CN1153558A - 无线电距离探测器 - Google Patents

Abstract

一种无线电距离探测系统(10)包括一个无线电距离探测器(12)和多个远距离移动应答器(14)。该无线电距离探测器(12)发射用指定一具体移动应答器的地址代码调制的信号。当一移动应答器接收到由该无线电距离探测器发射的被调信号(Ms)，而该被调信号已经用相应于指定到该移动应答器的地址的地址代码调制时，该移动应答器向该无线电距离探测器转发一返回信号(Rs)。一个在该无线电距离探测器内的接收机(32)将该接收到的信号传送到混频器(30)，该混频器还接收到等同于由发射机(20)输出的被调信号的一内部载波信号。之后混频器的输出被滤波以及解调，产生与该移动应答器(14)和该无线电距离探测器(12)之间的距离成正比的一输出信号。

Description

无线电距离探测器

                     技术领域

本发明涉及跟踪系统，特别涉及一种用于测量一远距离应答器和一参考位置之间距离的无线电距离探测器。

                     背景技术

在现有技术中，根据一固定的参考位置识别并探测一移动应答器的通讯系统为人们所熟悉，并已应用在包括航空学在内的许多场合之中。例如已知的一个跟踪系统，包括在该参考位置设置的用于发射由识别数据编码的信号的一RF发射机，该识别数据由被跟踪的该移动应答器所接收。根据接收到的该被编码的信号确定该编码的信号是向该移动应答器寻址的，该移动应答器转发一个不同于原始发射信号频率的返回信号，该返回信号被参考位置上的接收机接收。该移动应答器的辅助的和条件功能信息能够被叠加在该转发的信号上。

当该接收机接收到该转发信号时就能确定该被寻址的移动应答器的身份和位置。然而虽然知道该移动应答器的位置，但其离开参考位置的距离并不容易得到。

本发明的目的在于提供一种新的无线电距离探测器和一种无线电距离探测系统，以便测量一远距离应答器和一参考位置之间的距离。

                     发明公开

按本发明一个方面，提供一种无线电距离探测器，包括：

一发射机，发射由一远距离应答器接收的一个信号；

一接收机，用于接收响应所说发射信号而从所说远距离应答器转发的返回信号；以及

处理装置，用于使所说发射的和返回的信号相关，并产生与所说的远距离应答器离开所说无线电距离探测器的距离成比例的一输出信号。

按本发明另一个方面，提供一种无线电距离探测系统，包括：

一发射机，发射由一远距离应答器接收的一个信号；

至少一远距离应答器，用于接收一发射信号并响应所说发射信号转发一返回信号；

一接收机，用于接收所说返回信号；以及

处理装置，用于使所说发射的和返回的信号相关，并产生与所说远距离应答器离开所说接收机的距离成比例的一输出信号。

在一优选的实施例中，该处理装置包括确定发射和返回信号之间的延迟的装置以及响应该确定装置产生该输出信号的装置。另外，该无线电距离探测系统进而包括寻址装置，与该发射机联合使用，用于寻址发射信号，以便识别一具体的远距离应答器。在这种情况下，每个至少一个远距离应答器包括地址检测装置，以检测寻址的发射信号，使得当接收到适当的寻址的发射信号时，该远距离应答器能转发一个返回信号。

本发明提供的优点在于该无线电距离探测器的设计简单并使得在该参考位置和该远距离应答器之间的距离测量准确。

                     附图简述

以下将参照附图描述本发明的一个实施例，这些附图为：

图1为表示按本发明的全双工无线电距离探测系统的整体结构的方块图；

图2为形成图1系统部分的无线电距离探测器电路的方块图；

图3为形成图2电路部分的芯片(chip)代码产生器的方块图；以及

图4为用图表示原始发射信号，从该应答器接收的返回信号，以及该两个信号之间延迟的时间。

                实施本发明的最佳方式

现在参照图1，表示出一种无线电距离探测系统并通常用标号10表示。系统10包括一个无线电距离探测器12以及多个远距离移动应答器14，这里仅表示出一个。该无线电距离探测器发射由每个移动应答器14接收的一被调制信号Ms。这个被发射的被调制的信号为用移动应答器之一所特有的一地址调制的Ms。当该移动应答器接收到这个被调制信号时，该被调制的信号由每个移动应答器审查，以便确定它是否对那个指定的应答器寻址，未对一个应答器寻址的接收的被调信号是被忽略的。接收正确寻址的被调信号的移动应答器14通过转发一返回信号Rs响应该被调制信号。当该无线电距离探测器12接收到该返回信号Rs时，它使该返回信号和发射的被调制信号Ms按这样一种方式进行相关处理，即产生的输出信号代表该无线电距离探测器12和被寻址的移动应答器14之间的距离。

