RU2106655C1 - Frequency-modulated altimeter - Google Patents
Frequency-modulated altimeter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2106655C1 RU2106655C1 RU96112365A RU96112365A RU2106655C1 RU 2106655 C1 RU2106655 C1 RU 2106655C1 RU 96112365 A RU96112365 A RU 96112365A RU 96112365 A RU96112365 A RU 96112365A RU 2106655 C1 RU2106655 C1 RU 2106655C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- frequency
- transmitter
- series
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиолокации. The invention relates to the field of radar.
Известен частотно-модулированный высотомер, работающий по принципу выделения и обработки разностной частоты преобразованного сигнала, образующегося при взаимодействии прямого сигнала передатчика, непрерывно излучаемого к земной поверхности и отраженного эхо-сигнала [1]. Неизменные параметры модуляции, в частности, постоянная скорость перестройки частоты сигнала передатчика в диапазоне измеряемых высот, требуют достаточно широкой полосы пропускания приемника при обработке преобразованного сигнала, что снижает помехозащищенность такого высотомера. Known frequency-modulated altimeter operating on the principle of separation and processing the differential frequency of the converted signal generated by the interaction of the direct signal of the transmitter, continuously emitted to the earth's surface and the reflected echo signal [1]. The constant modulation parameters, in particular, the constant frequency tuning frequency of the transmitter signal in the range of measured heights, require a sufficiently wide receiver bandwidth when processing the converted signal, which reduces the noise immunity of such an altimeter.
Недостатком данного высотомера является ухудшение достоверности выходной информации (измеряемой высоты) при действии помех. The disadvantage of this altimeter is the deterioration of the reliability of the output information (measured height) under the influence of interference.
Наиболее близким к изобретению по совокупности признаков является частотно-модулированный высотомер, содержащий последовательно соединенные источник опорного аналогового сигнала, блок управления скоростью перестройки частоты передатчика, генератор пилообразных колебаний, передатчик и передающую антенну, последовательно соединенные блок формирования измерительного интервала полосы модуляции и блок переключения направления перестройки частоты передатчика, выход которого соединен с вторым входом генератора пилообразных колебаний, последовательно соединенные приемную антенну, смеситель, усилитель преобразованного сигнала и цифровой релейный элемент, первый выход которого соединен с вторым входом блока управления скоростью перестройки частоты передатчика, генератор тактовых импульсов и преобразователь временной интервал-код (счетчик-вычислитель), при этом второй и третий выходы передатчика соединены соответственно с вторым входом смесителя и входом блока формирования измерительного интервала полосы модуляции, второй выход которого соединен с первым входом преобразователя временной интервал-код, первый выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом цифрового релейного элемента, второй выход соединен с вторым входом блока формирования измерительного интервала полосы модуляции, третий выход соединен с вторым входом преобразователя временной интервал-код, третий вход которого соединен с выходом усилителя преобразованного сигнала, третий вход блока управления скоростью перестройки частоты передатчика соединен с выходом преобразователя временной интервал-код, четвертый вход соединен с вторым (знаковым) выходом цифрового релейного элемента [2]. Closest to the invention in terms of features is a frequency-modulated altimeter containing a series-connected source of a reference analog signal, a frequency control unit for controlling the frequency of the transmitter, a sawtooth oscillator, a transmitter and a transmitting antenna, a series-connected unit for measuring the measurement interval of the modulation band and a unit for switching the direction of tuning the frequency of the transmitter, the output of which is connected to the second input of the sawtooth oscillator th, a receiving antenna, a mixer, a converted signal amplifier, and a digital relay element, the first output of which is connected to the second input of the transmitter frequency control unit, a clock pulse generator and a time-domain code converter (counter-calculator), the second and the third outputs of the transmitter are connected respectively to the second input of the mixer and the input of the unit for forming the measuring interval of the modulation band, the second output of which is connected to the first input time-domain code converter, the first output of the clock generator is connected to the second input of the digital relay element, the second output is connected to the second input of the unit for forming the measuring interval of the modulation band, the third output is connected to the second input of the converter is a time interval code, the third input of which is connected to the output the converted signal amplifier, the third input of the transmitter frequency tuning speed control unit is connected to the output of the converter time interval code, the fourth input One is connected to the second (sign) output of the digital relay element [2].
