RU2158937C2 - Method and device to measure range - Google Patents

Method and device to measure range Download PDF

Info

Publication number
RU2158937C2
RU2158937C2 RU98123932A RU98123932A RU2158937C2 RU 2158937 C2 RU2158937 C2 RU 2158937C2 RU 98123932 A RU98123932 A RU 98123932A RU 98123932 A RU98123932 A RU 98123932A RU 2158937 C2 RU2158937 C2 RU 2158937C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
generator
phase
input
output
Prior art date
Application number
RU98123932A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98123932A (en
Inventor
Е.И. Кошуринов
Original Assignee
Кошуринов Евгений Иванович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кошуринов Евгений Иванович filed Critical Кошуринов Евгений Иванович
Priority to RU98123932A priority Critical patent/RU2158937C2/en
Priority to PCT/RU1999/000502 priority patent/WO2000039605A1/en
Publication of RU98123932A publication Critical patent/RU98123932A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2158937C2 publication Critical patent/RU2158937C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/32Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/36Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated with phase comparison between the received signal and the contemporaneously transmitted signal
    • G01S13/40Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated with phase comparison between the received signal and the contemporaneously transmitted signal wherein the frequency of transmitted signal is adjusted to give a predetermined phase relationship

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, radiolocation, radio navigation, radio measurement, acoustics and optics. SUBSTANCE: method measuring range by measurement of difference of phases of emitted and received periodic signals lies in setting of specified phase difference φ0 of emitted and received signals by change of frequency of emitted signal, in measurement of set value of frequency of generator, in multiple change of specified phase difference for certain values Δφi, in measurement of specified values fi of frequency of generator and in computation of total phase difference фi per each value of frequency fi ( phase and frequency characteristic ) by formula фi= 2πn+φ (y) 0 , where n is value
Figure 00000004
rounded off to integral number and φ (y) i is main value of specified phase difference preset per i-th measurement. Linear component

Description

Предлагаемая группа изобретений относится к радиотехнике, а именно к областям радиолокации, радионавигации, и может быть использована в технике радиоизмерений, акустике и оптике. The proposed group of inventions relates to radio engineering, namely to the areas of radar, radio navigation, and can be used in the technique of radio measurements, acoustics and optics.

Известны три основных метода измерения расстояния, использующих измерение времени задержки периодического сигнала, распространяющегося в определенной среде. Импульсный метод определяет расстояние путем прямого измерения времени между передачей короткого импульса и его приемом. Частотный метод использует непрерывный частотно-модулированный, например, по линейному закону сигнал, а время задержки определяется по мгновенной разности частот передаваемого и принятого сигналов. There are three main methods for measuring distance, which use the measurement of the delay time of a periodic signal propagating in a particular medium. The pulse method determines the distance by directly measuring the time between the transmission of a short pulse and its reception. The frequency method uses a continuous frequency-modulated signal, for example, according to the linear law, and the delay time is determined by the instantaneous difference in the frequencies of the transmitted and received signals.

Фазовый метод (см. И. Е. Кинкулькин и др. "Фазовый метод определения координат", М. , "Советское радио" 1979) определяет расстояние, пройденное сигналом, через измерение разности фаз φ передаваемого и принятого сигналов:

Figure 00000006

где l - измеряемое расстояние,
V - скорость сигнала в среде,
ω - круговая частота сигнала.The phase method (see I. E. Kinkulkin et al. "Phase method for determining coordinates", M., "Soviet Radio" 1979) determines the distance traveled by a signal through measuring the phase difference φ of the transmitted and received signals:
Figure 00000006

where l is the measured distance
V is the signal speed in the medium,
ω is the circular frequency of the signal.

Общепризнанно, что наибольшая точность измерения расстояния обеспечивается фазовым методом, который, тем не менее, применяется редко, что обусловлено его основными недостатками:
а) Все известные измерители разности фаз основаны на применении фазового детектора (ФД), имеющего периодическую зависимость выходного напряжения от разности фаз сигналов на входах, например:
Uфд= Uофд•cosφ, (1)
где Uфд - выходное напряжение ФД,
Uофд - максимальное напряжение ФД,
φ - разность фаз сигналов на входах ФД.
It is generally recognized that the greatest accuracy in distance measurement is provided by the phase method, which, however, is rarely used, due to its main disadvantages:
a) All known phase difference meters are based on the use of a phase detector (PD) having a periodic dependence of the output voltage on the phase difference of the signals at the inputs, for example:
U fd = U offd • cosφ, (1)
where U fd - output voltage FD,
U off - the maximum voltage of the PD,
φ is the phase difference of the signals at the inputs of the PD.

Из (1) следует, что полная разность фаз определится как
φ = φ1+2πn (2)
где φ1= arccos(Uфд/Uофд) при 0 < φ1< 2π; n = 0, 1, 2, .... - целое число.
It follows from (1) that the total phase difference is defined as
φ = φ 1 + 2πn (2)
where φ 1 = arccos (U fd / U off ) for 0 <φ 1 <2π; n = 0, 1, 2, .... is an integer.

Строго говоря, функция arccos(Uфд/Uофд) имеет два значения в интервале 0 < φ < 2π, но эта неопределенность легко снимается, если учесть знак производной dUфд/dt, например, применением квадратурного фазового детектора. Таким образом, для однозначного определения расстояния необходимо выполнить условие:

Figure 00000007
(3)
где lmax - максимальное измеряемое расстояние,
V - скорость распространения колебания в среде,
ω - круговая частота сигнала.Strictly speaking, the arccos function (U fd / U off ) has two values in the interval 0 <φ <2π, but this uncertainty is easily removed if we take into account the sign of the derivative dU fd / dt, for example, using a quadrature phase detector. Thus, to uniquely determine the distance, it is necessary to fulfill the condition:
Figure 00000007
(3)
where l max is the maximum measured distance,
V is the propagation velocity of the oscillations in the medium,
ω is the circular frequency of the signal.

