RU2042145C1 - Direction finder - Google Patents
Direction finder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2042145C1 RU2042145C1 SU5022006A RU2042145C1 RU 2042145 C1 RU2042145 C1 RU 2042145C1 SU 5022006 A SU5022006 A SU 5022006A RU 2042145 C1 RU2042145 C1 RU 2042145C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- frequency
- inputs
- switch
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к навигации и может быть использовано для определения направления подвижного объекта в пространстве. The invention relates to navigation and can be used to determine the direction of a moving object in space.
Известно устройство, обеспечивающее информацией по ориентированию объекта, состоящее из антенного блока, включающего ряд антенн, управляемого переключателя, сумматора и приемника, причем приемник состоит из блока преобразования псевдошумовой модуляции, блока фазовой синхронизации и слежения за несущей, блока измерения фазы, решающего блока, блока управления антенным блоком. Данное устройство обеспечивает ориентирование объекта в пространстве за счет измерения информации о фазовом сдвиге сигналов, принимаемых от спутников навигационной системы. A device is known that provides orientation information for an object, consisting of an antenna unit including a series of antennas, a controlled switch, an adder, and a receiver, the receiver consisting of a pseudo-noise modulation conversion unit, a phase synchronization and carrier tracking unit, a phase measurement unit, a decision unit, a unit antenna unit control. This device provides orientation of the object in space by measuring information about the phase shift of signals received from satellites of the navigation system.
Недостатком устройства является низкая точность и отсутствие возможности автоматического определения работоспособности пеленгатора. The disadvantage of this device is the low accuracy and the lack of the ability to automatically determine the health of the direction finder.
Известен пеленгатор, содержащий не менее двух антенн. Known direction finder containing at least two antennas.
Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей путем автоматического определения работоспособности пеленгатора. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy and expand the functionality by automatically determining the health of the direction finder.
На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 вариант расположения антенн, излучателей и фотоприемников на объекте. In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed device; in FIG. 2 option for the location of antennas, emitters and photodetectors at the facility.
Пеленгатор содержит антенны 1-3, первый переключатель 4, четвертый переключатель 5, усилитель высокой частоты 6, преобразователь частоты 7, ограничитель 8, перемножающий блок 9, считывающий блок 10, счетчик 11, второй переключатель 12, управляемый генератор 13, делитель частоты на 2 14, накопитель 15, тактовый генератор 16, первый 17, второй 18 и третий 19 каналы фазовой регулировки, первый канал 17 фазовой регулировки содержи первый 20 и второй 21 перемножители, первый 22 и второй 23 сумматоры, третий перемножитель 24, фильтр 25, генератор преобразованной частоты 26, блок фазового сдвига 27, квадраторы 28 и 29, третий сумматор 30, третий переключатель 31, первый 32 и второй 33 фильтры нижних частот, блок управления генератором 34, эталонный генератор 35, умножитель частоты 36, делитель частоты 37, пятый переключатель 38, решающий блок 39, фазоизмеритель 40, К излучателей 411-41к, К фотоприемников 421-42к.The direction finder contains antennas 1-3, the first switch 4, the fourth switch 5, the high-frequency amplifier 6, the frequency converter 7, the limiter 8, the multiplying unit 9, the reading unit 10, the counter 11, the second switch 12, a controlled generator 13, a frequency divider by 2 14, drive 15, clock 16, first 17, second 18 and third 19 phase adjustment channels, first phase adjustment channel 17 containing first 20 and second 21 multipliers, first 22 and second 23 adders, third multiplier 24, filter 25, transformed generator frequency 2 6, phase shift unit 27, quadrants 28 and 29, third adder 30, third switch 31, first 32 and second 33 low pass filters, generator control unit 34, reference generator 35, frequency multiplier 36, frequency divider 37, fifth switch 38, a decision unit 39, a phase meter 40, K emitters 41 1 -41 k , K photodetectors 42 1 -42 k .
Второй канал 18 фазовой регулировки содержит перемножители 20 и 21', сумматоры 22' и 23', перемножитель 24', фильтр 25', генератор преобразованной частоты 26', блок фазового сдвига 27'. Третий канал фазовой регулировки 19 выполнен аналогично. The second phase adjustment channel 18 comprises multipliers 20 and 21 ', adders 22' and 23 ', a multiplier 24', a filter 25 ', a frequency converter 26', a phase shift unit 27 '. The third channel phase adjustment 19 is made similarly.
Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.
Сигнал, излучаемый спутником, например, сигналы "Навстар", принимается антенной 1 и через переключатели 4, 5 и усилитель 6 высокой частоты подается на преобразователь частоты 7. The signal emitted by the satellite, for example, Navstar signals, is received by antenna 1 and is supplied to frequency converter 7 via switches 4, 5 and high-frequency amplifier 6.
В преобразователе частоты 7 осуществляется преобразование выходного сигнала, например, частотой 1575 мГц в сигнал 5 кГц. Преобразованная частота (5 кГц) выбирается так, чтобы не достигать нулевого значения при максимально ожидаемом доплеровском сдвиге частоты, например, для практически реализуемых доплеровских частот, преобразованная частота изменяется от 500 Гц до 9,5 кГц. In the frequency converter 7, the output signal is converted, for example, with a frequency of 1575 MHz to a 5 kHz signal. The converted frequency (5 kHz) is chosen so as not to reach a zero value at the maximum expected Doppler frequency shift, for example, for practicable Doppler frequencies, the converted frequency varies from 500 Hz to 9.5 kHz.
Преобразованный сигнал (5 кГц) нормируется по амплитуде в ограничителе 8 так, что его выходной сигнал принимает значения "1", когда превышается пороговая величина, либо имеет значение "0", когда не превышается уровень порога. The converted signal (5 kHz) is normalized by amplitude in the limiter 8 so that its output signal takes the value “1” when the threshold value is exceeded, or has the value “0” when the threshold level is not exceeded.
В качестве пороговой величины может быть выбрано нулевое значение амплитуды. As a threshold value, a zero amplitude value can be selected.
На принятый от спутника и модулированный данными сигнал несущей частоты налагается шумовой сигнал (помеха), амплитуда которого значительно (более 20 дБ) превышает амплитуду модулированного сигнала несущей. Нормированный по амплитуде сигнал с выхода ограничителя 8 поступает на перемножающий блок 9, в котором данный сигнал умножается с кодом PRC (прецизионный код), считываемым из накопителя 15 под воздействием сигнала от делителя частоты на два 14. Тогда полученный от перемножения сигнал выбирается в считывающем блоке 10 с удвоенной частотой от генератора 13. A noise signal (interference) is superimposed on the carrier frequency signal received from the satellite and modulated by the data, the amplitude of which is significantly (more than 20 dB) greater than the amplitude of the modulated carrier signal. The amplitude-normalized signal from the output of the limiter 8 is fed to a multiplying unit 9, in which this signal is multiplied with a PRC code (precision code), read from drive 15 under the influence of a signal from the frequency divider by two 14. Then, the signal obtained from multiplication is selected in the reading unit 10 with doubled frequency from the generator 13.
Полученный благодаря выборке в считывающем блоке 10 сигнал подается на счетчик 11. При отсутствии сигнала несущей частоты от спутника результат счета в счетчике 11 возрастает линейно, а при наличии сигнала несущей частоты на входе пеленгатора с модулирующим сигналом или без модуляции временная зависимость результата счета дает линию, нарастание которой попеременно больше и меньше, чем линейное нарастание результата счета при отсутствии сигнала несущей частоты. Полученные результаты счета непрерывно поступают от счетчика 11 через переключатель 12 на два перемножителя 20, 21. На перемножители 20, 21 поступают также сигналы, вырабатываемые генератором 26 преобразованной частоты 26, и которые представляют собой регулярные последовательности из "+1" и "-1". Частота сигнала генератора 26 равна преобразованной частоте (5 кГц) и может содержать доплеровское смещение. Сигнал для перемножителя 21 сдвинут относительно сигнала для перемножителя 20 на четверть периода преобразованной частоты (5 кГц) в блоке фазового сдвига 27. Выходные сигналы перемножителей 20 и 21 соответствуют I и Q составляющих сигналов и используются для получения сигналов регулирования. The signal obtained due to sampling in the reading unit 10 is supplied to the counter 11. In the absence of a carrier frequency signal from the satellite, the counting result in the counter 11 increases linearly, and in the presence of a carrier frequency signal at the direction finder input with or without a modulation, the time dependence of the counting result gives a line, the increase of which is alternately larger and smaller than the linear increase of the counting result in the absence of a carrier frequency signal. The obtained counting results are continuously received from the counter 11 through the switch 12 to two multipliers 20, 21. The multipliers 20, 21 also receive signals generated by the converted frequency generator 26, which are regular sequences of "+1" and "-1" . The frequency of the signal of the generator 26 is equal to the converted frequency (5 kHz) and may contain a Doppler shift. The signal for the multiplier 21 is shifted relative to the signal for the multiplier 20 by a quarter of the period of the converted frequency (5 kHz) in the phase shift unit 27. The output signals of the multipliers 20 and 21 correspond to the I and Q component signals and are used to obtain control signals.
