RU1445352C - Светодальномер - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к геодезическому приборостроению, в частности к СВЧ-фазовым светодальномерам. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и упрощение процесса измерени . Устройство содержит лазерный генератор 3, высокочастотный генератор 1 первой масштабной частоты, электрооптические модул тор 2 и демодул тор 8, фотоэлектронный умножитель 14, узкополосные фильтрьл 16-18, линейный усилитель 15 и фазометры 21-23. Кроме того, в устройство вход т последовательно соединенные первый низкочастотный генератор 6 второй масштабной частоты, первый, второй и п тый фазокомпенсационные блоки 4,5,1,1, а также второй низкочастотный генератор 7, фазокомпенсационные блоки 9,10 и смесители 19, 20, 24, 25. с (С (Л

Description

JfSi

сл

00

сл ю

Иэобретение относитс  к СВЧ-фаэо- bN светодальномерам.

Целью изобретени   вл етс  однозначное измерение дальности без перестроек и расчетов и повышение точности .

На чертеже изображена структур- . на  схема светодальномера. :

Передающа  часть светодальномера содержит один высокочастотный гене- атор 1 пвр|вой масштабной частоты, вьссод которого подключен к резонатоу электронно-оптического модул тоа 2, св занного оптически с лазерным генератором (лазером) 3.

В резонатор модул тора введены ва других высокочастотных генератоа колебаний второй и третий масштабных частот от двух фазокомпенсацион- ных блоков 4 и 5 однополосной моду ции с нужным разносами частот. На один вход первого блока подключен енератор высокой частоты 1, а на втор ой его вход - первый низкочастот- йьй генератор 6 второй масштабной астоты. На один вход второго фазо- компенсационного блока 5 третьей масштабной частоты подключен выход первого фазокомпенсационного блока 4, а на другой его вход - второй низко- частотньй генератор 7.

Приемна  часть содержит электрон- но-оптиче,ский демодул тор 8, на вход которого поступают модулированн|)1Й отраженный сигнал и три опорных высокочастотных колебаний с трех других фазокомпенсационных блоков 9,10 и 11 однополосной модул ции.

Дл  формировани  опорных колебаний первой масштабной частоты один вход третьего фазокомпенсационного блока 9 подключен к выходу генератора высокой частоты I, другой его вход - к второму низкочастотному генератору 7 опорных колебаний.

Дл  формировани  опорного колебани  второй масштабной частоты один ВХОД четвертого фазокомпенсационного блока 10 подключен к выходу первого фазокомпенсационного блока Л, а другой - к выходу удвоител  12 низкой частоты.

Дл  формировани  опорных колебаний третьей масштабной частоты один вход п того фазокомпенсационного блока 11 подключен к выходу второго фазрком- пенЬационного блока 5, а другой - к выходу утроител  13 низкой частоты.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

На выходе злектронно-оптического демодул тора 8 включен фотозлект- ронный умножитель 14, линейный усилитель 15, на выходе которого имеютс  три полосовых узкополосных фильтра 16-18. Причем, с целью достижени  высокой точности измерений, выход первого фильтра 16 подключен непосредственно к входу первого фазометра,- а с целью расширени  Предела однозначного измерени  дальности выходы первого 16 и второго 17 фильтров подключены к первому вспомогательному смесителю 19, а выходы второго и третьего фильтров 17,18 подключены к второму вспомогательному смесителю 20 Дл  формировани  сигналов одинаковой частоты на входах всех трех счетчиков .

Дл  получени  одинаковых входных частот фазометров 21, 22 и 23 на входы фазометров 22 и 23 подаютс  когерентные колебани  от двух вспомога- тельньк смесителей 24 и 25. Вход первого смесител  24 подключен к выходу второго низкочастотного генератора 7 масштабных частот и к выходу удвоител  12, . а вход второго смесител  25 подключен к выходу третьего удвоител  12 масштабных частот и к выходу утроител  13. . Дл  достижени  непосредственного визуального отсчета однозначной дапь- иости и с требуемой точностью, вьра- женной в дес тичной цифровой форме на выходе, в качестве фазометров использованы три быстродействующих трехразр дных цифровых счетчика 21- 23.

Светодальномер работает следующим образом.

( .