Однако известное устройство характеризуется недостаточной достоверностью выходной информации при действии уводящих по дальности помех. Применительно к известному устройству к такому виду помехи относится помеха типа "несущая, амплитудно-модулированная частотой настройки приемника". Огибающая этой помехи с частотой настройки приемника выделяется на выходе смесителя за счет эффекта прямого детектирования. Такую помеху может создавать, например, импульсный высотомер, работающий в одном и том же диапазоне частот и имеющий частоту повторения излучаемых импульсов, близкую к частоте настройки приемника. Так, например, если частота Fп помехи превышает среднюю частоту Fo полосы пропускания усилителя преобразованного сигнала, код высоты на выходе преобразователя временной интервал-код увеличивается по сравнению с кодом высоты до момента действия помехи, при этом скорость изменения частоты передатчика уменьшается, а измерительный интервал полосы модуляции увеличивается, что приводит к дальнейшему увеличению кода высоты под действием помехи, и так далее до достижения им максимального значения. Цифровой релейный элемент на знаковом выходе формирует сигнал, под действием которого также происходит увеличение кода высоты. И, наоборот, помеха с частотой Fп, которая меньше средней частоты Fo, воздействуя на преобразователь временной интервал-код и цифровой релейный элемент, производит уменьшение кода высоты до достижения им минимального значения. Скорость изменения выходных показаний высотомера при действии помехи прямо пропорциональна величине расстройки частоты Fп от частоты Fo в пределах полосы пропускания приемника.However, the known device is characterized by a lack of reliability of the output information under the influence of distance-distracting interference. In relation to the known device, this type of interference includes interference of the type "carrier, amplitude-modulated by the frequency of tuning the receiver." The envelope of this interference with the receiver tuning frequency is allocated at the output of the mixer due to the direct detection effect. Such interference can be caused, for example, by a pulsed altimeter operating in the same frequency range and having a repetition rate of emitted pulses close to the receiver tuning frequency. So, for example, if the interference frequency F p exceeds the average frequency F o of the passband of the converted signal amplifier, the height code at the output of the converter, the time interval code increases compared to the height code until the moment the interference occurs, while the rate of change of the transmitter frequency decreases, and the measurement the interval of the modulation band increases, which leads to a further increase in the height code under the influence of interference, and so on until it reaches its maximum value. The digital relay element at the sign output generates a signal, under the influence of which the height code also increases. And, conversely, an interference with a frequency F p that is less than the average frequency F o , acting on the time interval code converter and a digital relay element, reduces the height code until it reaches the minimum value. The rate of change of the output readings of the altimeter under the influence of interference is directly proportional to the magnitude of the frequency detuning F p from the frequency F o within the receiver passband.
Цель изобретения - увеличение достоверности выходной информации при действии уводящей по дальности помехи. The purpose of the invention is to increase the reliability of the output information under the action of a distracting interference.
Для этого в частотно-модулированный высотомер, содержащий последовательно соединенные источник опорного аналогового сигнала, блок управления скоростью перестройки частоты передатчика, генератор пилообразных колебаний, передатчик и передающую антенну, последовательно соединенные блок формирования измерительного интервала полосы модуляции и блок переключения направления перестройки частоты передатчика, выход которого соединен с вторым входом генератора пилообразных колебаний, последовательно соединенные приемную антенну, смеситель, усилитель преобразованного сигнала и цифровой релейный элемент, первый выход которого соединен с вторым входом блока управления скорость перестройки частоты передатчика, генератор тактовых импульсов и преобразователь временной интервал-код, при этом второй и третий выходы передатчика соединены соответственно с вторым входом смесителя и входом блока формирования измерительного интервала полосы модуляции, второй выход которого соединен с первым входом преобразователя временной интервал-код, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом цифрового релейного элемента, введены генератор прямоугольных колебаний, первый блок задержки, последовательно соединенные первый сумматор по модулю два, второй сумматор по модулю два и первый элемент И, последовательно соединенные первый ключ, первый накопитель и первое пороговое устройство, последовательно соединенные второй ключ, второй накопитель и второе пороговое устройство, второй элемент И, входы которого соединены с выходами пороговых устройств, второй блок задержки, включенная между вторым выходом блока формирования измерительного интервала полосы модуляции и третьим входом цифрового релейного элемента, первый выход которого соединен с первыми входами ключей, второй выход соединен с вторыми входами накопителей, третий и четвертый выходы соединены с входами первого сумматора по модулю два, выход генератора прямоугольных колебаний соединен с третьим входом генератора пилообразных колебаний, с вторым входом преобразователя временной интервал-код и с входом первого блока задержки, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора по модулю два и с вторыми входами ключей, выход второго элемента И соединен с вторым входом первого элемента И и с