В сумматорах 22 и 23 для каждого периода преобразованной частоты (5 кГц), создаваемого в генераторе 26, накапливаются суммарные значения в виде
I -Z(0) 2Z(π) Z(2π)
Q -Z(0)+2Z-2Z+Z(2π) (1) где слагаемые Z (.) являются текущими результатами суммирования для данных моментов времени.In the adders 22 and 23 for each period of the converted frequency (5 kHz) created in the generator 26, the accumulated total values in the form
I -Z (0) 2Z (π) Z (2π)
Q -Z (0) + 2Z -2Z + Z (2π) (1) where the terms Z (.) Are the current summation results for the given time instants.
В перемножителе 24 суммарные значения I и Q перемножаются и полученные в результате значения подаются на фильтр 25. Выходной сигнал этого фильтра 25, который может быть выполнен в виде фильтра нижних частот, регулирует частоту и фазу сигнала генератора преобразованной частоты 26 так, что его выходной сигнал равен по частоте и фазе сигналу несущей, перенесенной на преобразованную частоту (5 кГц). Перемножители 20, 21, 23, 24, сумматоры 22, 23, фильтр 25, генератор 26 преобразованной частоты 26 и блок фазового сдвига 27 образуют известную цепь регулирования ФАПЧ. В установившемся состоянии последовательность выдаваемых из сумматора 2 величин 1 воспроизводит модулирующий сигнал, из которого получаются данные, передаваемые посредством модулирующего сигнала от спутника. In the multiplier 24, the total values of I and Q are multiplied and the resulting values are sent to the filter 25. The output signal of this filter 25, which can be made in the form of a low-pass filter, adjusts the frequency and phase of the signal of the converted frequency generator 26 so that its output signal equal in frequency and phase to the carrier signal transferred to the converted frequency (5 kHz). The multipliers 20, 21, 23, 24, the adders 22, 23, the filter 25, the generator 26 of the converted frequency 26 and the phase shift unit 27 form a known PLL control circuit. In the steady state, the sequence of values 1 output from the adder 2 reproduces a modulating signal from which data transmitted by the modulating signal from the satellite are obtained.
Значения I и Q подаются не только на перемножитель 24, но и на квадраторы 28, 29, в которых эти значения возводятся в квадратI2 +Q2| Квадраты значений I и Q суммируются в сумматоре 30 и суммарные значения (I2 + Q2), которые представляют собой отображение амплитуды входного сигнала несущей частоты устройства, подаются попеременно через переключатель 31 на фильтры нижних частот 32, 33. Переключение переключателя 31 осуществляется с тактовой частотой, с которой переключается временное положение выборки кода PRC из накопителя 15 (например, частота 125 Гц). Выходные сигналы фильтров нижних частот 32 и 33 подаются в блок управления генератором 34, в котором рассчитываются суммы и разности этих значений. Полученные величины используются в блоке управления генератором 34 для определения сигнала управления, который регулирует фазу сигнала, генерируемого управляемым генератором 13. Сигнал генератора 13 после деления на два в делителе частоты 14 управляет выборкой кода PRC из накопителя 15 (например, с частотой 125 Гц). Сигнал управляемого генератора 13 является, кроме того, тактовым сигналом для считывающего блока 10. Фазовая регулировка сигнала осуществляется так, что накапливаемый в пеленгаторе код PRC показывает такое же значение фазы, что и код PRC принимаемого сигнала. Временное положение кода PRC относительно опорного времени пеленгатора будет пропорционально расстоянию от пеленгатора до передающей станции (спутника) и передается в устройство оценки.The values of I and Q are fed not only to the multiplier 24, but also to the squares 28, 29, in which these values are squaredI 2 + Q 2 | The squares of the values of I and Q are summed in the adder 30 and the total values (I 2 + Q 2 ), which are