RU1802351C - Устройство дл измерени рассто ни - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиолокации и гидроакустике и может быть использовано 11 холотах и высотомерах. Целью изобретени   вл етс  расширение.функциональных возможностей и повышение эффективности контрол  малых рассто ний. Устройство содержит генератор 1 пр моугольных импульсов , генератор 2 треугольного напр жени , автогенератор 3, усилитель 4 мощности, четыре группы контактов 5,17,21,27 переключател  6, две передающие антенны 7,19, две приемные антенны 8, 20, усилитель-ограничитель 14, гетеродин 15, инвертор 16, смесители 9, 22, усилители 10, 23, ограничители 11. 24, частотные дискриминаторы 12, 25, индикаторы 13, 26, перераспределитель мощности 18. Расширение функциональных возможностей достигаетс  за счет перераспределени  излучаемой мощности в двух направлени х. 5 ил.

Description

-

Ё

00

о ю со ел

0.;

Изобретение относитс  к области радиотехники и гидроакустики и может быть использовано в высотомерах и эхолотах,

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей и повышение эффективности контрол  малых рассто ний.

На фиг. 1 показана функциональна  схема устройства изобретени ; на фиг. 2 - схема автогенератора ч гетеродина ЧМ с варикапом; на фиг, 3 - диаграмма направленности излучени  Р вертикальной плоско-. сти,

а) при больших глубинах (высотах),

б) при малых глубинах (высотах); на фиг. 4 - изменение частоты во времени в изобретении:

fur - изменение частоты гетеродина,

far тотг-о - изменение частоты автогенератора , излученных отраженных колебаний , когда дальность равна нулю,

forrto - изменение частоты отраженных колебаний, когда рассто ние не равно нулю;

на фиг. 5 - изменение частоты во времени в. прототипе:

far изменение частоты излучаемых колебаний (автогенератора),

for-изменение частоты отраженных колебаний .

Устройство содержит генератор пр моугольных импульсов 1, генератор треуголь- ног о напр жени  2, управл емый автогенератор 3, усилитель мощности 4, перва  группа контактов 5, ручной переключатель 6, передающую антенну 7, приемную антенну 8, смеситель 9, усилитель 10, ограничитель 11, счетчик (частотный дискриминатор ) 12, индикатор 13, усилитель-ограничитель 14, управл емый гетеродин 15, инвертор 16, вторую группу контактов 17, перераспределитель мощности 18, передающую антенну 19, приемную антенну 20, третью группу контактов 21, второй смеситель 22, второй усилитель 23. второй ограничитель 24, второй счетчик частоты (частотный дискриминатор) 25, второй индикатор 26, четвертую группу контактов 27.

Устройство (фиг. 1) состоит из последовательно соединенных генератора пр моугольных импульсов 1, генератора треугольного напр жени  2, управл емого автогенератора 3, усилител  мощности 4, через первую группу замкнутых контактов 5, ручного переключател  6, передающей антенны 7, ось которой перпендикул рна кур- су движени  носител , при этом блоки 1 и 2 представл ют собой модул тор, а блоки 3 и 4 ЧМ передатчик, последовательно соединенных приемной антенны 8, соосной передающей , смесител  9, усилител  10, ограничител  11, частотного дискриминатора 12, индикатора 13, выход генератора пр моугольных импульсов 1 соединен с последовательно соединенными усилителем ограничителем 14, управл емый гетеродином 15, выход которого соединен со вторым входом смесител  9, второй вход управл емого гетеродина соединен с выходом генератора треугольного напр жени  2, выход усилител -ограничител  14 соединен со входом инвертора 16, выход которого соединен со вторым входом автогенератора 3 при переключении первой группы контактов 5 и замыкании второй группы контактов 17, выход усилител  мощности 4 соединен с последовательно соединенными перераспределителем мощности 18, второй передающей антеной

19, ось которой ориентирована по курсу движени  носител , второй выход перераспределител  мощности 18 соединен со входом первой передающей антенны 7, последовательно соединенных второй приемной антенны 20, ось которой ориентирована по курсу движени , третьей группой контактов 21 переключател  6, второго смесител  22, второго усилител  23, второго-ограничител  24, второго счетчика частоты (частотный дискриминатор ) 25, второго индикатора 26, при замыкании четвертой группы контактов 27 переключател  б, выход гетеродина 15 соединен со вторым входом второго смесител  22.

