Дальномерная система с измерениемРАзНОСТи фАз HA чАСТОТЕ МОдуляции Советский патент 1981 года по МПК G01S1/32 

(54) ДАЛЬНОМЕРНАЯ СИСТЕМА С ИЗМЕРЕНИЕМ РАЗНОСТИ ФАЗ НА ЧАСТОТЕ МОДУЛЯЦИИ На чертеже изображена структурная электрическая схема дальномерной систекы с измерением разности фаз на частоте модуляции. Предложенная дальномерная система содержит наземную 1 и бортовую 2 емопередагацие станции, при этом бортовгш приемопер гдакщая станщ я 2 со,держит приемопередакЕцую антенну 3 п редатчик 4, приеьшик 5, генератор 6 опорной частоты и индикатор 7 откло нения, делитель 8 частоты, блок 9 пе ременней задержки, блок IQ статистической обработки достоверных сигнало при этом делитель 8 частоты включен между выходом генератора 6 опорной частоты и входом передатчика 4, а вы ход приемника 5 соединен с индикатЬром 7 откланения через блок 9 переменной задержки и блок 10 статисти ческой обработки достоверных сигнало Блок 10 статистической обработки дос товерных сигналов содержит два формирователя 11, 12 импульсов, две схе ь 13, 14 совпадения и усредняющее . дифференциально-разностное звено 15, причем одни Bxojtsa схем 13, 14 совпадения соединены с выходом генератора б опорной частоты, а другие - с Шз1ходс1ми последовательно соединенных формирователей 11, 12 импульсов, а выходы схем 13, 14 совладения соединены с интегрирующими входами усредняющего дифференциально-разностного звена 15. Наземная приемопередающая станция 1 содержит приемопередающую антенну 16, приемник 17 и передатчик 18. . Система работает следующим образо На модуляционный вход передатчика 4 поступают импульод. с генератора. 6 опорной частоты через делитель 8 частоты. Частота импульсов соответст вует модуляционной частоте. Из импул сов опорной частоты в передатчике 4 зарабатывается синусоидальный сигнал, которым модулируются COOTнетственные высокочастотные колебания. Модулированные высокочастотные колебания излучаются приемопередающей ан тенной 3 и через антенну 16 поступают на вход приемника 17. В приемнике 17 выделяется модуляционная часто та, которой ьюдулируются собственные ш сокочастотные колебания передатчика 18, отличающиеся от высокочастотных колебаний передатчика 4. Модулируемые высокочастотные колебания наземной станции. 1, излучае-. гллА антеннгой 16, принимаются антенной 3 и поступают на вход приемника 5 . В приемнике 5 выделяется модуляционная частота, и в момент перехода, этого сигнала через нулевую линию вщраба швается опорный импульс, кото рый поступает на вход блока 9 переменной задержки. Блоком 9 переменной згюержки осуществляется сдвиг импуль са в пределах длительности периода следования импульсов генератора 6 опорной частоты. Передним фронтом выходного импульса блока 9 реременной задержкизапускается формирователь 11 импульсов, длительность выходного импульса которого равна длительности импульса генератора 6 опорной частоты. Этот импульс поступает на входы схемы 13совпадения и второго формирователя 12 импульсов, последний запускается по заднему фронту входного импульса. Длительность выходного импульса формирователя 12, который поступает на схему 13 совпадения, также равна длительности импульсов генератора 6 опорной частоты. На вторые входы схем 13 и -14 совпадения поступают импульсы генератора 6 опорной частоты, исходные импульсы со схем 13 и 14совпадения, длительность которых пропорциональна временному интервалу перекрытия импульсов формирователей и генератора 6 опорной частоты, поступают на интегрирующие входы блока 10 статистической обработки с дифференциально-разностным звеном 15, где сигналы с интегрирующих цепей статистически усредняются за выбранный период времени и сравниваются на диффаренциальноразностном звене 15. Выходной сигнал с дифференциальноразностного звена 15 поступает на вход индикатора 7 отклонения. В момент калибровки с помощью блока 9 переменной задержки совмещаются строб-импульсы с формироват,елей 11, 12 с одним из ближайших по временному положению импульсов генератора 6 опорной частоты. В этом случае со схем 13, 14 совпадения на интегрирующие цепи поступают импульсы. Равенство по длительности выходных импульсов со схем 13, 14 совпадения наступает лишь в момент половинного перекрытия импульсов генератора 6 опорной частоты с импульсами формирователей 11, 12.. Это соответствует равенству входных напряжений на интегрирующих цепях и блоке 10 статистической обработки, На выходе блоки 10 статистической обработки с дифференциальноразностным звеном 15 автоматически устанавливается условный нуль. Это соответствует выбранной трассе перемещения. При Нсшичии отклонения подвижного объекта от заданной трассы во временном интервале сдвигается пара строб-импульсов с формирователей 11, 12 импульсов. Нарушается равенство длительности выходных импульсов со схем 13, 14 совпадения и, следовательно, на входе блока 10 статистической обработки достоверных сигналов появляется информация о величине ,и направлении отклонения подвижного объекта от заданной трассы.