Выполнение условия (3) за счет уменьшения частоты приводит к снижению точности измерения. В большинстве реальных задач значения неизвестной "n" могут составлять сотни и тысячи. Определение значения n стало основной проблемой фазового метода. The fulfillment of condition (3) by reducing the frequency leads to a decrease in the measurement accuracy. In most real-world tasks, the values of the unknown "n" can be hundreds or thousands. Determining the value of n has become the main problem of the phase method.

б) Точное измерение разности фаз колебаний в интервале

Figure 00000008
является достаточно сложной задачей, не имеющей стандартных технических решений.b) Accurate measurement of the phase difference of the oscillations in the interval
Figure 00000008
is a rather difficult task that does not have standard technical solutions.

в) Фазовый метод считается "однообъектным", т.е. позволяющим проводить локацию только одного объекта. Составляющая принимаемого сигнала, вызванная отражением от другого объекта, накладывается на полезный сигнал, изменяет его фазу, искажая тем самым результат измерения, и не выделяется очевидными методами. c) The phase method is considered to be "single-object", i.e. allowing to conduct location of only one object. The component of the received signal caused by reflection from another object is superimposed on the useful signal, changes its phase, thereby distorting the measurement result, and is not distinguished by obvious methods.

По изложенным причинам фазовый метод измерения расстояния применяется редко, либо в сложных многочастотных радионавигационных системах, либо в комбинации с другими методами. For the above reasons, the phase method of measuring distance is rarely used, either in complex multi-frequency radio navigation systems, or in combination with other methods.

Примером такой комбинации и аналогом настоящего изобретения является патент США 4503433 "Измерение дальности цели в радиолокаторе с частотно-модулированным непрерывным сигналом", G 01 S 13/34, 13/26, публ. 1985 г. В этом изобретении грубое измерение расстояния производится частотным методом с использованием линейной частотной модуляции сигнала генератора. Точное значение расстояния определяется фазовым методом по формуле (2), причем значение параметра n вычислялся из результата грубого измерения. Это устройство позволяет повысить точность измерения относительно устройств, использующих классический частотный метод, но не реализует потенциальные возможности фазового метода, обладая следующими недостатками:
- определение точного значения n требует высокой линейности ЛЧМ сигнала, точного определения девиации частоты и коротких промежутков времени,
- высокая точность измерения главного значения начальной разности фаз в этом устройстве не может быть реализована.
An example of such a combination and an analogue of the present invention is US patent 4503433 "Measurement of the target range in a radar with a frequency-modulated continuous signal", G 01 S 13/34, 13/26, publ. 1985 In this invention, a coarse distance measurement is made by the frequency method using linear frequency modulation of the generator signal. The exact value of the distance is determined by the phase method according to formula (2), and the value of the parameter n was calculated from the result of a rough measurement. This device allows to increase the measurement accuracy with respect to devices using the classical frequency method, but does not realize the potential capabilities of the phase method, having the following disadvantages:
- determination of the exact value of n requires high linearity of the chirp signal, accurate determination of frequency deviation and short periods of time,
- high accuracy of measuring the main value of the initial phase difference in this device cannot be implemented.

Общим недостатком подобных комбинированных устройств является наличие в одном приборе технических средств двух и более способов, что усложняет его и увеличивает стоимость. A common drawback of such combined devices is the presence in one device of technical means of two or more methods, which complicates it and increases the cost.

Ближайшим аналогом настоящего изобретения является "Способ и система для измерения небольших расстояний" (см. патент США 4829305, G 01 S 13/08, публ. 1989 г). Предлагаемый способ состоит в том, что частота излучаемого сигнала регулируется до достижения заданной разности фаз принятого и излученного сигналов. Проблема неоднозначности измерения снимается тем что используется только главное значение разности фаз, т.е. n = 0. Для повышения точности измерения предлагается установку разности фаз проводить сравнением принятого сигнала с гармоникой излучаемого сигнала. Расстояние вычисляется из значения определенной измерителем частоты генератора по формуле (3). Структурная схема устройства для реализации метода показана на фиг. 1. Устройство содержит генератор 1 с частотой, управляемой напряжением, сигнал субгармоники которого с выхода делителя частоты 2 передается излучателем 3 в сторону измеряемого объекта и в режиме грубого измерения подается на опорный вход средства сравнения фаз 5 (фазового детектора), на второй вход которого поступает сигнал, отраженный от объекта через приемник 4. Выходное напряжение фазового детектора, являясь критерием при установке определенного значения разности фаз передаваемого и принятого сигналов, поступает через фильтр 6 на вход управления частотой генератора 1. Система представляет собой кольцо автоматической подстройки частоты (АПЧ) генератора на частоту дискриминатора, которая определяется временем распространения сигнала до объекта и обратно. Для повышения точности предусмотрен режим, при котором на опорный вход фазового детектора подается гармоника передаваемого сигнала, т.е. сигнал генератора 1. Значение установившейся частоты определяется измерителем частоты 7, а соединенное с ним вычислительное средство 8 вычисляет расстояние и отображает результат на дисплее 9. Основной недостаток способа и системы: неоднозначность результата измерения, т.е. отсутствие возможности определения параметра n, что и предопределяет использование ее только на небольших расстояниях, т. е. при n = 0. Система не способна отделить полезный отраженный сигнал от паразитных отражений, что ограничивает точность измерения расстояния. The closest analogue of the present invention is the "Method and system for measuring small distances" (see US patent 4829305, G 01 S 13/08, publ. 1989 g). The proposed method consists in the fact that the frequency of the emitted signal is adjusted until the specified phase difference of the received and emitted signals is achieved. The problem of measurement ambiguity is removed by using only the main value of the phase difference, i.e. n = 0. To improve the measurement accuracy, it is proposed to set the phase difference by comparing the received signal with the harmonic of the emitted signal. The distance is calculated from the value determined by the generator frequency meter according to the formula (3). A block diagram of a device for implementing the method is shown in FIG. 1. The device contains a generator 1 with a frequency controlled by voltage, the subharmonic signal of which from the output of the frequency divider 2 is transmitted by the emitter 3 to the side of the measured object and in the rough measurement mode is fed to the reference input of the phase comparison means 5 (phase detector), to the second input of which the signal reflected from the object through the receiver 4. The output voltage of the phase detector, being a criterion when setting a certain value of the phase difference of the transmitted and received signals, passes through the filter 6 to the input control the frequency of the generator 1. The system is a ring for automatically adjusting the frequency (AFC) of the generator to the discriminator frequency, which is determined by the propagation time of the signal to the object and back. To increase the accuracy, a mode is provided in which the harmonic of the transmitted signal is fed to the reference input of the phase detector, i.e. generator signal 1. The value of the steady-state frequency is determined by the frequency meter 7, and the computing means 8 connected to it calculates the distance and displays the result on the display 9. The main disadvantage of the method and system is the ambiguity of the measurement result, i.e. the inability to determine the parameter n, which predetermines its use only at small distances, that is, at n = 0. The system is not able to separate the useful reflected signal from spurious reflections, which limits the accuracy of measuring the distance.

