RU2007742C1

RU2007742C1 - Device for discrete measuring of time interval of radio location station

Info

Publication number: RU2007742C1
Authority: RU
Inventors: Александр Абрамович Часовской; Тамара Арсеньевна Янина
Original assignee: Александр Абрамович Часовской; Тамара Арсеньевна Янина
Priority date: 1991-02-11
Filing date: 1991-02-11
Publication date: 1994-02-15

Abstract

FIELD: radio locators, measuring devices. SUBSTANCE: device has decimal-to-binary code converter 1, adder 2, register 3, time interval decoder 4, two matching gate units 5, 7, two delay units 6, 14, delay gate unit 8, counter 9, synchronization unit 10, generator 11 for generation of gating and resetting pulses, standard pulse generator 12, two matching units 13, 17, detection unit 15, flip-flop 16. EFFECT: increased precision of measuring. 1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах обработки информации локаторов, осуществляющих измерение дальности до воздушных и космических объектов. The invention relates to measuring equipment and can be used in information processing devices of locators that measure distance to air and space objects.

Известно устройство дискретного измерения временного интервала радиолокационной станции, в котором дальность измеряется с помощью счетных импульсов. Счетчик отсчитывает число импульсов за указанный промежуток времени. A device for discrete measurement of the time interval of a radar station, in which the range is measured using counting pulses. The counter counts the number of pulses for a specified period of time.

Недостаток устройства наличие погрешности отсчета и зависимость точности определения временного рассогласования от частоты повторения счетных импульсов. The disadvantage of this device is the presence of a reference error and the dependence of the accuracy of determining the temporal mismatch on the repetition frequency of the counting pulses.

Известно устройство дискретного измерения временного интервала радиолокационной станции, в котором дальность измеряется с помощью счетных импульсов. Принцип его работы заключается в следующем. Генератор эталонных импульсов вырабатывает импульсы, период следования которых выбирается из условий, предъявляемых к точности определения дальности. Он запускается импульсами синхронизатора. Эталонные импульсы через первый блок совпадений проходят на счетчик. Счетчик осуществляет счет до тех пор, пока генератор строба и импульса сброса, запускаемый импульсами синхронизатора, не прекратит выдачу строба в первый блок совпадений и приведет в исходное положение счетчик подачей на него импульса сброса. На счетчике записывается в двоичном коде количество прошедших эталонных импульсов. Импульс цели с выхода блока обнаружения подается на вход триггера, который дает разрешение на считывание через второй блок совпадений, второй вход которой подключен к выходу триггера лишь тогда, когда на выходе первого блока совпадений отсутствует эталонный импульс и закончились переходные процессы в триггерах счетчика. Это исключает ошибки считывания. Достигается это благодаря блоку задержки, через который эталонный импульс проходит с первого блока совпадения. Задержка равна времени переходных процессов в счетчике. A device for discrete measurement of the time interval of a radar station, in which the range is measured using counting pulses. The principle of its work is as follows. The reference pulse generator generates pulses, the repetition period of which is selected from the conditions imposed on the accuracy of determining the range. It is triggered by synchronizer pulses. The reference pulses through the first block of matches pass to the counter. The counter counts until the strobe and reset pulse generator, triggered by the synchronizer pulses, stops issuing the strobe in the first block of matches and returns the counter to its initial position by applying a reset pulse to it. The counter records the number of passed reference pulses in binary code. The target pulse from the output of the detection block is fed to the trigger input, which gives permission to read through the second block of matches, the second input of which is connected to the trigger output only when there is no reference pulse at the output of the first block of matches and the transient processes in the counter triggers are over. This eliminates read errors. This is achieved thanks to the delay block, through which the reference pulse passes from the first coincidence block. The delay is equal to the transient time in the counter.

Таким образом, совпадение задержанного эталонного импульса и импульса с триггера во втором блоке совпадения может произойти только после окончания переходных процессов в счетчике. Выходной импульс второго блока совпадения осуществляет обратный переброс триггера, подготавливая его к приходу следующего импульса, и подключает выходы счетчика к блоку элементов совпадений, с выхода которого снимается информация о дальности в параллельном двоичном коде. Если появляется вторая цель, то второй импульс подключает вновь к блоку элементов совпадений выходы работающего счетчика. Thus, the coincidence of the delayed reference pulse and the pulse from the trigger in the second coincidence block can occur only after the end of transient processes in the counter. The output pulse of the second coincidence block performs the flip-flop of the trigger, preparing it for the arrival of the next pulse, and connects the counter outputs to the block of coincidence elements, from which the information on the range in parallel binary code is removed. If the second target appears, then the second pulse reconnects the outputs of the working counter to the block of coincidence elements.

