь измерителя с другими системами РЛС.

Рассмотрим работу устройств.

Для измерения дальности объекта фазовым методом передатчик РЛС модулируется напряжением типа «Меандр. Длительность импульса выбирается равной целому числу полупериодов напряжения типа «Меандр. Это обеспечивает простоту построения подмодулятора и легкость согласования импульсного и

фазового каналов измерения дальности объекта.

Выработка необходимых модулирующих напряжений осуществляется подмодулятором 1, работа которого синхронизируется от общего синхронизатора РЛС 2. Деление частоты задающего генератора 3 для синхронизации подмодулятора / и измерителя 4 дальности (а

также и всех других устройств РЛС) осуществляется с помощью поискового счетчика 5. Имитатор 6 кода представляет собой коммутатор напряжений EI и Е, соответственно равных напряжениям проводящего и непроводящего плеч триггера поискового счетчика 5.

Выходное напряжение схемы 7 сравнения появляется при идентичности выходных напряжений младших разрядов поискового счетчика 5 и соответствующих выводов имитатора 6 кода. Длительность этого выходного напряжения равна периоду следования импульсов задающего генератора. Линия 8 задержки, осуществляющая задержку импульсов задающего генератора на время, равное длительности его

импульсов, обеспечивает появление на выходе клапана 9 импульсов, жестко привязанных по фазе к импульсам задающего генератора и периодом следования Т, равным периоду модулирующей частоты. Эти импульсы запускают

пульс длительностью, равной половине периода модуляционной частоты.

Таким об 3азом, происходит формирование модулирующего напряжения типа «Меандр, пеобходимого для работы фазового клапана измерения дальности объекта.

Для выработки запросного импульса передатчика РЛС используется второй делитель частоты задающего генератора 3, состоящий из старших разрядов поискового счетчика 5, схемы 11 сравнения, имитатора 6 кода, схемы 12 совпадения и блокинг-генератора 13. Импульсы блокинг-генератора 13 устанавливают поисковый счетчик 5 в код записи нуля, тем самым обеспечивая выработку запросного импульса передатчика РЛС с периодом следования

T NJ,r,

где Гзг -период следования импульсов задающего генератора;

Л .- код числа, записанный в имитаторе 6 кода.

Схема 12 совпадения обеспечивает временное согласование фазовых и импульсных шкал измерителя, т. е. выработку запросного импульса передатчика РЛС, л естко привязанного по фазе к модулирующему напряжению фазового канала измерителя. Длительность запросного импульса определяется длительностью импульса мультивибратора 14.

Ретранслированный сигнал от объекта попадает в приемник 15 РЛС, где усиливается и разделяется по каналам. Узкополосный фазовый канал приемника дает синусоидальное выходное напряжение, период которого равен первой гармонике модулирующего напрял ения, а фаза по отношению к этому напряжению определяется дальностью объекта. Импульсный канал приемника выдает на вход измерителя импульсы колоколообразной формы, поскольку полоса пропускания приемника выбрана достаточно малой (для обеспечения большей дальности действия РЛС). Временное запаздывание этого импульса по отношению к запросным импульсам передатчика РЛС однозначно определяет дальность объекта.

Часть схемы измерителя 4 дальности, включающая поисковый 5 и реверсивный 16 счетчики, схему 17 сравнения, линию 8 задержки и схему 18 совпадения, вырабатывает импульсную последовательность с периодом следования Импульсов, равным периоду следования запросных импульсов и с фазой по отношению к ним, могущей изменяться от О до 2л с дискретностью, определяемой периодом следования импульсов задающего ге-нератора. Если импульсы генератора 19 полустробов грубо совместить во времени с ретранслированным импульсом от объекта, меняя код установки числа в реверсивном счетчике 16, то на выходе временного детектора 20 появится «сигнал ошибки. Напряжение «сигнала ошибки фильтруется в фильтре 21 и усиливается в усилителе 22. Выходное напряжение усилителя 22

запирает клапан 23 и через схему 24 сборки подается на определитель 25 знака и преобразователь 26 типа «напряжение-частота. Определитель 25 знака в зависимости от полярности напряжения «сигнала ошибки переключает реверсивный счетчик 16 измерителя в режиме сложения или вычитания.

Выходные импульсы преобразователя 26, поступая через клапан 27 на вход реверсивного

счетчика 16, изменяют код числа, установленного в нем. Это ведет к изменению момента времени выработки импульсов генератора 19 полустробов в сторону уменьшения напряжения «сигнала ошибки временного детектор а 20.

При уменьшении напряжения «сигнала ошибки временного детектора 20 до некоторой величины, при которой максимальная ошибка определения дальности объекта становится меньше, чем «цена полупериода модулируюшего напряжения, выходное напряжение усилителя 22 становится равным нулю. При этом на реверсивном счетчике 16 устанавливается код, соответствующий однозначному

измерению дальности объекта с ошибкой, определяемой импульсным каналом измерения дальности.

Часть схемы измерителя 4 дальности, содержащая младшие разряды поискового 5 и реверсивного 16 счетчиков, схему 28 сравнения, клапан 29, линию 8 задержки и блокинг-генератор 30, вырабатывает напряжение типа «Меандр, фаза которого по отношению к фазе модулирующего напряжения может меняться от О до 2л с дискретностью, определяемой периодом следования импульсов задающего генератора. При этом число определяется из

выражения

-f

Выходное напряжение блокинт-генератора 30 используется как опорное напряжение для фазового детектора 31 коммутаторного типа, на вход которого поступает выходное напряжение фазового канала приемника РЛС. Выходное напряжение фазового детектора используется для уточнения дальности объекта. Для этого оно фильтруется фильтром 32, усиливается в усилителе 33 и через клапан 23 и схему

24 сборки подается на определитель 25 знака и преобразователь 26. Этим обеспечивается корректировка кода числа в реверсивном счетчике 16, обеспечивающая соответствующий сдвиг фазы опорного напряжения фазового детектора 31. На реверсивном счетчике 16 измерителя устанавливается код дальности объекта с точностью, определяемой фазовым каналом измерения дальности объекта.

Съем результата измерения осуществляется схемой 34 съема результата измерения. По команде съема результата измерения запускается блокинг-генератор 35. Выходной импульс этого блокинг-генератора закрывает

ния с реверсивного счетчика 16 измерителя. Съем результата измерений осуществляется подачей импульса считывания от блокинг-генератора 36 на систему 37 клапанов. Задержка импульса блокинг-генератора 36 по отношению к команде съема результата измерения, осуществляемая линией 38 задержки, гарантирует правильность передачи измеренного кода дальности объекта, выдаваемого в виде параллельного кода в ЭЦВМ, линию связи или аппаратуру регистрации.

Предмет изобретения

1. Аналого-цифровое устройство измерения дальности объектов для импульсно-фазовых радиолокационных станций, содержащее аналого-цифровое устройство измерения разности фаз, состоящее из фазового детектора, фильтра, усилителя, преобразователя типа «Напряжение-частота и преобразователя типа «Число-частота, временной дискриминатор с усилителем и генератор полустробов, отличающееся тем, что, с целью однозначного и одношкального измерения дальности объекта и упрощения аппаратуры, усилитель временного дискриминатора через бесконтактную схему переключения, содержащую клапан и схему сборки, подключен к преобразователю типа

«Напряжение-частота, а выход преобразователя типа «Число-частота соединен со входом генератора полустробов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью упрощения аппаратуры синхронизации радиолокационной станции, поисковый счетчик преобразователя «Число-частота соединен через схемы сравнения с имитатором кода синхронизатора радиолокационной станции.

1ГТТТТТТ