На вход электронно-оптического модул тора 2, через который пропускаетс  оптический луч лазеру 3, одновременно поступают высокочастотные копебан(ш трех масштабных частот от генератора 1 первой масштабной частоты и от двух фазокомпенсационных блоков 4 и 5 однополосной модул ции, формирующих колебани  второй и третьей- масш1 абных частот с нужным разносом частот.

Дл  формировани  второй масштабной частоты фазокомпексационным методом на один вход первого фазокомпенсационного блока 4 подаютс  колебани  высокочастотного генератора 1, а на

втрррй вход - колебани  низкочастотного генератора 6.

Дл  формировани  третьей масштабной частоты этим же методом на один вход второго фазокомпенСационного бло ка 5 подаютс  высокочастотные колебани  с выхода первого блока 4, а на другой его вход - низкочастотные колебани  генератора 7.

Колебани  масштабных частот,введенные в резонатор модул тора, модулируют световой лазерный луч и после отражени  от объекта поступают на вход элekтpoннo-oптичecкoгo.демоду- л тора 8. Дл  осуществлени  .преобразовани  масштабных частот в промежу- точнук частоту в, резонатор электрон- но-оп.тического демодул тора введены три опорных высокочастотных коле- бани  от трех других фазокомпенсаци- онных блоков 9,to и 11 с нужным разносом частот. Третий фазокомпенсацион- ный блок 9 подключен к генератору высокой частоты 1 и второму генератору 7 низкой частоты. На выходе этого блока формируетс  однополосный - сигнал, частота которого равна сумме частот этих двух генераторов.Четвертый фазокомпенсационный блок 10 подключен к выходу первого фазоком- пенсационного блока 4 и к удвоителю 12 частот, на выходе этого блока формируетс  однополосный сигнал, : частота которого равна сумме частот этих двух колебаний. .

П тый фазокомпенсационный блок 11, подключенный к выходу второго фазо- компенсационного блока 15 и к утрои- телю 13 низкой частоты, на выходе формирует однополосный си.гнал, часто- та которого равна сумме частот этих двух колебаний.

После преобразовани  масштабных , частот в электронно-оптическом демодул торе 8 оптический луч поступает на фотоэлектронный умножитель 14.После преобразовани  в электрические колебани  и усилени  в линейном усилителе 15 сигналы поступают ка три уэкополосных полосовых фильтра 16-18, каждый из которых несет информацию о задержке фазы на трассе на своей частоте. Однако на этих частотах очень малый предел однозначного измерени  дальности. Дл  расширени  этого предела в схему светодальноме- ра введены два дополнительных смесител  19 и 20, каждый из которых

0

5

5

0

5

0

Е

0

5

формирует разностную частоту между первым и вторым и между вторым и третьим каналами соответственно.Далее эти колебани  разностных частот поступают на вход второго и третьего фазометров. С целью получени  высокой точности измерени  дальности колебани  с выхода первого фильтра без преобразовани  поступают непосредственно на вход первого фазометра.

Дл  формировани  опорных колебаний дл  фазометров использованы те же источники низкочастотных колебаний - генераторы 7, 12 и 13. Дл  приведени  частог сигнальных и опорных колебаний на входах всех фазометров к одной частоте в цепи опорных колебаний второго и третьего счетчиков введены еще два дополнительных смесител  24 и 25, на выходах которых формируютс  колебани  разностных частот первого 7 и второго 12, а также второго 12 и третьего 13 генераторов низких частот, В результате этого частоты сигнальных и опорных колебаний, поступающих на входы всех трех счетчиков, оказываютс  равными, что позвол ет унифицировать счетчики и ПО их показани м в цифрах произвести отсчет однозначной дальности .с высокой точностью

Claims (1)

1. Формула изобрете.ни 

   Светодальномер, содержащий лазерный генератор, высокочастотный генератор первой масштабной частоты, электронно-оптические модул тор и демодул тор, фотоэлектронный умножитель , узкополосный фильтр, линейный усилитель и фазометр, отличающийс  тем, что, с целью tio- вьш1ени  производительности измерений, в него введены последовательно соединенные первый низкочастотный генератор второй масштабной частоты,первый фазокомпенсационный блок, второй фазокомпенсационньй блок и п тый фазокомпенсационный блок, выход которого подключен к электронно-оптическому демодул тору, последовательно соединенные второй низкочастотный генератор и третий фазокомпенсационный блок, выход которого подключен к электронно-оптическому демодул тору , последовательно соединенные удвоитель низкой частоты и четвертый фазокомпенсационный блок, выход