a display of the amplitude of the input signal of the carrier frequency of the device, are alternately supplied through the switch 31 to the low-pass filters 32, 33. Switching of the switch 31 is carried out with a clock the frequency with which the temporary position of the PRC code sample from the drive 15 is switched (for example, a frequency of 125 Hz). The output signals of the low-pass filters 32 and 33 are supplied to the control unit of the generator 34, in which the sums and differences of these values are calculated. The obtained values are used in the control unit of the generator 34 to determine the control signal that regulates the phase of the signal generated by the controlled generator 13. The signal of the generator 13 after dividing by two in the frequency divider 14 controls the selection of the PRC code from the drive 15 (for example, with a frequency of 125 Hz). The signal of the controlled oscillator 13 is, in addition, a clock signal for the reading unit 10. The phase adjustment of the signal is carried out so that the PRC code accumulated in the direction finder shows the same phase value as the PRC code of the received signal. The temporary position of the PRC code relative to the reference time of the direction finder will be proportional to the distance from the direction finder to the transmitting station (satellite) and transmitted to the evaluation device.
Управляемый генератор 13, делитель частоты 14, накопитель 15, считывающий блок 10, счетчик 11, перемножители 20, 21, сумматоры 22, 23, квадраторы 28, 29, сумматоры 30, фильтры нижних частот 32, 33 и блок управления генератором 34 образуют цепь регулирования. Для реализации этой цепи регулирования дополнительно к описанному сигнал, выдаваемый из управляемого генератора 13, периодически (тактовая частота 125 Гц) перестраивается на один такт вперед и возвращается назад под управлением блока управления генератором 34. The controlled generator 13, the frequency divider 14, the drive 15, the reading unit 10, the counter 11, the multipliers 20, 21, the adders 22, 23, the squares 28, 29, the adders 30, the low-pass filters 32, 33 and the control unit of the generator 34 form a control circuit . To implement this control circuit, in addition to the described signal, the signal output from the controlled generator 13 periodically (clock frequency 125 Hz) is tuned forward one clock cycle and comes back under the control of the generator control unit 34.
В системе "Навстар" каждому спутнику присвоен специальный прецизионный код (PRC). Для навигации необходимо измерять расстояние до нескольких спутников одновременно. В описываемом устройстве это осуществляется благодаря временному уплотнению следующим образом. В устройстве должны храниться коды PRC для соответствующих спутников. Через временные интервалы, равные, например, одной миллисекунде, происходит переключение от одного кода PRC к следующему и в течение данных временных интервалов осуществляются регулирования в цепях слежения. Синфазность цепей регулирования со всеми выбранными спутниками сохраняется и демодуляция данных сигналов, применяемых от всех спутников, возможна непрерывно. In the Navstar system, each satellite is assigned a special precision code (PRC). For navigation, it is necessary to measure the distance to several satellites simultaneously. In the described device, this is due to temporary compaction as follows. The device must store PRC codes for the respective satellites. At time intervals equal to, for example, one millisecond, there is a switch from one PRC code to the next, and during these time intervals, adjustments are made in the tracking circuits. The phase matching of the control circuits with all selected satellites is preserved and demodulation of these signals applied from all satellites is possible continuously.