третьим входом блока управления скоростью перестройки частоты передатчика, четвертый вход которого соединен с выходом первого элемента И. To do this, into a frequency-modulated altimeter containing a serially connected reference analog signal source, a transmitter frequency tuning speed control unit, a sawtooth oscillator, a transmitter and a transmitting antenna, a modulation band measuring interval forming unit and a transmitter frequency tuning direction switching unit, the output of which connected to the second input of the sawtooth oscillator, the receiving antenna connected in series, mixes a fir-tree, a converted signal amplifier and a digital relay element, the first output of which is connected to the second input of the control unit of the transmitter, the clock frequency generator and the time-domain-converter, while the second and third outputs of the transmitter are connected respectively to the second input of the mixer and the input of the unit the formation of the measuring interval of the modulation band, the second output of which is connected to the first input of the Converter time interval code, the output of the clock It is connected to the second input of the digital relay element, a square-wave oscillator, a first delay unit, a first adder modulo two, a second adder modulo two and a first element And connected in series with a first key, a first drive and a first threshold device connected in series with a second a key, a second drive and a second threshold device, a second AND element, the inputs of which are connected to the outputs of the threshold devices, a second delay unit connected between the second output of the bl the formation of the measuring interval of the modulation band and the third input of the digital relay element, the first output of which is connected to the first inputs of the keys, the second output is connected to the second inputs of the drives, the third and fourth outputs are connected to the inputs of the first adder modulo two, the output of the square wave generator is connected to the third the input of the sawtooth oscillator, with the second input of the converter is a time interval code and with the input of the first delay unit, the output of which is connected to the second input of the second sum there are two modules with second key inputs, the output of the second element And is connected to the second input of the first element And and to the third input of the frequency control unit of the transmitter frequency, the fourth input of which is connected to the output of the first element I.
На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предложенного высотомера; на фиг. 2 - вариант реализации генератора пилообразных колебаний, блока переключения направления перестройки частоты передатчика, блока формирования измерительного интервала полосы модуляции; на фиг. 3 - вариант реализации цифрового релейного элемента; на фиг. 4 - вариант реализации блока управления скоростью перестройки частоты передатчика и преобразователя временной интервал-код; на фиг. 5, 6, 7, 8 - эпюры и временные диаграммы, поясняющие работу высотомера. In FIG. 1 shows a structural electrical diagram of the proposed altimeter; in FIG. 2 is an embodiment of a sawtooth oscillator, a transmitter frequency switching direction switching unit, a modulation band measuring interval forming unit; in FIG. 3 is an embodiment of a digital relay element; in FIG. 4 is an embodiment of a control unit for controlling a frequency adjustment of a transmitter and a converter for a time interval code; in FIG. 5, 6, 7, 8 - diagrams and time diagrams explaining the operation of the altimeter.
Высотомер (фиг. 1) содержит источник 1 опорного аналогового сигнала, блок 2 управления скоростью перестройки частоты передатчика, генератор 3 пилообразных колебаний, передатчик 4, передающую антенну 5, блок 6 формирования измерительного интервала полосы модуляции, блок 7 переключения направления перестройки частоты передатчика, приемную антенну 8, смеситель 9, усилитель 10 преобразованного сигнала, цифровой релейный элемент 11, генератор 12 тактовых импульсов, преобразователь 13 временной интервал-код, генератор 14 прямоугольных колебаний, первый блок 15 задержки, первый сумматор 16 по модулю два, второй сумматор 17 по модулю два, первый элемент И 18, первый ключ 19, первый накопитель 20, первое пороговое устройство 21, второй ключ 22, второй накопитель 23, второе пороговое устройство 24, второй И 25, второй блок 26 задержки. The altimeter (Fig. 1) contains a source of a reference analog signal, a transmitter frequency tuning
Генератор 3 пилообразных колебаний (фиг. 2) содержит усилитель 27, усилитель 28, конденсатор 29, резистор 30, резистор 31, переключатель 32. Блок 7 переключения направления перестройки частоты передатчика (фиг. 2) содержит ключ 33, резистор 34, источник 35 напряжения. Блок 5 формирования измерительного интервала полосы модуляции (фиг. 2) содержит схему И 36, триггер 37, триггер 38, триггер 39, компаратор 40, компаратор 41, детектор 42, детектор 43, СВЧ-резонатор 44, СВЧ-резонатор 45. Цифровой релейный элемент 11 (фиг. 3) содержит сдвиговый регистр 46, триггер 47, триггер 48, триггер 49, схему 50 задержки, схему И 51, схему ИЛИ 52, схему 53 выделения фронта импульса, схему 54 задержки, триггер 55. Блок 2 управления скоростью перестройки частоты передатчика (фиг. 4) содержит источник 56 двоичного числа, реверсивный счетчик 57, дешифратор 58, цифроаналоговый преобразователь 59, переключатель 60, генератор 61 тактовых импульсов. Преобразователь 13 временной интервал-код (фиг. 4) содержит регистр 62, счетчик 63, схему 64 задержки, схему 65 выделения фронта импульса, схему И 66, генератор 67 тактовых импульсов, переключатель 68, генератор 69 тактовых импульсов, схему 70 усреднения. The sawtooth oscillator 3 (Fig. 2) contains an
Высотомер работает следующим образом. Altimeter works as follows.