Таким образом, в дальномерной системе с помощью делителя 8 частоты и блока 9 переменной задержки измеряемый интервал времени, пропорциональный расстоянию до объекта, сокраща-. ется до величины, равной длительности импульсов генератора 6 опорной частоты .при сокращении информации о перемещении объекта. Точность изме Рений в этом случае значительно повышается за счет снижения требования к стабильности работы блока 9 переменной задержки. Кроме того, подобное построение систег л позволяет создать конструктивно простыв блоки переменной задержки во времени.

Сокращение измеряемого интервала времени до длительности импульса генератора 6 опорной частоты поз-. воляет производить статистическую обработку не всего интервала времени, пропорционального расстоянию до объекта, а только момента совпадения импульсов, сформированных в блоке 10 статистической обработки дотоверных сигналов, с импульсами генератора б опорной частоты. Выбросы в импульсные помехи в этом случае сттистически не обрабатываются, так ка при их наличии не происходит указанного временного совмещения импульсов Обрабатывается лишь достоверная инфомация. Как показали проведенные исследования коэффициента усреднения погрешности при. статистической обработке информации, точность измерения с помощью предлагаемого устройства увеличится в N/3 раз, где N - число статистически обрабатываемых циклов измерения. .

Помехоустойчивость дальномерной системы существенно повышается за счет того, что вероятность появления помехи в пределах разрешенного интервала мала и равна отношению длительности импульсов генератора 6 опорной частоты к периоду модуляционного сигнала.

При использовании дальномерной системы для вождения летательного аппарата по эквидистатным трассам пилотом с помощью блока переменной за.держки выбирается нужная трасса, по которой он и следует, руководствуясь показаниями индикатора отклонения. При желании процесс управления летательного аппарата по эквидистатным трассам возможно автоматизировати, а выбор трасс заранее запрограммировать на земле, в этом случае индикатор отклонения связывают с -системой автопилотирования и через блок программного ввода - с блоком переменной задержки.

Дальномерная система может быть также приме.нена для автоматического вождения тракторов, земснарядов и других подвижных объектов, гйё требуется большая точность выдерживания направления перемещения.

0

Дальномерная система позволяет обеспечить управление подвижными объектами с погрешностью отклонения от заданной трассы ±.1,в районах, насыщенных -радиотехническиг-ш средствами, что повышает качество выполняе5мых работ.

Формула изобретения

1.Дальномерная система с измерением разности фаз на частоте модуля0ции, содержащая наземную и бортовую приемопередакядие станции, при этом бортовая приемопередающая станция содержит приемопередающую антенну, передатчик, приемник, генератор опорной частоты и индикатор отклонения,

5 отличающаяся .тем, что,

с целью повышения помехозаидащенности и точности измерений, в бортовую приемопередакицую станцию введены делитель частоты, блок переменной за0держки и блок статистической обработки достоверных сигналов, при этом делитель частоты включен меходу выходом генератора опорной частоты и входом передатчика, а выход Приемни5ка соединен с индикатором отклонения через блок переменной задержки и блок статистической обработки достоверных сигналов.

2.Система по п. 1, отличаю0щаяся тем, что блок статистической обработки достоверных сигналов содержит два формирователя импульсов, две схели совпадения и усредняющее дифференциально-разностное звено, причем .одни входы схем совпадения соеди5нены с выходом генератора опорной-частоты, а другие - с выходами последовательно соединенных формирователей импульсов, а выходы схем совпадения соединены с интегрирующими вхо0дами усредняющего дифференциальноразностного звена.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Астафьев Г. П. и др. Радио5технические средства навигации летательных аппаратов.-М., Сов. радио, 1962, с. 263 (прототип). /-Tf- i L.IIIJ