Устройство работает следующим образом .

Оно измер ет средние и малые рассто ни  (высоты, глубины). На средних рассто ни х , ориентировочно от 500 до 10 м

измер ют только высоту (глубину). Втора  передающа  и втора  приемна  антенны отключены , Перва  передающа  антенна 7 имеет диаграмму направленности излучени , а перва  приемна  антенна 8 имеет

диаграмму направленности приема, ориентированную только в сторону дна или поверхности земли (на фиг. 3 пунктир). Генератором 1 создают пр моугольные импульсы т периода повторени  Т 2 г , которые подают в блок 2. Генератор 1 представл ет собой симметричный мультивибратор . Генератором 2 создают треугольное напр жение периода Тм 2 т, которое подают на один из входов ЧМ автогенератор 3 с варикапом. Схема автогенератора с частотной модул цией при помощи варика- па приведена на фиг. 2.

В устройстве изменение частоты осуществл етс  под воздействи ми двух напр же

нйй: треугольного и скачкообразного (пр моугольного ). Изменение пр моугольного напр жени  осуществл ют в каждый полупе- р од треугольного (Тм/2). Поэтому напр же- н/ie с выхода генератора пр моугольного н эпр жени  подают на усилитель-ограничи- толь 14, при помощи которого устанавливают н зобходимый уровень скачкообразного изме- н гни  напр жени  и-через инвертор 16 подают на второй вход автогенератора 3. При помощи автогенератора создают колебани , частоты которых мен ют (штрих-пунктир фиг. 4 по треугольному закону с пределами девиации 2 Af и скачкообразно, например, на 300 Гц. В начале одного полупериода частоту re- Hi фатора увеличивают на 300 Гц, а в его конце уменьшают на 300 Гц. С автогенератора колебани  подают на усилитель мощности 4, за- в передающую антенну 7, которой их излучают.

; Излученный сигнал после отражени  от поверхности приходит к приемной антенне

2 r 8 с задержкой на врем  п -р-, где г рассто ние, с - скорость распространени 

вели (пунктир фиг. 4). Чем больше рассто ние до отражающей поверхности, тем боль- шэ разность частот. Однако при весьма мгтых рассто ни х при изменени х только пс треугольному закону разности частот весьма малые, т.е. периоды биений (Ts) очень большие, что приводит к необходимости увеличени  2 Д f. Поэтому в устройстве иь формационным признаком  вл етс  раз- нссть частот гетеродина 15 и отраженных, Треугольные изменени  частоты гетеродина 15 такие же как у автогенератора 3. Изменени , частоты гетеродина на 300 Гц оттичают по знаку от автогенератора 3 при помощи инвертора 16. Когда рассто ние приближаетс  к нулю, разность частот равна не нулю, а 300 Гц. Это увеличивает скэрость измерений и позвол ет уменьшить 2 Af.

: Колебани  гетеродина 15 подают на второй вход смесител  9, который после смешивани  отраженных колебаний (for) с котебани ми гетеродина (fret) выдел ют ра жость - частоту биений Рб тгвт, for, а во. второй полупериод треугольного измене- ни ч Fe for. fret.

: Колебани  частоты биений усиливают усилителем 10 и ограничивают амплитудные флуктуации ограничителем 11 при по- мо щи счетчика частоты 12 измер ют периоды биений, а при помощи индикатора регистрируют рассто ни  (глубины, высоты) . Cti