При включении высотомера он работает в режиме поиска. Для этого в реверсивный счетчик 57 из состава блока 2 управления скоростью перестройки частоты передатчика заносится двоичное число (код) Nнг, которое формируется на выходе источника 56 двоичного числа и определяет нижнюю границу диапазона поиска по высоте. На выходе схемы И 25 сформирован логический уровень L ("логический 0"), поэтому на выходе элемента И 18 данное логическое состояние повторяется. Выход элемента И 18 соединен с входом управления счетом "Больше/меньше" реверсивного счетчика 57, на данном входе состояние "логическая 1" увеличивает содержимое счетчика, состояние "логический 0" уменьшает содержимое счетчика. Одновременно состояние "логический 0" на выходе элемента И 25 устанавливает переключатель 60 в положение, когда к тактовому входу реверсивного счетчика 57 подключен выход генератора 61 тактовых импульсов. Под действием тактовых импульсов код Nрс на выходе реверсивного счетчика 57 уменьшается от значения Nнг до значения Nвг, которое определяет верхнюю границу диапазона поиска по высоте. Выход дешифратора 58 соединен с входом разрешения параллельной загрузки реверсивного счетчика 57. При выполнении условия Nрс≤Nвг дешифратор 58 формирует на своем выходе логический уровень H ("логическую 1"), под действием которого в реверсивный счетчик 57 снова заносится двоичный код Nнг и процесс поиска повторяется вновь. Выходной код Nрс поступает на первый вход цифро-аналогового преобразователя 59 на второй вход которого подается опорное напряжение Uo, которое вырабатывает источник 1 аналогового сигнала. Чем больше значение Nрс, тем больше значение напряжения Uупр на выходе цифроаналогового преобразователя 59 и наоборот, чем меньше значение Nрс, тем меньше значение Uупр. В процессе поиска напряжения Uупр периодически изменяется от максимального значения Uупр макс до минимального значения Uупр мин.When you turn on the altimeter, it works in search mode. For this, a binary number (code) N ng , which is formed at the output of the
При необходимости для поддержания соответствующего коэффициента передачи следящего кольца высотомера в диапазоне измеряемых высот управляющее напряжение может подвергаться нелинейному преобразованию (экспоненциальному, гиперболическому). If necessary, in order to maintain the appropriate transmission coefficient of the tracking ring of the altimeter in the range of measured heights, the control voltage can undergo non-linear transformation (exponential, hyperbolic).
Управляющее напряжение с выхода блока 2 управления скоростью перестройки частоты передатчика поступает на первый вход генератора 3 пилообразных колебаний, на второй вход которого подается выходной сигнал генератора 14 прямоугольных колебаний. Генератор 14 формирует периодическое симметричное прямоугольное колебание (фиг. 5б), так называемый меандр. В этом случае он содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и делитель частоты. Генератор 14 может так же формировать и более сложное периодическое прямоугольное колебание, например, M - последовательность (фиг. 5а). На фиг. 5а представлена самая короткая, семиэлементная M - последовательность. Схемы формирования M - последовательностей известны (см. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации, - под ред. В.Б. Пестрякова, М.: Сов. радио, 1973, с. 1450150). Применение меандра или M - последовательности не изменяет сущности изобретения. Вместе с тем при использовании M - последовательности для увеличения симметрии сигнала целесообразно увеличивать ее длину так, чтобы отношение числа "логических 1" к числу "логических 0" на периоде Ts было достаточно близким к единице. Для правильной работы предполагаемого устройства необходимо соблюдать условия
где
τнмакс - время задержки сигнала, соответствующее максимальной измеряемой высоте. Выходной сигнал генератора 14 управляет переключателем 32, который входит в состав генератора 3 пилообразных колебаний (фиг. 2). Если состояние выходящего сигнала генератора 14 соответствует "логической 1", то управляющее напряжение U упр подается на вход усилителя 28 через резистор 30, номинальной значение которого равно R1, в состоянии "логический 0" - через резистор 31, номинальное значение которого равно R0. Резисторы 30, 31, усилитель 28 и конденсатор 29 с номинальным значением емкости С образуют интегратор с переменной времени интегрирования:
τ
τ
Пилообразное, модулированное меандром напряжение с периодом повторения Tм с выхода генератора пилообразных колебаний поступает на вход передатчика 4 (фиг. 5в). Среднее значение скорости нарастания пилообразного напряжения прямо пропорционально значению Uупр, а значение периода Tм обратно пропорционально.The control voltage from the output of the transmitter
Where
τ nmax is the signal delay time corresponding to the maximum measured height. The output signal of the generator 14 controls the
τ
τ
The sawtooth, meander-modulated voltage with a repetition period T m from the output of the sawtooth oscillator is fed to the input of the transmitter 4 (Fig. 5c). The average value of the ramp voltage rise rate is directly proportional to the value of U CPR , and the period value T m is inversely proportional.