В данном устройстве для определения направления применяется известный интерферометрический принцип. Для его реализации фаза принимаемого сигнала измеряется в двух пространственно удаленных друг от друга местах. Поэтому в пеленгаторе предусмотрены антенны 1, 2, 3. Расстояние между антеннами зависит от желаемой точности измерения, при увеличении этого расстояния точность повышается. Переключатель 4 подключает к усилителю высокой частоты 6 антенны 1 либо 2, либо 3, которые принимают сигналы от спутников системы "Навстар". Переключатель 12 коммутирует выходной сигнал счетчика 11 к описанной цепи регулирования ФАПЧ 17 либо к цепи регулирования ФАПЧ 18. Оба переключателя 4 и 12 управляются синхронно от тактового генератора 16. Таким образом, выходной сигнал от антенны 1 поступает к первой цепи регулирования 17, выходной сигнал от антенны 2 к второй цепи регулирования 18, а выходной сигнал от антенны 3 к третьей цепи регулирования 19. Последовательность переключений выбирается так, что сигнал каналов регулирования 7, 8 и 19 с выходов генераторов преобразованной частоты 26, 26', 26" остаются в фазе с подаваемыми к ним сигналами системы "Навстар". Незначительные отклонения в течение отключенного состояния корректируются в течение включенного интервала времени. Причинами таких отклонений могут быть движения спутников и объекта, нестабильность частоты генератора пеленгатора. In this device, the known interferometric principle is used to determine the direction. For its implementation, the phase of the received signal is measured in two places spatially remote from each other. Therefore,
Построение пеленгатора, при котором сигналы от разных антенн 1-3 проходит через одни и те же блоки устройства (4-12) последовательно во времени, обеспечивает высокую точность измерения фазы принимаемых сигналов, поскольку фазовые сдвиги в блоках 4-12 одинаковы для всех каналов (17, 18, 19) устройства. The construction of a direction finder, in which the signals from different antennas 1-3 passes through the same device blocks (4-12) sequentially in time, provides high accuracy in measuring the phase of the received signals, since the phase shifts in blocks 4-12 are the same for all channels ( 17, 18, 19) of the device.
Поскольку выходной сигнал генератора преобразованной частоты 26 находится в фазе с принимаемым антенной 1 и преобразовательным сигналом (5 кГц) системы "Навстар", а выходной сигнал генератора преобразованной частоты 26' находится в фазе с принимаемым антенной 2 сигналом системы "Навстар", то по разности фаз φ выходных сигналов генераторов 26 и 26' определяется по интерферометрическому принципу направление в пространстве. Разность фаз измеряется в фазоизмерителе 40 и оценивается затем в решающем блоке 39. В зависимости от того, какое направление должно измеряться (угол между рядом антенн и прямой линией от антенного ряда до спутника; направление в системе координат и т.д.), на решающий блок 39 подаются дополнительные спутниковые данные и собственное положение. Эти данные всегда имеются в аппаратуре потребителя системы "Навстар". Since the output signal of the converted frequency generator 26 is in phase with the received antenna 1 and the conversion signal (5 kHz) of the Navstar system, and the output signal of the converted frequency generator 26 'is in phase with the received antenna 2 signal of the Navstar system, the difference phase φ of the output signals of the generators 26 and 26 'is determined according to the interferometric principle of the direction in space. The phase difference is measured in the phase meter 40 and then evaluated in the decision block 39. Depending on which direction should be measured (the angle between the row of antennas and the straight line from the antenna row to the satellite; direction in the coordinate system, etc.), block 39 serves additional satellite data and its own position. These data are always available in the consumer equipment of the Navstar system.
Если необходимо определить направления в трехмерном пространстве, тогда предусматривается, по крайней мере, еще один линейный ряд антенн, который предпочтительно расположить под углом 90о к первому ряду антенн. Причем одна антенна может быть общей для обоих рядов антенн (см.фиг.2). В зависимости от числа приемных антенн 1, 2 и т.д. выбирается число каналов регулирования ФАПЧ (1, 2 и т.д.). На соответствующее число коммутаций выбираются переключатели 4 и 12.If it is necessary to determine the direction in three dimensional space, then it provides at least one linear series of antennas, which is preferably positioned at an angle of 90 to the first series of antennas. Moreover, one antenna can be common to both rows of antennas (see figure 2). Depending on the number of receiving antennas 1, 2, etc. the number of PLL control channels is selected (1, 2, etc.). Switches 4 and 12 are selected for the appropriate number of switching.