Недостаток устройства заключается в том, что из-за ограниченности увеличения частоты эталонных импульсов от генератора эталонных импульсов, из-за наличия определенного времени, необходимого на переходные процессы в схемах, невозможно обеспечить более высокую точность дискретного измерения времени запаздывания отраженного сигнала. The disadvantage of this device is that due to the limited increase in the frequency of the reference pulses from the generator of the reference pulses, due to the presence of a certain time required for transients in the circuits, it is impossible to provide higher accuracy of the discrete measurement of the delay time of the reflected signal.

Цель изобретения - повышение точности измерения временного интервала. Такая цель достигается введением последовательно соединенных: блока элементов задержек, вход которого подключен к выходу первого блока совпадений, второго блока элементов совпадений, разрешающий вход которого подключен к выходу блока обнаружения, дешифратора временных интервалов, регистра, блока преобразования десятичного кода в двоичный и сумматора, вторая группа входов которого подключена к выходам первого блока элементов совпадения, второго блока задержки, вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго блока совпадений и с управляющим входом регистра, выход сумматора является выходом устройства. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the time interval. This goal is achieved by the introduction of series-connected: a block of delay elements, the input of which is connected to the output of the first block of matches, a second block of elements of matches, the permitting input of which is connected to the output of the detection block, time interval decoder, register, decimal to binary conversion unit, and adder, second the group of inputs of which is connected to the outputs of the first block of coincidence elements, the second delay block, the input and output of which are connected respectively to the output of the second block with falls and the control input of the register, the output of the adder is the output device.

На чертеже показана структурная схема устройства. The drawing shows a structural diagram of a device.