Настоящее предложение направлено на решение задачи реализации потенциально высокой точности фазового метода измерения расстояния при упрощении и, следовательно, удешевлении технических средств измерения, а также достижения возможности одновременного определения расстояния до двух и более объектов. This proposal is aimed at solving the problem of realizing the potentially high accuracy of the phase method of measuring distance while simplifying and, therefore, reducing the cost of technical means of measurement, as well as achieving the possibility of simultaneously determining the distance to two or more objects.

Поставленная задача решается тем, что согласно изобретению в способе измерения расстояния путем измерения разности фаз излучаемого с частотой f и принятого периодического сигналов, состоящем в том, что изменением частоты излучаемого сигнала f устанавливают заданную разность фаз φ (y) 0 излучаемого и принятого сигналов, измеряют установленное значение частоты генератора f0 вычисляют расстояние из измеренного значения частоты и установленной разности фаз, измеряют зависимость полной разности фаз излученного и принятого сигналов от частоты, для чего многократно на определенные значения Δφi изменяют заданную разность фаз, измеряют установившиеся значения частоты генератора fi, вычисляют полную разность фаз для каждого значения fi (фазочастотную характеристику) по формуле φi= 2πn+φ (y) i , где n - округленное до целого числа значение

Figure 00000009
, a φ (y) i - главное значение установленной для i-го измерения заданной разности фаз, выделяют из фазочастотной характеристики линейную составляющую
Figure 00000010
из крутизны которой определяют расстояние (l), пройденное энергетически большей частью сигнала по основной траектории, и периодические составляющие, из параметров которых вычисляют разности расстояний, пройденные сигналом по основной и другим траекториям, причем для определения абсолютных координат объекта или объектов на пути излучаемого сигнала устанавливают репер (например, отражатель), абсолютные координаты которого известны, принимают возвращенный им сигнал и вычисляют по фазочастотной характеристике расстояния между объектами и репером, а устройство для осуществления способа измерения расстояния, содержащее генератор с частотой, управляемой напряжением, подключенный к выходу устройства, средство сравнения фаз (фазовый детектор), первый вход которого подключен к выходу генератора, а второй - к входу устройства, измеритель частоты, подключенный к выходу генератора и вычислительное средство, подключенное к измерителю частоты и определяющее расстояние, дополнительно содержит многофункциональное программируемое управляющее средство (контроллер), с которым соединены шиной приема и передачи информации измеритель частоты и вычислительное средство; аналоговый вход контроллера соединен с выходом фазового детектора, а аналоговый выход - с входом управления частотой генератора, причем контроллер и вычислительное средство наделены программой, обеспечивающей реализацию алгоритма измерения фазочастотной характеристики и вычисления расстояний с использованием, например, операций подключения и отключения входа генератора к выходу фазового детектора, изменения начальной частоты генератора, изменения знака коэффициента передачи сигнала с выхода фазового детектора на вход генератора, а также изменения величины сдвига фазы фазовращателя, включенного либо между выходом генератора и фазовым детектором, либо между входом устройства и фазовым детектором, а дополнительно устройство может содержать линию задержки, включенную между генератором и фазовым детектором, а также включенные в передающий канал между управляемым генератором и выходом устройства и в приемный канал между входом устройства и фазовым детектором соединенные с командными выходами контроллера ключевые устройства.The problem is solved in that according to the invention in a method of measuring the distance by measuring the phase difference of the emitted with a frequency f and the received periodic signals, consisting in the fact that by changing the frequency of the emitted signal f set a given phase difference φ (y) 0 emitted and received signals, measure the set value of the generator frequency f 0 calculate the distance from the measured frequency value and the set phase difference, measure the dependence of the total phase difference of the emitted and received signals on the frequency, for which the set phase difference is changed repeatedly to certain values Δφ i , steady-state measurements generator frequency values f i , calculate the total phase difference for each value of f i (phase-frequency characteristic) according to the formula φ i = 2πn + φ (y) i where n is a value rounded to an integer
Figure 00000009
, a φ (y) i - the main value of the specified phase difference set for the i-th measurement, isolate the linear component from the phase-frequency characteristic
Figure 00000010
from the steepness of which the distance (l) is determined, which is traveled energetically by most of the signal along the main path, and the periodic components, from the parameters of which the difference in distances traveled by the signal along the main and other paths is calculated, and to determine the absolute coordinates of the object or objects on the path of the emitted signal a reference point (for example, a reflector), the absolute coordinates of which are known, receive the signal returned by it and calculate by the phase-frequency characteristic of the distance between objects and a benchmark, and a device for implementing a distance measuring method, comprising a generator with a frequency controlled by voltage connected to the output of the device, phase comparison means (phase detector), the first input of which is connected to the output of the generator, and the second to the input of the device, a frequency meter, connected to the output of the generator and computing means connected to the frequency meter and determining the distance, further comprises a multifunctional programmable control means (controller), which is connected inens with a bus for receiving and transmitting information, a frequency meter and computing means; the analogue input of the controller is connected to the output of the phase detector, and the analogue output is connected to the input of the frequency control of the generator, and the controller and computing means are endowed with a program that implements an algorithm for measuring the phase-frequency characteristic and calculating distances using, for example, the operations of connecting and disconnecting the input of the generator to the phase output detector, changes in the initial frequency of the generator, changes in the sign of the transmission coefficient of the signal from the output of the phase detector to the input of the generator, also changes in the phase shift of the phase shifter included either between the output of the generator and the phase detector, or between the input of the device and the phase detector, and the device may further comprise a delay line connected between the generator and the phase detector, as well as included in the transmitting channel between the controlled generator and the output devices and into the receiving channel between the input of the device and the phase detector key devices connected to the command outputs of the controller.