По измеренному значению разности фаз φ в решающем блоке 39 направление в пространстве можно определить из формулы
φ= 2π sinα (2) где λ длина волны принимаемых сигналов несущей частоты, например 1575 мГц;
α угол между направлением на спутник и нормалью к базе d, проходящей через ее середину;
d расстояние между антеннами 1 и 2, 1 и 3, называемое базой.From the measured value of the phase difference φ in the decision block 39, the direction in space can be determined from the formula
φ = 2π sinα (2) where λ is the wavelength of the received carrier signals, for example 1575 MHz;
α is the angle between the direction to the satellite and the normal to the base d passing through its middle;
d distance between
Из выражения (2) следует, что погрешность определения направления в пространстве α пропорциональна длине волны погрешности измерение разности фаз φ и обратно пропорциональна расстоянию между антеннами d. Причем неточное значение длины базы d приводит к погрешности определения направления α. It follows from expression (2) that the error in determining the direction in space α is proportional to the wavelength of the error; the measurement of the phase difference φ is inversely proportional to the distance between the antennas d. Moreover, an inaccurate value of the length of the base d leads to an error in determining the direction of α.
С целью повышения точности измерения направления на спутник в пеленгаторе предусмотрен режим автоматического измерения расстояния d между антеннами 1, 2, 3 с высокой точностью. Для этого в пеленгаторе предусмотрены излучатели 411-41к и фотоприемники 421-42к, причем излучатели и фотоприемники располагаются на антенном устройстве так, чтобы излучение, например излучателя. 411 принималось соответствующим фотоприемником 421 (см.фиг.2). Например, с целью измерения расстояния d1между антеннами 1 и 2 излучатель 411 располагается у антенны 1, а фотоприемник 421 около антенны 2, для измерения расстояния d2 между антеннами 1 и 3 излучатель 412 располагается у антенны 1, а фотоприемник 422 около антенны 3. При таком расположении излучателей и фотоприемников отсутствует контроль за взаимным изменением положения одного ряда антенн (1 и 2) относительно другого ряда антенн (1 и 3), которые предпочтительно располагать под углом β 90о. Поэтому с целью определения величин d1 и d2, а также контроля за величиной угла β излучатели 411-423 и фотоприемники 411-423 целесообразно располагать на антенном устройстве в соответствии с фиг. 2. Тогда с помощью излучателя 411 и фотоприемника 421 измеряется расстояние r1, излучателя 412 и фотоприемника 422 расстояние r2, а излучателя 413 и фотоприемника 423- расстояние r3.In order to increase the accuracy of measuring the direction to the satellite, a direction finder provides for automatic measurement of the distance d between
В режиме автоматического определения расстояний между антеннами 1-3 по сигналу с решающего блока 39 выход делителя частоты 37 подключается переключателем 38 к второму входу фазоизмерителя 40. In the automatic determination of the distances between antennas 1-3 according to the signal from the decision unit 39, the output of the frequency divider 37 is connected by a switch 38 to the second input of the phase meter 40.
Частота выходного сигнала блока 37 равна преобразованной частоте пеленгатора (5 кГц) и формируется из сигнала эталонного генератора 35. Следует отметить, что частота выходного сигнала умножителя частоты 36 выбирается равной частоте сигнала системы "Навстар", например 1575 мГц. Выходной сигнал умножителя частоты 36 поступает на входы излучателей 411-41к и модулирует излучатели 411-41к высокочастотными колебаниями частоты 1575 мГц. Модулированные световые потоки поступают на входы соответствующих фотоприемников 421-42к, пройдя соответствующие расстояния r1-rк от излучателя до фотоприемника. Фотоприемники 421-42кпреобразуют входные модулированные световые потоки в выходные электрические сигналы частотой 1575 мГц, которые поступают на входы переключателя 5. По сигналам от решающего блока 39 выход фотоприемника 421 подключается переключателем 5 к входу усилителя высокой частоты 6, при этом сигнал с выхода фотоприемника 421 частотой 1575 мГц, пройдя через переключатель 5, усилитель высокой частоты 6, подается на преобразователь частоты 7. В преобразователе частоты 7 осуществляется преобразование входного сигнала частотой 1575 мГц в сигнал частотой 5 кГц. Далее устройство работает в соответствии с описанным выше, как при наличии на входе немодулированного сигнала системы "Навстар". При этом выходной сигнал генератора преобразованной частоты 26 (5 кГц) цепи регулирования 17 находится в фазе с сигналом, поступающим от фотоприемника 421 и подается на первый вход фотоизмерителя 40, на второй вход которого поступает сигнал от делителя частоты 37 (5 кГц). Тогда результат измерения фазового сдвига фазоизмерителя 40 определяется расстоянием между излучателем 411 и фотоприемником 421 и связаны формулой