Приняты следующие обозначения: 1 - блок преобразования десятичного кода в двоичный; 2 - сумматор; 3 - регистр; 4 - дешифратор временных интервалов; 5 - блок элементов совпадения; 6 - блок задержки; 7 - блок элементов совпадения; 8 - блок элементов задержек; 9 - счетчик; 10 - синхронизатор; 11 - генератор строба и импульсов сброса; 12 - генератор эталонных импульсов; 13 - блок совпадения; 14 - блок задержки; 15 - блок обнаружения; 16 - триггер; 17 - блок совпадения, при этом выход синхронизатора 10 через генератор строба и импульсов сброса 11 и через генератор эталонных импульсов 12 соединен соответственно с первым и со вторым входами блока совпадения 13, имеющего выход, соединенный через блок задержки 14 с первым входом блока совпадения 17, имеющего второй вход, соединенный с выходом триггера 16 и выход, соединенный с первым входом триггера 16, второй вход которого соединен с выходом блока обнаружения 15, соединенным также с входом блока элементов совпадения 5, имеющего группу входов, соединенные с группой выходов блока элементов задержек 8, вход которого соединен с вышеупомянутым выходом блока совпадения 13, соединенным также с первым входом счетчика 9, а группа выходов блока элементов совпадений 5 через дешифратор временных интервалов 4 соединены с группой входов регистра 3, имеющего вход, соединенный через блок задержки 6 с выходом блока совпадения 17, и имеющего выходы, соединенные через блок преобразования десятичного кода в двоичный 1 с первой группой входов сумматора 2, имеющего вторую группу входов, соединенную с группой выходов блока элементов совпадения 7, имеющего вход, соединенный с выходом блока совпадений 17 и имеющего группу входов, соединенную с группой выходов счетчика 9, второй вход которого соединен с первым выходом генератора строба и импульсов сброса 11. The following notation is accepted: 1 - a unit for converting decimal code to binary; 2 - adder; 3 - register; 4 - decoder time intervals; 5 - block matching elements; 6 - delay unit; 7 - block matching elements; 8 - block delay elements; 9 - counter; 10 - synchronizer; 11 - strobe generator and reset pulses; 12 - reference pulse generator; 13 is a block coincidence; 14 - block delay; 15 - detection unit; 16 - trigger; 17 is a coincidence unit, while the output of the synchronizer 10 through the strobe generator and reset pulses 11 and through the reference pulse generator 12 is connected respectively to the first and second inputs of the coincidence unit 13, having an output connected through the delay unit 14 to the first input of the coincidence unit 17, having a second input connected to the output of the trigger 16 and an output connected to the first input of the trigger 16, the second input of which is connected to the output of the detection unit 15, also connected to the input of the block of matching elements 5 having a group of inputs connected to the group of outputs of the block of delay elements 8, the input of which is connected to the aforementioned output of the block of coincidence 13, also connected to the first input of the counter 9, and the group of outputs of the block of elements of coincidence 5 through a decoder of time intervals 4 are connected to the group of inputs of the register 3 having an input connected through the delay unit 6 with the output of the coincidence unit 17, and having outputs connected via the decimal to binary 1 conversion unit with the first group of inputs of the adder 2 having the second group of inputs connected to the group the outputs of the block of coincidence elements 7 having an input connected to the output of the coincidence block 17 and having a group of inputs connected to the group of outputs of the counter 9, the second input of which is connected to the first output of the strobe generator and reset pulses 11.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Генератор эталонных импульсов 12 вырабатывает импульсы, период следования которых выбирается из условий, предъявляемых к точности определения дальности. Он запускается импульсами синхронизатора 10. Эталонные импульсы через блок совпадений 13 проходят на счетчик 9. Счетчик 9 осуществляет счет до тех пор, пока генератор строба и импульса сброса 11, также запускаемый импульсов синхронизатора 10, не прекратит выдачу строба в блок совпадений 13 со второго своего выхода и не приведет в исходное положение счетчик 9 подачей на него импульса сброса со своего первого выхода. На счетчике 9 записывается в двойном коде количество прошедших эталонных импульсов. Импульс цели с выхода блока обнаружения 15 подается на вход триггера 16, который выдает разрешение на считывание через блок совпадения 17, второй вход которого подключен к выходу триггера 16, лишь тогда, когда на выходе блока совпадений 13 отсутствует импульс и закончились переходные процессы в триггерах счетчика 9. Это исключает ошибки считывания. Достигается это благодаря блоку задержки 14, через который эталонный импульс проходит с блока совпадений 13. Задержка равна времени переходных процессов в счетчике 9. Таким образом, совпадение задержанного эталонного импульса и импульса триггера 16 в блоке совпадения 17 может произойти только после окончания переходных процессов в счетчике 9. Выходной импульс блока совпадения 17 осуществляет обратный переброс триггера 16, подготавливая его к приходу следующего импульса и подключает выходы счетчика 9 к блоку элементов совпадения 7, с выходов которого поступает информация о дальности в параллельном коде. Если появляется вторая цель, то второй импульс подключает вновь к блоку элементов совпадения 7 выходы работающего счетчика 9. С выхода блока совпадений 13 эталонные импульсы поступают в блок элементов задержек 8, представляющий собой последовательно, соединенные линии задержки, после каждой из которых имеется выход, соединенный с соответствующей схемой совпадения блока элементов совпадений 5. Каждая из схем совпадений этого блока соединена с выходом блока обнаружения 15, от которого приходит сигнал от цели. The operation of the device is as follows. The reference pulse generator 12 generates pulses, the repetition period of which is selected from the conditions imposed on the accuracy of determining the range. It is triggered by the synchronizer pulses 10. The reference pulses through the coincidence block 13 pass to the counter 9. The counter 9 counts until the strobe and reset pulse generator 11, also triggered by the synchronizer pulses 10, stops issuing the strobe to the coincidence block 13 from its second output and will not bring the counter 9 to its initial position by applying a reset pulse to it from its first output. On the counter 9 is recorded in a double code the number of passed reference pulses. The target pulse from the output of the detection block 15 is fed to the input of the trigger 16, which gives permission to read through the coincidence block 17, the second input of which is connected to the output of the trigger 16, only when there is no pulse at the output of the coincidence block 13 and the transient processes in the counter triggers are over 9. This eliminates read errors. This is achieved thanks to the delay block 14, through which the reference pulse passes from the coincidence block 13. The delay is equal to the transient time in the counter 9. Thus, the coincidence of the delayed reference pulse and the trigger pulse 16 in the coincidence block 17 can occur only after the end of the transient processes in the counter 9. The output pulse of the coincidence unit 17 performs a flip-flop of the trigger 16, preparing it for the arrival of the next pulse and connects the outputs of the counter 9 to the block of matching elements 7, from the outputs to The range information in parallel code is received. If the second target appears, then the second pulse reconnects the outputs of the working counter 9 to the block of coincidence elements 7. From the output of the coincidence block 13, the reference pulses arrive at the delay element block 8, which is a series of connected delay lines, after each of which there is an output connected with the corresponding coincidence circuit of the block of coincidence elements 5. Each of the coincidence circuits of this block is connected to the output of the detection unit 15, from which the signal from the target arrives.

Например, при наличии десяти последовательно соединенных линий задержек в блоке 8 и при поступлении сигнала от цели этот сигнал, например, может присутствовать одновременно и на выходах нескольких схем совпадений блока 5 (например, возможно одновременное срабатывание четырех, пяти или шести схем) и далее будет поступать на соответствующие входы дешифратора временных интервалов 4, который определяет временной интервал, соответствующий приращению дальности. При этом одновременно будет присутствовать сигнал только на одном, например, из двадцати выходов дешифратора 4, т. е. на выходе будет присутствовать десятичный код. For example, if there are ten series-connected delay lines in block 8 and when a signal from the target arrives, this signal, for example, can be present simultaneously at the outputs of several coincidence circuits of block 5 (for example, four, five, or six circuits can operate simultaneously) and then arrive at the corresponding inputs of the time interval decoder 4, which determines the time interval corresponding to the range increment. At the same time, only one signal will be present at the same time, for example, from twenty outputs of the decoder 4, i.e., the decimal code will be present at the output.