К настоящему описанию приложены пять фигур чертежей и два текстовых материала. Five figures of drawings and two text materials are attached to the present description.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства-прототипа. In FIG. 1 shows a structural diagram of a prototype device.

На фиг. 2 изображена структурная схема предлагаемого устройства. In FIG. 2 shows a structural diagram of the proposed device.

На фиг. 3 показана структурная схема измерителя уровня нефтепродуктов в резервуаре, построенного на принципах изобретения. In FIG. 3 shows a structural diagram of a level meter of oil products in a tank, built on the principles of the invention.

На фиг. 4 показаны характеристики многочастотного дискриминатора, иллюстрирующие один из алгоритмов измерения фазочастотной характеристики. In FIG. 4 shows the characteristics of a multi-frequency discriminator, illustrating one of the algorithms for measuring the phase-frequency characteristic.

На фиг. 5 показаны временные диаграммы, иллюстрирующие работу предложенного устройства в непрерывном и квазинепрерывном режиме. In FIG. 5 shows timing diagrams illustrating the operation of the proposed device in continuous and quasi-continuous mode.

В приложении 1 "Фазочастотный метод измерения расстояния" приведен вывод основных теоретических соотношений, обосновывающих предложенный способ. Appendix 1, "Phase-frequency method for measuring distance," shows the derivation of the main theoretical relationships justifying the proposed method.

В приложении 2 приведен алгоритм основной подпрограммы контроллера устройства для измерения расстояния. Appendix 2 shows the algorithm of the main subroutine of the device controller for measuring distance.

В отличие от способа-прототипа, определяющего расстояние по одному значению разности фаз излучаемого и принятого сигналов на одной из частот, основой настоящего изобретения является точное измерение в определенном диапазоне частот полной фазочастотной характеристики (ФЧХ) объекта, крутизна линейной составляющей которой равна времени задержки сигнала и, следовательно, однозначно определяет расстояние от устройства до основного объекта, т. е. длину траектории, которую прошла энергетически большая часть сигнала. Периодическая составляющая ФЧХ несет информацию о протяженности других траекторий, в частности о разностях расстояния до основного объекта и расстояний до других объектов, находящихся в зоне действия устройства. Для получения ФЧХ в предлагаемом способе после измерения частоты f0, установившейся по достижении заданного значения разности фаз излучаемого и принятого сигналов φ (y) 0 , значение f0 запоминают и в отличие от прототипа задают новое значение разности фаз φ1= φ (y) 0 +Δφ1.. Частота f, соответствующая новому значению разности фаз, также запоминается. Воспроизводя многократно эту процедуру в заданном диапазоне частот, измеряют ряд частот fi, соответствующих последовательному ряду разности фаз