现在转到图2，更好地说明该无线电距离探测器12。如能看到的那样，该无线电距离探测器包括接收一代码产生器22输入的一发射机20。代码产生器22接收一微控制器24以及一时钟26的输入并将输入提供到一平衡调制器28。该平衡调制器28还接收时钟26的输入并将输出提供到一混频器30。混频器30还接收一接收机32的输入并将输出提供到一带通滤波器34。带通滤波器34的输出提供到一包络解调器36，当在发送出一被发送的被调制信号Ms之后接收到一返回信号Rs时，该包络解调器36产生与被寻址的移动应答器14和该无线电距离探测器12之间的距离成比例的一输出信号。由于该无线电距离探测器12具有一个接收机32和一个发射机20，这样能同时收/发信号，使系统10成为一个全双工系统。

图3更好地说明代码产生器22，并且如所能见到的那样，它是由一组分别串联的延迟元件40、42和44构成。该延迟元件被结合在一反馈通道46中。具体地，最后延迟元件44和中间延迟元件的输出与一个模数2加法器48相结合并反馈到第一延迟元件40的输入端。代码产生器22的内容由微控制器24初始化。

以下将描述该无线电距离探测系统10的操作。当欲确定移动应答器14和该无线电距离探测器12之间的距离时，微控制器24向代码产生器22提供输入，以便对它进行初始化，使得该代码产生器22产生一输出代码，该输出代码代表其离该无线电距离探测器12的距离将被确定的移动应答器14的地址。这个由代码产生器22输出的地址代码AC(参见图3)被提供到发射机20。发射机20顺次产生并发射具有由该地址代码调制的频率f1的伪频谱扩展载波信号。该地址代码AC还被加到平衡调制器28，该平衡调制器28调制与由该发射机发射的信号相同的一内部载波信号。

当该被调信号Ms发射时，所有移动应答器14将接收该被调制信号。每个移动应答器14包括设计用来检测一调制信号的地址检测电路，该调制信号已经由相应指定给那个移动应答器的地址的地址代码调制。如果一发射的被调信号由这样一个移动应答器接收，该移动应答器由并非相应指定给该移动应答器的一地址代码所调制，则该移动应答器将忽略该被接收的被调信号。然而，如果由该移动应答器接收的该被调信号是由相应指定给该移动应答器的一地址代码所调制，则该移动应答器将被起动并转发载波频率为f2的一返回信号Rs。

当该返回信号Rs由接收机32接收时，它被施加到也从平衡调制器28接收被调内部载波信号的混频器30。由于该被调内部载波信号和该原始发射的被调信号Ms是相等同的，所以混频器30具有对它可加以应用的原始发射的和返回的信号。图4表示两者都由一个地址代码AC调制的被调内部载波信号和返回信号。还表示出该载波和返回信号之间的延迟以及该地址代码的持续期Tc。混频器30的输出被带通滤波器34滤波，然后通过包络解调器36，使该返回的信号和内部载波信号进行相关而产生直接与该原始发射的被调信号Ms和该返回信号Rs之间的延迟σ成正比的一模拟输出电压。延迟σ可表示为：

                      σ＝d/c；这里：

d等于该无线电距离探测器12和远距离移动应答器14之间的距离；以及

c等于无线电信号通过周围媒介的传播速度，信号通过它进行传播。

由于光速和延迟σ都为已知，该包络解调器36的模拟电压输出与该无线电距离探测器12和被寻址的移动应答器14之间的距离d成比例。该模拟电压输出能进行定标并被转换成数字形式，以便产生代表该距离d的一数字值。该代表距离d的数字信号能被用来驱动一个显示器，以便提供该距离的直观的指示。