r1 (m+φ1/2π) (3) где m целое число длин волн, укладывающееся на расстоянии r1.The frequency of the output signal of block 37 is equal to the converted frequency of the direction finder (5 kHz) and is formed from the signal of the reference generator 35. It should be noted that the frequency of the output signal of the frequency multiplier 36 is chosen equal to the frequency of the Navstar system signal, for example 1575 MHz. The output signal of the frequency multiplier 36 is supplied to the inputs of the emitters 41 1 -41 k and modulates the emitters 41 1 -41 to high-frequency oscillations of the frequency of 1575 MHz. The modulated light fluxes arrive at the inputs of the respective photodetectors 42 1 -42 k , having passed the corresponding distances r 1 -r k from the emitter to the photodetector. Photodetectors 42 1 -42 k convert the input modulated light fluxes into output electrical signals with a frequency of 1575 MHz, which are fed to the inputs of switch 5. According to the signals from the deciding unit 39, the output of photodetector 42 1 is connected by switch 5 to the input of high-frequency amplifier 6, while the signal the output of the photodetector 42 1 with a frequency of 1575 MHz, passing through switch 5, the high-frequency amplifier 6 is supplied to the frequency converter 7. In the frequency converter 7, the input signal with a frequency of 1575 MHz is converted to l frequency of 5 kHz. Further, the device operates in accordance with the above, as in the presence of an unmodulated signal of the Navstar system at the input. The output signal of the generator of the converted frequency 26 (5 kHz) of the control circuit 17 is in phase with the signal from the photodetector 42 1 and is fed to the first input of the photo meter 40, the second input of which receives a signal from the frequency divider 37 (5 kHz). Then the result of measuring the phase shift of the phase meter 40 is determined by the distance between the emitter 41 1 and the photodetector 42 1 and are related by the formula
r 1 (m + φ 1 / 2π) (3) where m is an integer number of wavelengths that fit at a distance r 1 .
Таким образом, измерение φ1 в пеленгаторе позволяет определить искомое расстояние r1. Затем по сигналам управления от pешающего блока 39 выход фотоприемника 422 подключается переключателем 5 по входу усилителя высокой частоты 6, при этом выходной сигнал генератора преобразованной частоты 26 (5 кГц) цепи регулирования 17 находится в фазе с сигналом, поступающим от фотоприемника 422 (частота 1575 мГц) и подается на первый вход фазоизмерителя 40. Тогда результат измерения фазового сдвига φ2 в фазоизмерителе 40 определяется расстоянием r2между излучателем 412 и фотоприемником 422 в соответствии с формулой (3). Далее по сигналам управления от решающего блока 39 вход фотоприемника 423 подключается к входу усилителя высокой частоты 6.Thus, the measurement of φ 1 in the direction finder allows you to determine the desired distance r 1 . Then, according to the control signals from the decision block 39, the output of the photodetector 42 2 is connected by a switch 5 at the input of the high-frequency amplifier 6, while the output signal of the converted frequency generator 26 (5 kHz) of the control circuit 17 is in phase with the signal from the photodetector 42 2 (frequency 1575 MHz) and is fed to the first input of the phase meter 40. Then the result of measuring the phase shift φ 2 in the phase meter 40 is determined by the distance r 2 between the emitter 41 2 and the photodetector 42 2 in accordance with formula (3). Further, according to the control signals from the decision unit 39, the input of the photodetector 42 3 is connected to the input of the high-frequency amplifier 6.
В результате в пеленгаторе измеряется фазовый сдвиг φ3 по формуле (3) в решающем блоке 39 определяется расстояние r3 между излучателем 413фотоприемником 423.As a result, the phase shift φ 3 is measured in the direction finder by the formula (3) in the decision block 39, the distance r 3 between the emitter 41 3 of the photodetector 42 3 is determined.