Figure 00000011
Как показано в "Приложении 1" к настоящему описанию, полученные данные позволяют вычислить ФЧХ по формуле: φi= 2πn+φ (y) i , где n - округленное до целого числа значение
Figure 00000012
а φ (y) i - главное значение установленной для i-го измерения заданной разности фаз φi. Из полученной фазочастотной характеристики выделяют линейную составляющую
Figure 00000013
из крутизны которой определяют расстояние l, пройденное энергетически большей частью сигнала, и периодические составляющие, позволяющие вычислить расстояния, пройденные сигналом по другим траекториям.In contrast to the prototype method, which determines the distance from one value of the phase difference of the emitted and received signals at one of the frequencies, the basis of the present invention is the accurate measurement of a complete phase-frequency characteristic (PFC) of an object in a certain frequency range, the slope of the linear component of which is equal to the signal delay time and therefore, it uniquely determines the distance from the device to the main object, i.e., the length of the path that the energetically large part of the signal has passed. The periodic component of the phase-frequency characteristic carries information on the length of other trajectories, in particular, on the differences in the distance to the main object and the distances to other objects that are in the coverage area of the device. To obtain the phase response in the proposed method after measuring the frequency f 0 , established upon reaching a predetermined value of the phase difference of the emitted and received signals φ (y) 0 , the value of f 0 is stored and, unlike the prototype, a new value of the phase difference φ 1 = φ (y) 0 + Δφ 1 .. The frequency f, corresponding to the new value of the phase difference, is also remembered. Repeating this procedure repeatedly in a given frequency range, a series of frequencies f i corresponding to a consecutive series of phase difference is measured
Figure 00000011
As shown in "Appendix 1" to the present description, the obtained data allow us to calculate the phase response according to the formula: φ i = 2πn + φ (y) i where n is a value rounded to an integer
Figure 00000012
and φ (y) i - the main value set for the i-th measurement of the given phase difference φ i . From the obtained phase-frequency characteristic, a linear component is isolated
Figure 00000013
the slope of which determines the distance l traveled energetically by the most part of the signal, and the periodic components that allow you to calculate the distance traveled by the signal along other paths.

Структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа показана на фиг. 2. Как и ближайший прототип, устройство содержит генератор 1 с частотой, управляемой напряжением (ГУН), передающий сигнал через излучатель 3 на объект, и фазовый детектор 2, на опорный вход которого поступает сигнал генератора 1, а на второй вход - сигнал от объекта через приемник 4. Выходной сигнал фазового детектора (ФД) используется для подстройки частоты генератора 1, измеритель частоты 7 определяет установившееся значение частоты генератора 1 и передает эту информацию на вычислительное средство 8, которое определяет расстояние и отображает эту информацию на дисплее 9. В отличие от прототипа предлагаемое устройство содержит многофункциональное программируемое управляющее средство (контроллер) 10, которое соединено шинами обмена цифровой информацией с измерителем частоты 7 и вычислительным средством 8. Вход аналогового сигнала контроллера 10 подключен к выходу ФД 5, а выход - к входу управления частотой ГУН 1. Конструкцией контроллера предусматривается наличие технических средств для реализации алгоритма измерения ФЧХ, например возможности в соответствии с программой подключения и отключения входа генератора 1 от фазового детектора 2, установки заданной частоты ГУН 1 путем изменения напряжения на его входе, изменения на противоположный (инверсии) знака коэффициента передачи выходного сигнала ФД 5 на вход ГУН 1. Контроллер и вычислительное средство наделены программами, обеспечивающими реализацию алгоритмов измерения ФЧХ и вычисления расстояний. The block diagram of the device for implementing the proposed method is shown in FIG. 2. Like the closest prototype, the device contains a generator 1 with a frequency controlled by voltage (VCO), which transmits a signal through an emitter 3 to an object, and a phase detector 2, to the reference input of which a signal from generator 1 is supplied, and to a second input, a signal from an object through the receiver 4. The output signal of the phase detector (PD) is used to adjust the frequency of the generator 1, the frequency meter 7 determines the steady-state frequency of the generator 1 and transmits this information to the computing tool 8, which determines the distance and displays this information is on display 9. In contrast to the prototype, the proposed device contains a multifunctional programmable control tool (controller) 10, which is connected by digital information exchange buses with a frequency meter 7 and computing tool 8. The input of the analog signal of controller 10 is connected to the output of PD 5, and the output - to the VCO frequency control input 1. The controller design provides for the availability of technical means for implementing the algorithm for measuring the phase response, for example, the possibilities in accordance with the plug-in program of switching and disconnecting the input of the generator 1 from the phase detector 2, setting the desired frequency of the VCO 1 by changing the voltage at its input, reversing (inverting) the sign of the transfer coefficient of the output signal PD 5 to the input of the VCO 1. The controller and computing tool are endowed with programs that provide implementation phase response algorithms and distance calculation.

Для измерения ряда частот fi используются свойства многочастотного дискриминатора, представляющего собой соединение фазового детектора и линии задержки (см. Капланов М.Р., Левин В.А., "Автоматическая подстройка частоты", Москва, Госэнергоиздат, 1962 г). Характеристика такого дискриминатора имеет вид косинусоиды, вследствие чего система АПЧ, его использующая, имеет множество значений частот устойчивости, частотный интервал между которыми соответствует разности фаз сигналов на входах ФД 2π и в предлагаемом устройстве равен Δfi= fi-f(1-2) = V/l. Используемые в изобретении технические средства предоставляют возможности для многих вариантов алгоритма измерения ряда fi.To measure a number of frequencies f i , the properties of a multi-frequency discriminator are used, which is a combination of a phase detector and a delay line (see Kaplanov MR, Levin VA, "Automatic frequency control", Moscow, Gosenergoizdat, 1962). The characteristic of such a discriminator has the form of a cosine wave, as a result of which the AFC system using it has many stability frequencies, the frequency interval between which corresponds to the phase difference of the signals at the inputs of the PD 2π and in the proposed device is Δf i = f i -f (1-2) = V / l. The technical means used in the invention provide opportunities for many variants of the algorithm for measuring the series f i .