Логика работы дешифратора представлена в табл. 1 при пяти сработанных схемах в блоке 5. Аналогично составляется табл. 2 для 4 и 6 сработанных схем. С выхода дешифратора десятичный код поступает в регистр, который срабатывает на некоторое время и далее устанавливается в нуль, импульсом, поступающим через блок задержки 6 с выхода блока совпадения 17. Величина задержки блока задержки 6 подбирается таким образом, чтобы длительность импульсов с выхода регистра 3 была достаточна для срабатывания блока преобразования десятичного кода в двоичный 1, с выхода которого двоичный код поступает на первую группу входов сумматора 2. На вторую группу входов поступает код дальности с блока элементов совпадения 7. В результате сложения кодов осуществляется уточнение дальности. The logic of the decoder is presented in table. 1 with five triggered circuits in block 5. Similarly compiled table. 2 for 4 and 6 worked schemes. From the output of the decoder, the decimal code enters the register, which is activated for a while and then set to zero, by the pulse received through the delay unit 6 from the output of the coincidence unit 17. The delay value of the delay unit 6 is selected so that the pulse duration from the output of register 3 is sufficient for the decimal to binary 1 conversion unit to operate, from the output of which the binary code goes to the first group of inputs of adder 2. The range code from the block of elements with 7. As a result, the fall of addition codes carried range specification.

Точность определения дальности при длительности импульсов, равном 0,1 мкс, и 10 линий задержек в блоке последовательно соединенных линий задержек будет составлять 3 м, в то время как точность определения дальности в прототипе составляет 30 м. The accuracy of determining the range with a pulse duration of 0.1 μs, and 10 delay lines in the block of series-connected delay lines will be 3 m, while the accuracy of determining the range in the prototype is 30 m

Предлагаемое устройство может быть использовано в системах, осуществляющих определение дальности в процессе поиска и сопровождения объектов, а также в системах, определяющих временное рассогласование между сигналами. Благодаря увеличению точности определения времени радиолокационной станции улучшаются ее эксплуатационные характеристики и выполняются предъявляемые требования к высокой точности определения дальности, что имеет большое значение при управлении и контроле за воздушным и космическим движением. The proposed device can be used in systems that determine the range in the process of searching and tracking objects, as well as in systems that determine the temporal mismatch between signals. Due to the increase in the accuracy of determining the time of a radar station, its operational characteristics are improved and the requirements for high accuracy in determining the range are fulfilled, which is of great importance in the management and control of air and space traffic.

Для нечетного количества сработанных схем табл. 1. For an odd number of worked schemes tab. 1.

Для четного количества сработанных схем табл. 2. For an even number of worked schemes tab. 2.

(56) Финкельштейн М. М. Основы радиолокации. М. : 1983, с. 429, фиг. 8.13. (56) Finkelstein M.M. Fundamentals of Radar. M.: 1983, p. 429, FIG. 8.13.

Васин В. В. , Степанов Б. М. Справочник-задатчик по радиолокации. М. : 1977, с. 214, фиг. 9.7. Vasin V.V., Stepanov B.M. Reference book on radar. M.: 1977, p. 214, FIG. 9.7.

Claims

A DISCRETE MEASUREMENT DEVICE FOR A RADAR STATION, containing in series a reference pulse generator, a first matching unit, a first delay unit and a second matching unit, a delay unit in series and a second matching unit, a detection unit and a trigger in series, the second input and output of which are connected respectively with the output and second input of the second coincidence unit, a synchronizer, a strobe generator and reset pulses, sequentially connected, counters the permitting input of which is connected to the output of the first coincidence unit, the nulling input of which is connected to the first output of the strobe generator and reset pulses, the synchronizer output is connected to the input of the reference pulse generator, the second output of the strobe generator and reset pulses is connected to the second input of the first coincidence unit, characterized in that, in order to improve the accuracy of measuring the time interval, a series-connected block of delay elements is introduced, the input of which is connected to the output of the first coincidence block, w a swarm of coincidence elements, the allowing input of which is connected to the output of the detection unit, a time interval decoder, a register, a decimal to binary conversion unit and an adder, the second group of inputs of which is connected to the outputs of the first coincidence elements, the second delay unit, the input and output of which are connected accordingly, with the output of the second coincidence block and with the control input of the register, the output of the adder is the output of the device.