В случае, если излучатели 411-413 и фотоприемники 421-423 размещены на антенном устройстве в соответствии с фиг.2, тогда по измеренным расстояниям r1-r3 в решающем блоке 39 вычисляются искомые величины d1, d2, β по формулам
d1=; d2=; β1=arctg
β2=arctg β=β1+β2 (4)
Величины d1, d2, β используются в решающем блоке 39 для высокоточного определения ориентации объекта в пространстве с учетом дополнительных спутниковых данных собственного положения.If the emitters 41 1 -41 3 and the photodetectors 42 1 -42 3 are placed on the antenna device in accordance with figure 2, then the measured values of d 1 , d 2 are calculated from the measured distances r 1 -r 3 in the solving unit 39 β by the formulas
d 1 = ; d 2 = ; β 1 = arctg
β 2 = arctg β = β 1 + β 2 (4)
The values of d 1 , d 2 , β are used in the decision block 39 for high-precision determination of the orientation of the object in space, taking into account additional satellite data of its own position.
Описанный режим измерения расстояния d может выполняться перед началом работы пеленгатора, а также повторяется автоматически с заданным циклом. The described mode of measuring the distance d can be performed before the direction finder starts, and is also repeated automatically with a given cycle.
Кроме описанного расположения излучателей и фотоприемников с целью определения расстояний d1 и d2 можно излучатель и соответствующий фотоприемник устанавливать в одной точке антенного устройства, например у антенны 1, при этом отражателем сигнала может служить поверхность антенны 2. Тогда фазовый сдвиг, измеренный фазоизмерителем 40, будет соответствовать удвоенному расстоянию, например, d1, через которое проходит излучаемый сигнал.In addition to the described arrangement of emitters and photodetectors, in order to determine the distances d 1 and d 2 , the emitter and the corresponding photodetector can be installed at one point of the antenna device, for example, at antenna 1, while the surface of antenna 2 can serve as a signal reflector. Then the phase shift measured by phase meter 40, will correspond to twice the distance, for example, d 1 , through which the emitted signal passes.
Повышение точности измерения информационных параметров пеленгатора достигается за счет автоматического высокоточного определения расстояний между разнесенными антеннами 1, 2, 3. Improving the accuracy of measuring information parameters of the direction finder is achieved through automatic high-precision determination of the distances between spaced
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5022006 RU2042145C1 (en) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | Direction finder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5022006 RU2042145C1 (en) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | Direction finder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2042145C1 true RU2042145C1 (en) | 1995-08-20 |
Family
ID=21594333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5022006 RU2042145C1 (en) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | Direction finder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2042145C1 (en) |
-
1992
- 1992-01-10 RU SU5022006 patent/RU2042145C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент ФРГ N 3540212, кл. G 01S 3/42, 1988. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2919490B2 (en) | Global positioning system with improved radio frequency and digital processing. | |
CN100383549C (en) | Method and apparatus for compensating local oscillator frequency error | |
US4403857A (en) | Distance measuring device and method | |
US4719469A (en) | Direction-determining system | |
JP2584506B2 (en) | FM-CW Doppler radar navigation system | |
US4672629A (en) | Receiver for bandspread signals | |
US4862178A (en) | Digital system for codeless phase measurement | |
US4800577A (en) | GPS receiver | |
JPH0786529B2 (en) | Device for determining position using signals from satellites | |
US4768877A (en) | Method and device for measuring the propagation time of a wave | |
US3778160A (en) | Electronic distance measuring device and method | |
US7999732B2 (en) | Method and system for GPS position measuring and frequency error detecting method | |
EP0115152B1 (en) | Doppler shift measurement receiver | |
US4024540A (en) | Continuous wave FM tone ranging radar with predetection averaging | |
RU2290658C1 (en) | Phase mode of direction finding and phase direction finder for its execution | |
RU2042145C1 (en) | Direction finder | |
RU2134429C1 (en) | Phase direction finding method | |
JP2537375B2 (en) | Lightwave rangefinder | |
RU2296432C1 (en) | Method for autocorrelation receipt of noise-like signals | |
JPH0242374A (en) | Determination of pseudo range from earth orbit satellite | |
US6384784B1 (en) | Direction finder system using spread spectrum techniques | |
RU2073880C1 (en) | Direction finder | |
RU2110077C1 (en) | Method determining course angle and coordinates of locations of objects by radio signals of spacecraft of satellite radio navigation systems | |
RU2099732C1 (en) | Direction finder | |
GB2267623A (en) | Radio frequency ranging apparatus |