Например, отключают АПЧ, определяют частотную характеристику дискриминатора, для чего изменяют дискретно напряжение на входе ГУН, измеряя одновременно частоту ГУН и выходное напряжение ФД, определяют и запоминают приближенные значения частот fi, соответствующие точкам нулевого выходного напряжения ФД и отрицательной производной dUфд/df (нечетные значения i), устанавливают обеспечивающий устойчивость АПЧ в этих точках знак коэффициента передачи цепи обратной связи, устанавливают частоту ГУН вблизи fi, включают АПЧ, измеряют и запоминают точное значение f1, отключают АПЧ, устанавливают частоту ГУН вблизи f3, включают АПЧ, измеряют и запоминают точное значение частоты f3 и т. д. Этот процесс многократно воспроизводится для всех нечетных значений i в заданном диапазоне частот. Для повышения точности измерения расстояния процесс повторяют и измеряют множество частот fi для нечетных значений i, установив противоположный знак коэффициента передачи цепи обратной связи. Из ряда значений fi вычисляют фазочастотную характеристику по формуле φi= 2πn+φ (y) 0 +α, где n - округленное до целого числа отношение

Figure 00000014
- главное значение начальной разности фаз, соответствующей нулевому напряжению на выходе ФД, а α - поправка на погрешности измерения (асимметрия ФД, статическая ошибка АПЧ и т.п.), алгоритмы вычисления которой приведены в "Приложении 1".For example, the AFC is turned off, the frequency characteristic of the discriminator is determined, for which the voltage at the VCO input is varied discretely, while measuring the VCO frequency and the output voltage of the PD, the approximate frequencies f i corresponding to the points of the zero output voltage of the PD and the negative derivative dU fd / df are determined and stored (odd values i), set providing resistance AFC at these points mark ratio transmission feedback circuit is set close to the VCO frequency f i, include AFC, is measured and stored exact value of f 1, AFC disable is set near the frequency f VCO 3 include AFT is measured and the stored current value of the frequency f 3 and t. d. This process is repeatedly reproduced for all odd values of i in a predetermined frequency range. To improve the accuracy of distance measurement, the process is repeated and a plurality of frequencies f i are measured for odd values of i, setting the opposite sign of the transfer coefficient of the feedback circuit. From a number of values of f i calculate the phase-frequency characteristic according to the formula φ i = 2πn + φ (y) 0 + α, where n is the ratio rounded to an integer
Figure 00000014
is the main value of the initial phase difference corresponding to the zero voltage at the output of the PD, and α is the correction for measurement errors (PD asymmetry, AFC static error, etc.), the calculation algorithms of which are given in "Appendix 1".

Полная ФЧХ есть сумма трех составляющих: линейной φ(лин) = 2πfl/V определяемой энергетически большей частью принятого сигнала, периодической φ(~), несущей информацию о расстоянии, пройденном частями сигнала по другим траекториям, и апериодической φ(an), обусловленной наличием иных факторов, в т. ч. погрешностей измерения ФЧХ. Анализ с целью выделения представляющих интерес линейной и периодической составляющих, а также определение спектра периодической составляющей с целью определения протяженности вторичных траекторий есть задача математическая, для решения которой применим широкий спектр методов от простого усреднения до корреляционного анализа и решения систем трансцендентных уравнений.The total phase response is the sum of three components: linear φ (lin) = 2πfl / V determined energetically by most of the received signal, periodic φ (~) , which carries information about the distance traveled by parts of the signal along other paths, and aperiodic φ (an) , due to the presence of other factors, including measurement errors of the phase response. An analysis in order to isolate the linear and periodic components of interest, as well as to determine the spectrum of the periodic component in order to determine the length of the secondary trajectories, is a mathematical task, for the solution of which a wide range of methods can be applied from simple averaging to correlation analysis and solving systems of transcendental equations.

Начальным пунктом отсчета измеренного расстояния обычно является устройство для измерения расстояния, что не всегда приемлемо, поскольку эта точка начала отсчета геометрически не привязана к абсолютным координатам. Предлагаемые способ и устройство решают эту проблему установкой репера, абсолютные координаты которого известны. Репер отражает или возвращает часть излучаемого сигнала на вход устройства, предоставляя возможность определить расстояния между объектами и репером, установив тем самым абсолютные координаты объектов. Как показано в "приложении 1", полученные соотношения справедливы, если существует основная траектория сигнала, по которой проходит преобладающая часть мощности принятого сигнала. Если в реальном случае такая траектория отсутствует, она может быть создана искусственно установкой репера. The starting point of the measured distance is usually a device for measuring distance, which is not always acceptable, since this reference point is not geometrically attached to the absolute coordinates. The proposed method and device solve this problem by installing a benchmark whose absolute coordinates are known. The benchmark reflects or returns part of the emitted signal to the input of the device, providing the ability to determine the distance between the objects and the benchmark, thereby setting the absolute coordinates of the objects. As shown in "Appendix 1", the obtained relations are valid if there is a main signal path along which the predominant part of the received signal power passes. If in the real case such a trajectory is absent, it can be created artificially by setting a benchmark.

В состав устройства между выходом генератора и опорным входом фазового детектора или между входом устройства и сигнальным входом ФД может быть включен управляемый фазовращатель 11, вход управления которого подключен к контроллеру. Использование фазовращателя расширяет возможности устройства, в частности:
1. позволяет уменьшить дискрет изменения фазы и частоты и повысить тем самым точность измерения ФЧХ,
2. позволяет реализовать алгоритм измерения ФЧХ, не требующий отключения АПЧ при изменении задаваемой разности фаз,
3. позволяет реализовать простейший вариант устройства с использованием двух частот и минимальной продолжительностью измерения.
The structure of the device between the output of the generator and the reference input of the phase detector or between the input of the device and the signal input of the PD can include a controlled phase shifter 11, the control input of which is connected to the controller. The use of a phase shifter expands the capabilities of the device, in particular:
1. allows you to reduce the discrete changes in phase and frequency and thereby increase the accuracy of the phase response measurement,
2. allows you to implement the algorithm for measuring the phase response, which does not require turning off the AFC when changing the set phase difference,
3. allows you to implement the simplest version of the device using two frequencies and a minimum measurement duration.