Работа блока 6 формирования измерительного интервала полосы модуляции, блока 7 переключения направления перестройки частоты передатчика, генератора 3 пилообразных колебаний (фиг. 2) и передатчика 4 поясняется временными диаграммами, представленными на фиг. 6. На фиг. 6а представлена временная диаграмма перестройки частоты передатчика 4, где значение частот f1, f2 соответствуют моментам срабатывания компаратора 41 (фиг. 6в), значения частот f3, f4 соответствуют моментам срабатывания компаратора 40 (фиг. 6б), значение Δfизм обозначает измерительную (эталонную) полосу перестройки частоты передатчика в диапазоне частот от f2 до f4. Время, в течение которого частота передатчика 4 перестраивается в полосе Δfизм, соответствует измерительному интервалу Tизмi полосы модуляции, который формируется в виде логического уровня L ("логического 0") на выходе триггера 39 (фиг. 6г). На интервале времени от ti до ti+1 скорость S"1" перестройки частоты передатчика 4 соответствует состоянию H на выходе генератора 14 прямоугольных колебаний, на интервале времени более ti+1 - состоянию L, при этом скорость перестройки частоты передатчика 4 принимает значение S"0", вместе с тем значения S"1" и S"0" зависят от управляющего напряжения Uупр, чем больше значение Uупр, тем больше S"1" и S"0" и наоборот. На фиг. 6д представлена осциллограмма сигнала на выходе триггера 38, на фиг. 6е представлена осциллограмма сигнала на выходе схемы И 36, на фиг. 6и представлена осциллограмма сигнала на выходе триггера 37. Выходной сигнал схемы И 36 уровня H длительностью Toxi открывает ключ 33 и подключает источник напряжения 35, полярность которого противоположна полярности управляющего напряжения Uупр, через резистор 34 к входу усилителя 28, при этом скорость изменения выходного напряжения генератора 3 пилообразных колебаний меняет знак и увеличивает свое значение, соответственно на время Toxi переключается направление перестройки частоты передатчика 4 и увеличивается скорость перестройки. Соотношение между Tизмi и Toxi определяется выбором параметров, в предлагаемом изобретении для модуляции частоты передатчика 4 используется несимметричное пилообразное колебание.The operation of the
При перестройке генератором 3 частоты передатчика 4 смеситель 9 выделяет преобразованный сигнал разностной частоты между сигналом, который непосредственно поступает от передатчика 4 и сигналом, который проходит путь: передатчик 4 - передающая антенна 5 - земная поверхность - приемная антенна 8 - смеситель 9 (фиг. 7а). When the
Значение мгновенной частоты F
T
F
T
где
F
F
τн - время задержки отраженного от земной поверхности сигнала относительно сигнала передатчика.Instantaneous frequency value F
T
F
T
Where
F
F
τ n - the delay time of the signal reflected from the earth's surface relative to the transmitter signal.