使用系统10能测量的最大距离由下列等式确定：

                  d＝c×Tc；这里：    (1)

c为无线电信号通过周围媒介的传播速度，信号通过它进行传播；以及

Tc为由代码产生器22产生的一个地址代码的持续期。

当然，一个地址代码的持续期由在该地址代码中的时钟速度和位数确定。

例如，在系统10中，该代码产生器的输出率为1Mbit/s，提供了2MHz的信号带宽，在假定Tc＝1μs以及c＝3×10⁸m/s情况下，则使用等式(1)在该无线电距离探测器12和一移动应答器14之间的能测量的最大距离为300m。同样在该例中，如果使用8位模/数转换器将该模拟电压转换到数字距离值，则该电压能用300m/256＝1.17m分辨力变换。

虽然该系统10已经作为包括一接收机32和一发射机20的全双工系统进行了描述，应当理解一个半双工发/收机能被用来单独地起到发/收机两者的作用。然而应理解在这种情况下，不能同时收/发信号。

同样，该模拟输出电压能被进行定标并且能产生模拟显示，以便提供距离d的直观指示，而无需转换成数字形式。

对于本发明技术人员明显的是可能进行另外的修改和变化而不脱离由权利要求所限定的本发明的范围。

Claims (12)

1.一种无线电距离探测器，包括：

一发射机，发射由一响应所说发射信号远距离应答器接收的信号；

一接收机，用于接收来自所说远距离应答器响应所说发射信号的返回信号；以及

处理装置，用于将所说发射的和返回的信号进行相关处理，并产生与所说远距离应答器离所说无线电距离探测器的距离成比例的一输出信号。

2.如权利要求1限定的一种无线电距离探测器，其中所说处理装置包括确定发射的和返回的信号之间的延迟的装置以及响应所说确定装置产生所说输出信号的装置。

3.如权利要求2限定的一种无线电距离探测器，还包括寻址装置，与所说发射机联合使用，用于寻址对一具体远距离应答器发射的信号。

4.如权利要求3限定的一种无线电距离探测器，其中所说确定装置包括一混频器，将发射的和返回的信号进行混频，以及其中所说产生装置包括一滤波器，通过混频的信号，一包络解调器接收所说滤波器的输出并产生所说输出信号。

5.如权利要求4限定的一种无线电距离探测器，其中所说输出信号是一个模拟电压，其幅度直接与所说距离成比例。

6.如权利要求3限定的一种无线电距离探测器，其中所说寻址装置包括一代码产生器，用于产生代表一具体远距离应答器地址的一个代码，和一微控制器，对所说代码产生器进行初始化。

7.一种无线电探测系统，包括：

一发射机，反射由一远距离应答器接收的信号；

至少一个远距离应答器，用于接收一个发射的信号，并且响应所说发射信号转发一返回信号；

一接收机，用于接收所说返回信号；以及

处理装置，用于将所说发射的和返回的信号进行相关处理，并产生与所说的远距离应答器离所说接收机的距离成比例的一输出信号。

8.如权利要求7限定的一种无线电距离探测器，其中所说处理装置包括确定发射的和返回的信号之间的延迟的装置以及响应所说确定装置产生所说输出信号的装置。

9.如权利要求7限定的一种无线电距离探测系统，还包括寻址装置，与所说发射机联合使用，用于寻址发射的信号，以便识别一具体的应答器，每个所说至少一个应答器包括地址检测装置，检测被寻址的发射信号，当接收到正确寻址的发射信号时起动所说应答器转发一返回信号。

10.如权利要求7限定的一种无线电距离探测系统，其中所说确定装置包括一混频器，将发射的和返回的信号进行混频，且其中所说产生装置包括一滤波器，通过混频的信号，一包络解调器接收所说滤波器的输出并产生输出信号。

11.如权利要求10限定的一种无线电距离探测器，其中所说输出信号是一模拟电压，其幅度直接正比于所说距离。

12.如权利要求7限定的一种无线电距离探测器，其中所说寻址装置包括一代码产生器，用于产生代表一具体远距离应答器地址的一地址代码，以及一微控制器对所说代码产生器进行初始化。