Включение линии задержки 14 между генератором и опорным входом фазового детектора, время задержки которой равно времени прохождения сигнала от генератора до близкого источника паразитного отражения и обратно до фазового детектора, позволяет существенно снизить погрешность измерения, обусловленную этим отражением, но увеличивает дискрет частоты, "приближая" объект к устройству. The inclusion of a delay line 14 between the generator and the reference input of the phase detector, the delay time of which is equal to the time it takes for the signal to pass from the generator to a close source of spurious reflection and back to the phase detector, can significantly reduce the measurement error due to this reflection, but increases the frequency discretion by “approximating” object to device.

Введение в устройство для измерения расстояния ключевых элементов 12 и 13, управляемых контроллером, между генератором и выходом устройства, а также между входом устройства и фазовым детектором позволяет повысить точность измерения за счет исключения приема отражений от мешающих объектов. Introduction to the device for measuring the distance of the key elements 12 and 13 controlled by the controller between the generator and the output of the device, as well as between the input of the device and the phase detector, can improve the measurement accuracy by eliminating the reception of reflections from interfering objects.

Примером одной из многих возможных реализаций изобретения является радиолокационный измеритель уровня нефтепродуктов в резервуаре. Структурная схема этого устройства показана на фиг. 3. An example of one of the many possible implementations of the invention is a radar level meter of oil products in the tank. A block diagram of this device is shown in FIG. 3.

Выход генератора (ГУН) сверхвысокой частоты 1 соединен с направленным ответвителем 15, разделяющим сигнал генератора 1 на три канала. С основным выходом ответвителя 15 соединены последовательно ключевой элемент 12 и ферриттовый циркулятор 17, подключенный к антенне 18. Антенна 18 установлена в горловине 19 резервуара 21. К второму выходу направленного ответвителя 15 подключены последовательно линия задержки 14, управляемый фазовращатель 11 и опорный вход фазового детектора 5 (ФД). К третьему выходу ответвителя 15 подключен измеритель частоты 7. К третьему плечу циркулятора подключены последовательно ключевой элемент 13, усилитель 16 с системой автоматической регулировки усиления (АРУ) и сигнальный вход фазового детектора 5. Входы контроллера 10, имеющего в своем составе вычислительное средство 8, соединены с выходом фазового детектора 5 и выходом измерителя частоты 7. Выходы команд управления контроллера 10 соединены с ключевыми элементами 12 и 13, фазовращателем 11, схемой управления частотой 23 и входом управления частотой генератора 1. Результаты измерения выводятся с выхода 24 контроллера 10 и отображаются на дисплее 9. В резервуаре между антенной 18 и поверхностью измеряемого продукта 22 установлен реперный отражатель 20 на расстоянии Hp от дна резервуара.The output of the generator (VCO) ultra-high frequency 1 is connected to a directional coupler 15, dividing the signal of the generator 1 into three channels. A key element 12 and a ferrite circulator 17 connected to the antenna 18 are connected in series with the main output of the coupler 15. The antenna 18 is installed in the neck 19 of the tank 21. A delay line 14, a controlled phase shifter 11 and a reference input of the phase detector 5 are connected in series to the second output of the directional coupler 15. (FD). A frequency meter 7 is connected to the third output of the coupler 15. A key element 13, an amplifier 16 with an automatic gain control (AGC) system and a signal input of the phase detector 5 are connected in series to the third arm of the circulator. The inputs of the controller 10, which includes computing means 8, are connected with the output of the phase detector 5 and the output of the frequency meter 7. The outputs of the control commands of the controller 10 are connected to key elements 12 and 13, the phase shifter 11, the frequency control circuit 23 and the frequency control input generator 1. The measuring results are output from the output 24 of the controller 10 and displayed on the display 9. In the reservoir between the antenna 18 and the measuring surface of the product 22 is mounted fiducial reflector 20 at a distance H p from the tank bottom.

Генератор 1, направленный ответвитель 15, ключевой элемент 12, ферритовый циркулятор 17, антенна 18, реперный отражатель 20 и поверхность продукта 22 образуют тракт излучаемого сигнала. The generator 1, the directional coupler 15, the key element 12, the ferrite circulator 17, the antenna 18, the reference reflector 20 and the surface of the product 22 form a path of the emitted signal.

Поверхность продукта 22, антенна 18, циркулятор 17, ключевой элемент 13, усилитель 16 и фазовый детектор 5 образуют тракт отраженного сигнала. The surface of the product 22, antenna 18, circulator 17, key element 13, amplifier 16 and phase detector 5 form a reflected signal path.

Генератор 1, направленный ответвитель 15, линия задержки 14, управляемый фазовращатель 11 и фазовый детектор 5 образуют тракт опорного сигнала. The generator 1, the directional coupler 15, the delay line 14, the controlled phase shifter 11 and the phase detector 5 form the path of the reference signal.

Контроллер 10 с вычислительным средством 9 и схема управления частотой 23 вместе с управляемым генератором 1, фазовращателем 11 и ключевыми элементами 12 и 13 составляют комплекс управления и обработки информации. A controller 10 with computing means 9 and a frequency control circuit 23 together with a controlled generator 1, a phase shifter 11 and key elements 12 and 13 comprise a complex of information management and processing.