Отношение значения S"1" и S"0" всегда постоянно:
При определенном значении управляющего напряжения Uупр частота преобразованного сигнала попадает в полосу пропускания усилителя 10. Выходной сигнал смесителя 9 усиливается усилителем 10 преобразованного сигнала, средняя частота полосы пропускания которого равна Fо и нормируется по амплитуде, например, с помощью компаратора. Выходной сигнал компаратора принимает значение H, когда амплитуда преобразованного сигнала превышает порог срабатывания компаратора и значение L, когда амплитуда преобразованного сигнала ниже порога срабатывания компаратора. Выходной сигнал усилителя 10 поступает на первый вход цифрового релейного элемента 11, на второй вход которого подается сигнал с выхода генератора 12 тактовых импульсов. На третий вход цифрового релейного элемента через блок 26 задержки подается выходной сигнал блока 6 формирования измерительного интервала полосы модуляции (фиг. 6г), время задержки в блоке 26 компенсирует время τaп аппаратурной задержки преобразованного сигнала в усилителе 10. Генератор 12 тактовых импульсов формирует эталонные метки времени, необходимые для определения мгновенного значения периода преобразованного сигнала. Одна из возможных схем выполнения цифрового релейного элемента представлена на фиг. 3. Здесь триггер 55 служит для синхронизации начала и окончания мгновенного периода преобразованного сигнала эталонными и метками времени, период повторения эталонных меток времени намного меньше минимального возможного мгновенного периода преобразованного сигнала. С помощью эталонных меток времени, поступающих на вход C, сдвиговый регистр 46 осуществляет периодический сдвиг "логической 1", поступающей на его вход Д. Чем больше значение мгновенного периода преобразованного сигнала, тем дальше продвинется в сдвиговом регистре 46 "логическая 1" и наоборот.The ratio of the values of S "1" and S "0" is always constant:
At a certain value of the control voltage U CPR, the frequency of the converted signal falls into the passband of the amplifier 10. The output signal of the mixer 9 is amplified by the amplifier 10 of the converted signal, the average frequency of the passband of which is F о and normalized in amplitude, for example, using a comparator. The output signal of the comparator takes the value H when the amplitude of the converted signal exceeds the threshold of the comparator and the value L when the amplitude of the converted signal is below the threshold of the comparator. The output signal of the amplifier 10 is supplied to the first input of the
С начала каждого нового мгновенного периода преобразованного сигнала на выходе схемы 53 выделяется короткий импульс, с помощью которого выходная информация сдвигового регистра 46 о предыдущем мгновенном периоде преобразованного сигнала заносится в элементы памяти - триггеры 47, 48, 49. Схема И 51 открыта только на время Tизм, на время Tбл она закрыта (фиг. 6г). Затем выходной импульс схемы 53 через схему 54 задержки и схему ИЛИ 52 обнуляет содержимое сдвигового регистра 46 и процесс повторяется. Содержимое сдвигового регистра 46 обнуляется также на время Tбл при поступлении через схему ИЛИ 52 на его вход R сигнала с выхода схемы 26 задержки. После занесения выходной информации сдвигового регистра 46 в триггеры 47, 48, 49, счетные импульсы, период повторения которых равен мгновенному периоду преобразованного сигнала биений с выхода схемы 50 задержки (фиг. 3) поступает на первые входы ключей 19, 22 и второй вход блока 2 управления скоростью перестройки частоты передатчика (фиг. 1).From the beginning of each new instantaneous period of the converted signal, a short pulse is allocated at the output of
На фиг. 8а, 8б, 8в представлены осциллограммы соответственно на выходе триггера 48, переключающегося из состояния "логический 0" в состояние "логический 1", если значение мгновенного периода преобразованного сигнала более или равно выходе триггера 49, переключающегося из состояния "логический 0" в состояние "логическая 1", если значение мгновенного периода преобразованного сигнала более или равно T1, выходе триггера 47, переключающегося из состояния "логический 0" в состояние "логическая 1", если значение мгновенного периода преобразованного сигнала более или равно T2, при этом:
Выходные сигналы триггера 47, 49 поступают на входы сумматора 16 по модулю два.In FIG. 8a, 8b, 8c show waveforms, respectively, at the output of a trigger 48, switching from the state “logical 0” to the state “logical 1” if the value of the instantaneous period of the converted signal is more or equal the output of the
The output signals of the
Табл. 1 истинности сумматора по модулю два приводится ниже. Tab. 1 The truth of the adder modulo two is given below.
На фиг. 8г представлено состояние выходного сигнала сумматора 16 по модулю два в зависимости от значения мгновенного периода преобразованного сигнала. Выходной сигнал сумматора 16 поступает на первый вход сумматора 17 по модулю два, на второй вход которого подаются выходные колебания генератора 14, задержанные и проинвектированные в схеме 15 задержки. Время τз задержки в схеме 15 составляет:
где
τнмакс - время задержки, соответствующее максимальной измеряемой высоте.In FIG. 8d shows the state of the output signal of the adder 16 modulo two depending on the value of the instantaneous period of the converted signal. The output signal of the adder 16 is supplied to the first input of the
Where
τ nmax is the delay time corresponding to the maximum measured height.