0

5

0

5

0 5 0

5 0

При нахождении на малых глубинах (высотах ), например 10м, ручным переключателем б усилитель мощности подключают к перераспределителю мощности 18. к его выходах подключают первую и вторую передающие антенны, вторую приемную антенну подключают ко второму смесителю, ко второму входу которого подключают гетеродин . Перераспределитель мощности представл ет собой, например, трансформатор с одной первичной обмоткой, которую подключают к усилителю мощности 4, и две вторичные, одну из которых подключают к первой передающей антенне 7, а вторую ко второй передающей антенне 19. При этом блоком 18 осуществл етс  перераспределение мощности, при котором в сторону дна (поверхности аэродрома) направл ют 10%, а по курсу 90% мощности блока 4. Диаграмма направленности излучени  антенн 7 и 19 и диаграмма направленности приема антенн 8 и 20 приобретает вид фиг. 36 (сплошные линии). Генератором 1 создают пр моугольные импульсы длительности г , периода повторени  Т 2 г , а генератором 2 - треугольное напр жение. Автогенератором 3 создают колебани , частоту которых мен ют по треугольному закону , усиливают их по мощности блоком 4, основную часть которой направл ют в передающую антенну 19 и только 0,1 общей мощности в передающую антенну 7. Антенной 8 принимают сигнал, отраженный от дна (поверхности земли), смесителей 9, смешивают их с колебани ми гетеродина, усиливают огибающую биений блоком 10, ограничивают амплитудные флуктуации блоком 11, счетчиком частоты 12 измер ют период биений , индикатором 13 регистрируют глубину (высоту). Антенной 20 принимают сигналы, отраженные от объектов, расположенных впереди по курсу и направл ют их в смеситель 22, смешивают их с колебани ми гетеродина 15, усиливают колебани  частоты биений усилителем 23, ограничивают флуктуации амплитуд ограничителем 24, измер ют периоды биений счетчиком частоты 25, а индикатором 26 регистрируют рассто ние до по вившегос  объекта и создают звуковой и световой сигналы опасности.

Claims (1)

1. Устройство (эхолот, высотомер) позвол ет осуществить одновременное измерение на двух разных шкалах дальностей (большой по курсу движени  и малой по глубине или высоте) без синхронизации моментов начала излучени . Это повышает безопасность плавани  (безопасность полетов ) и расшир ет их функциональные возможности при эффективном использовании мощности, В импульсных системах невозможно одновременное измерение на двух разных шкалах дальност х. Измерени  весьма малых рассто ний повышают скорость регистрации, что позвол ет уменьшить девиацию (полосу частот) по сравнению с 5 прототипом, в котором частоту мен ют только по треугольному закону. Это повышает эффективность контрол  малых рассто ний, Формула и зо бретени  Устройство дл  измерени  рассто ни , 10 состо щее, из передающего тракта, включающего в себ  последовательно соединенные генератор пр моугольных импульсов, генератор треугольного напр жени , управл емый автогенератор, усилитель мощно- 15 сти, нормально замкнутые контакты переключател  и передающую антенну, ось которой ориентирован.а перпендикул рно курсу движени  носител ,, и приемного тракта, включающего в себ  последователь- 20 но соединенные приемную антенну, соос- ную передающей, смеситель, усилитель, ограничитель, частотный дискриминатор и индикатор, отличаю щ е е с   тем, что, с целью расширени  функциональных воз- 25 можностей и повышени  эффективности контрол  малых рассто ний, в него дополнительно .введены перераспределитель мощности, втора  передающа  антенна, втора , треть  и четверта  группы нормаль- 30 но разомкнутых контактов переключател ,

   Фие:1

   But

   управл емый гетеродин, последовательно Соединенные усилитель-ограничитель, вход которого подключен к выходу генератора пр моугольных импульсов, и инвертор, выход которого соединен с вторым входом управл емого автогенератора, а также второй приемный тракт, состо щий из последова1 тельно соединенных смесител , усилител ; ограничител , частотного дискриминатора и индикатора, при этом вход перераспределител  мощности через нормально разомкнутый контакт первой группы переключател  подключен к выходу усилител  мощности, первый выход перераспределител  мощности через вторую группу контактов переключател  соединен с первой передающей антенной, второй выход перераспределите л  мощности подключен к второй передающей антенне, первый вход управл емого гетеродина соединен с выходом усилител - ограничител , второй вход - с выходом генератора треугольного напр жени , а выход - с вторым входом смесител  первого приемного тракта, первый вход смесител  второго приемного тракта подключен через третью группу контактов переключател  к второй приемной антенне, а второй вход этого смесител  через четвертую группу контактов переключател  соединен с вторым входом смесител  первого приемного тракта.

   Фиг.З

   Фиг. 5