СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЙ С ПОМОЩЬЮ ИМПУЛЬСНОГО ИСТОЧНИКА СВЕТА Советский патент 1973 года по МПК G01C3/08 

1

Известен способ пзмерення расстояний с помощью импульспого источника света по разпостн фаз посылаемого и принимаемого сигналов. Момент излучения импульсного сигнала жестко привязывается к фазе высокочастотного колебания /ь а запаздывание отраженного сигнала определяется по временному интервалу между двумя импульсами, привязанными к фазе двух непрерывных колебаний, первое из которых образовано путем взаимодействия колебаний /1 и колебания гетеродина /2, а второе - путем взаимодействия гетеродина и отраженного импульса.

По предлагаемому способу запуск излучателя осуществляется с высокой стабильностью частоты повтореиия импульсов, а измерение времени запаздывания отраженного сигнала производится по разности фаз напряжении высокочастотных гармоник, выделяемых из посылаемой и принимаемой импульсных последовательностей.

На чертеже показана блок-схема устройства, реализующего описываемый способ.

Передающий тракт включает в себя стабильпый генератор импульсов / с частотой следования F, питающий импульсный источник 2 излучения. При этом излучаемый сигнал можно рассматривать как сумму гармонических колебаний, кратных частоте .F, которые излучаются на дистанцию. Максимальная частота

спектра зависит от длительности импульсов и может составлять десятки мегагерц. Для получения высокой точности в приемном тракте выделяют возможио более высокочастотную гармонику /„ , в фазе которой содержится пнформацня о расстоянни. Можио показать, что для выделения гармоники необходимо обеспечить такую стабильность генератора, чтобы времеиные флюктуацпп импульсов составляли

менее четверти периода гармоники. Выбор / „ F п (п 1) осуществляют путем с .:еше)1ия в смесителе 3 импульсного сигпала и иапряжеиия гетеродина 4, частота которого /о отличается от частоты /„ на некоторую постоянную величину. В результате этого на выходе преобразователя будет выд еляться промежуточная частота Гпр f ,-/2, фаза которой будет изменяться строго одинаково с изменением фазы гармоники /„ . Колебание .Г,,,, выделяется и усжишается с помощью узкополосиого усилителя 5 и иодается на фазоизмерительное устройство 6, на другой вход которого через узконолосный усилитель 7 поступает опорное колебание такой же частоты Г,,р, полученное аналогично путем взаимодействия частоты /2 и гармоники /„ импульсного сигнала, поступающего непосредственно из передатч;)Ка в приемпик 8. Измерение разности фаз двух иизкочастотиых (НЧ) колебаннй может

быть осуществлено либо с помощью прецизионного НЧ-фазовращателя (имеющего значительно более высокую точность по сравнению с высокочастотным) и синхронного детектора, либо путем измерения временного интервала между двумя импульсами, привязанными к фазам нзмеренных колебаний. В предлагаемой системе устраненне неоднозначности измерения днстанцин осуществляется путем последовательного нснользоваиия нескольких частот /2 гетеродина, удовлетворяющих условию

f ./г - /2 Г„р (п 1)

Поскольку на дистанцию посылается сигнал, состояии1Й из большого числа колебаний в щироком спектре частот, нет необходимости изменять частоту кварцевых генераторов в передающем тракте, как это делается в известных фазовых системах. Переход на ту или иную новую частоту здесь пронзводят переклю.чеиием только частоты гетеродина при постоянной промежуточной частоте. Опорное колебание промежуточной частоты формируется в отличие от }казанной выше системы из оптического сигнала, и, таким образом, компенсируется влияние различного рода фазовых стабильпостей в передающем тракте.

П р е д м ет и з о б р е т е и и я

Способ нзмере1 11я расстояний с помощью и.мпульсного источника света, заключающийся в том, что на дистаицию посылают немод лированные импульсы света, а расстоянне онределяют ио разности фаз посылаемого и принимае.мого сигналов, отличающийся тем, что, с целью повышения точпости, из посылаемого и принимаемого снгпалов выделяют высокочастотную гармонику, преобразуют ее в низкочастотпые сигиалы, по разности фаз которых определяют расстояние.