На фиг. 8д представлено состояние выходного сигнала сумматора 17 по модулю два в зависимости от значения мгновенного периода преобразованного сигнала при наличии на выходе генератора 14 состояния "логическая 1" (на выходе блока 15 задержки состояние "логический 0"), на фиг. 8е) представлено состояние выходного сигнала сумматора 17 по модулю два в зависимости от значения мгновенного периода преобразованного сигнала при наличии на выходе генератора 14 состояния "логический 0" (на выходе блока 15 задержки состояние "логическая 1"), на фиг. 8и) представлены мгновенные значения обрабатываемых периодов T
Ключи 19, 22 управляются выходным сигналом схемы 15 задержки и работают в противофазе: состояние "логическая 1" открывает ключ 19 и счетные импульсы поступают на тактовый вход накопителя 20, ключ 22 закрыт, состояние "логический 0" открывает ключ 22 и счетные импульсы поступают на тактовый вход накопителя 23, ключ 19 закрыт. Накопители 20, 23 могут быть выполнены, например на реверсивных счетчиках. На вход управления счетом "Больше/меньше" накопителей 20, 23 подается выходной сигнал цифрового релейного элемента 11 (фиг. 8а), при этом управление счетом осуществляется противофазно: состояние "логический 0" приводит к увеличению содержимого накопителя 23 и уменьшает содержимое накопителя 20, состояние "логическая 1" приводит к увеличению содержимого накопителя 20 и уменьшает содержимое накопителя 23. The keys 19, 22 are controlled by the output signal of the delay circuit 15 and operate in antiphase: the state "logical 1" opens the key 19 and the counting pulses arrive at the clock input of the drive 20, the key 22 is closed, the state "logical 0" opens the key 22 and the counting pulses arrive at the clock input of the drive 23, the key 19 is closed. Accumulators 20, 23 can be performed, for example, on reversible counters. The output signal of the Over / Under account of the drives 20, 23 is supplied with the output signal of the digital relay element 11 (Fig. 8a), while the account is controlled out of phase: the state "logical 0" leads to an increase in the contents of the drive 23 and reduces the contents of the drive 20, the state of "logical 1" leads to an increase in the contents of the drive 20 and reduces the contents of the drive 23.
При обработке преобразованного сигнала содержимое накопителей 20, 23 увеличивается и достигает порогового значения Nср, при котором срабатывают пороговые устройства 21, 24. Пороговые устройства могут быть выполнены, например, в виде дешифратора двоичного кода.When processing the converted signal, the contents of the drives 20, 23 increase and reaches a threshold value N cf , at which threshold devices 21, 24 are triggered. The threshold devices can be made, for example, in the form of a binary code decoder.
При одновременном срабатывании пороговых устройств 21, 24 состояние "логический 0" на выходе элемента И 25 заменяется на состояние "логическая 1", при этом переключатель 60 блока 2 управления скоростью перестройки частоты передатчика подключает счетные импульсы с выхода цифрового релейного элемента 11 на тактовый вход реверсивного счетчика 57, элемента И 18 переключается в режим повторения выходного сигнала сумматора 17 по модулю два, который поступает на вход управления счетом "Больше/меньше" реверсивного счетчика 57. Таким образом, при одновременном срабатывании пороговых устройств 21, 24 высотомер из режима поиска переходит в режим слежения за отраженным сигналом. With the simultaneous operation of threshold devices 21, 24, the state “logical 0” at the output of element And 25 is replaced by the state “logical 1”, while the
Преобразованный сигнал с периодом T
T
T
Выходной сигнал блока 6 формирования измерительного интервала полосы модуляции поступает на первый вход преобразователя 13 временной интервал-код (фиг. 6г), одна из возможных схем выполнения которого представлена на фиг. 4. При измерении малых высот измерительный интервал Tизм меньше T/2, при этом:
где
T
T
Hтек - текущая высота, м;
C - скорость распространения радиоволн, м/с.Converted signal with period T
T
T
The output signal of the
Where
T
T
H tech - current height, m;
C is the speed of propagation of radio waves, m / s.
В преобразователе 13 временной интервал-код измерительный интервал T
С учетом (17):
N
В конце каждого измерительного интервала схема 65 выделения фронта импульса заносит содержимое счетчика 63 в регистр 62, затем схема 64 задержки обнуляет содержимое счетчика 63.In the
In view of (17):
N
At the end of each measurement interval, the pulse
Код Nн высоты поступает на схему 70 усреднения, которая усредняет "n" отсчетов кода Nн высоты, при этом на выходе схемы 70 усреднения формируется сглаженное значение кода Nн высоты:
При измерении больших высот измерительный интервал Tизм во много раз больше Т/2, однако сущность работы предлагаемого устройства от этого не изменяется.The code N n of the height is supplied to the averaging
When measuring large heights, the measuring interval T ISM is many times greater than T / 2, however, the essence of the proposed device does not change from this.
Выходная информация считается достоверной, если элемент И 25 формирует на своем выходе сигнал ЗАХВАТ, соответствующий состоянию "логическая 1".Output information it is considered reliable if the And 25 element generates a CAPTURE signal at its output corresponding to the state "logical 1".
Выходная информация считается недостоверной, если элемент И 25 формирует на своем выходе сигнал СБРОС, соответствующий состоянию "логический 0".Output information It is considered unreliable if the And 25 element generates a RESET signal at its output that corresponds to the "logical 0" state.
При действии помехи на цифровой релейный элемент 11 согласно фиг. 8 можно составить следующие таблицы истинности, табл. 2 и табл. 3. Under the influence of interference on the
Как следует из табл. 2, при действии помехи, насколько "логическая 1" увеличит (уменьшит) содержимое реверсивного счетчика 57, настолько "логический 0" его уменьшит (увеличит). Так как генератор 14 прямоугольных колебаний формирует симметричный сигнал, в целом содержимое реверсивного счетчика 57 не изменится, следовательно, не изменятся и выходные показания высотомера при действии уводящей по дальности помехи. As follows from the table. 2, under the influence of interference, how much “logical 1” will increase (decrease) the contents of the
Вместе с тем, как следует из табл. 3, действие такой помехи приводит к уменьшению содержимого одного из накопителей 20, 23, при этом элемент И 25 формирует на своем выходе сигнал СБРОС. However, as follows from the table. 3, the effect of such interference leads to a decrease in the contents of one of the drives 20, 23, while the element And 25 generates a RESET signal at its output.
Таким образом, в отличие от рассмотренных аналогов, при действии уводящей по дальности помехи, предлагаемый высотомер не выдает недостоверную информацию. Thus, in contrast to the considered analogs, under the action of a distance-guiding interference, the proposed altimeter does not provide false information.
Применение предлагаемого частотно-модулированного высотомера позволяет увеличить достоверность выходной информации при действии уводящих по дальности помех. The use of the proposed frequency-modulated altimeter allows you to increase the reliability of the output information under the action of noise that leads away in range.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96112365A RU2106655C1 (en) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | Frequency-modulated altimeter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96112365A RU2106655C1 (en) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | Frequency-modulated altimeter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2106655C1 true RU2106655C1 (en) | 1998-03-10 |
RU96112365A RU96112365A (en) | 1998-10-10 |
Family
ID=20182124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96112365A RU2106655C1 (en) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | Frequency-modulated altimeter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2106655C1 (en) |
-
1996
- 1996-06-17 RU RU96112365A patent/RU2106655C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6462705B1 (en) | Spread spectrum radar clock | |
US4509049A (en) | FMCW system for providing search-while-track functions and altitude rate determination | |
JPH0122911B2 (en) | ||
US8115673B1 (en) | Self-oscillating UWB emitter-detector | |
US20040051926A1 (en) | Photoelectronic mixing device (pmd) system | |
US4426647A (en) | Radar arrangement for measuring velocity of an object | |
RU2106655C1 (en) | Frequency-modulated altimeter | |
US3621450A (en) | Linear sweep frequency generator with sampling circuit phase control loop | |
EA006324B1 (en) | Method for determining and/or monitoring the distance from an object and device therefor | |
JP2889199B2 (en) | Discrete phase modulator | |
EP0048170B1 (en) | Radar ranging system | |
RU2133483C1 (en) | Frequency-modulated altimeter | |
RU2234718C1 (en) | Frequency-modulated altimeter | |
SU587596A1 (en) | Linear frequency-modulation oscillator | |
RU2154285C1 (en) | Radar for range measurement ( versions ) | |
GB1376208A (en) | Remote control system | |
SU636788A1 (en) | Amplitude selector | |
RU2193783C2 (en) | Radar responder | |
US5732108A (en) | Method and apparatus for producing a difference signal between two signal frequencies, and for detection of modulation | |
JPS6331022Y2 (en) | ||
RU2151408C1 (en) | Radar distance meter | |
SU1370585A2 (en) | Device for measuring mean speed change of frequency and linearity of generator modulation characteristics | |
JP2933454B2 (en) | Radio altimeter | |
SU1061239A1 (en) | Former of linear-frequency-modulated signals | |
RU1840892C (en) | Frequency-modulated signal transmitter |