В качестве генератора может быть использован транзисторный автогенератор или генератор на диоде Ганна, частота генератора управляется путем изменения напряжения на варакторном диоде. Фазовый детектор 5 (см. А.А. Шахгильдян, В. В. Ляховкин "Фазовая автоподстройка частоты" Изд. Связь, 1966 г.) представляет собой смеситель диапазона СВЧ, имеющий нулевую промежуточную частоту. В качестве измерителя частоты 7 может быть применена комбинация цифровых делителей частоты и счетчика импульсов. Линия задержки 14 представляет собой отрезок линии передачи СВЧ (коаксиальный кабель, полосковая линия и т.п.), время задержки которой равно времени прохождения сигнала, отраженного от антенны, от ответвителя 15 до сигнального входа фазового детектора 5 по тракту: ключ 12, циркулятор 17, антенна 18, циркулятор 17, ключ 13, усилитель 16. Управляемый фазовращатель 11 представляет собой схему СВЧ из двух переключателей и фазосдвигающей цепи, включаемой в тракт при заданном положении переключателей. Фазовращатель имеет два состояния - Δφ 0 фв = 0 при команде контроллера "m = 0" и Δφ l фв ≈ π/2 при команде "m = 1". Ключевые элементы 12 и 13 могут быть выполнены на PIN-диодах GaAs и должны иметь малое время переключения (порядка единиц наносекунд). Усилитель 16 может быть снабжен схемой АРУ для компенсации изменений мощности принимаемого сигнала. Схема управления частотой 23 выполняет функции усиления и интегрирования сигнала ошибки АПЧ, фильтрации составляющих несущей частоты и импульсной модуляции, а также (по командам контроллера) включения и отключения АПЧ, инверсии знака коэффициента передачи. Команда контроллера "l = 0" устанавливает знак коэффициента передачи "минус", а команда "l = 1" - знак "плюс". Контроллер 10, выполненный на базе микропроцессора, выполняет функции как управления процессом измерения, так и вычисления фазочастотной характеристики и расстояний, для чего наделен соответствующими программами.As a generator, a transistor oscillator or a generator on a Gunn diode can be used, the frequency of the generator is controlled by changing the voltage on the varactor diode. Phase detector 5 (see A.A. Shakhgildyan, V.V. Lyakhovkin "Phase-frequency locked loop" Ed. Svyaz, 1966) is a microwave range mixer with a zero intermediate frequency. As a frequency meter 7, a combination of digital frequency dividers and a pulse counter can be applied. The delay line 14 is a segment of the microwave transmission line (coaxial cable, strip line, etc.), the delay time of which is equal to the transit time of the signal reflected from the antenna, from the coupler 15 to the signal input of the phase detector 5 along the path: key 12, circulator 17, antenna 18, circulator 17, key 13, amplifier 16. The controlled phase shifter 11 is a microwave circuit of two switches and a phase-shifting circuit included in the path at a given position of the switches. The phase shifter has two states - Δφ 0 fv = 0 with the controller command "m = 0" and Δφ l fv ≈ π / 2 with the command "m = 1". Key elements 12 and 13 can be made on GaAs PIN diodes and should have a short switching time (on the order of a few nanoseconds). The amplifier 16 may be equipped with an AGC circuit to compensate for changes in the power of the received signal. The frequency control circuit 23 performs the functions of amplification and integration of the AFC error signal, filtering the components of the carrier frequency and pulse modulation, as well as (on the controller's instructions) turning the AFC on and off, and reversing the sign of the transmission coefficient. The controller command "l = 0" sets the sign of the transfer coefficient "minus", and the command "l = 1" sets the plus sign. The controller 10, based on the microprocessor, performs the functions of both controlling the measurement process and calculating the phase-frequency characteristic and distances, for which it is endowed with appropriate programs.

При работе устройства сигнал генератора 1 через ответвитель 2, открытый ключ 12 и циркулятор 17 поступает на антенну 18 и излучается ею в направлении поверхности продукта 22. Отраженный сигнал принимается антенной 18 и через циркулятор 17, открытый ключ 13 и усилитель 16 поступает на сигнальный вход фазового детектора 5. На второй вход фазового детектора 5 подается опорный сигнал, поступающий от генератора 1 через ответвитель 15, линию задержки 17 и управляемый фазовращатель 11. Выходной сигнал фазового детектора 5 поступает на вход схемы управления 23, где усиливается и интегрируется. Полученное на выходе схемы управления 23 напряжение подается на вход управления частотой генератора 1. Фазовый детектор с линией задержки, роль которой играет тракт сигнала от ответвителя 15 до поверхности 22 и обратно до фазового детектора 5, представляет собой многочастотный дискриминатор, характеристика которого имеет вид

Figure 00000015
(см. фиг. 4а), где L - расстояние между устройством и поверхностью продукта, причем частотный интервал между соседними переходными частотами с одинаковым знаком производной dUфд/df однозначно определяется расстоянием до измеряемого объекта и равен: fk - fk-1 = c/2L. Генератор и многочастотный дискриминатор образуют систему АПЧ, устанавливающую частоту генератора на одну из переходных частот. Установившееся значение частоты обозначается fklm, где k - порядковый номер периода характеристики дискриминатора. По команде контроллера АПЧ может отключаться, а частота генератора 1 управляться контроллером.When the device is operating, the signal of the generator 1 through the coupler 2, the public key 12 and the circulator 17 is fed to the antenna 18 and emitted by it in the direction of the product surface 22. The reflected signal is received by the antenna 18 and through the circulator 17, the public key 13 and the amplifier 16 are fed to the signal input of the phase detector 5. At the second input of the phase detector 5, a reference signal is supplied from the generator 1 through the coupler 15, the delay line 17 and the controlled phase shifter 11. The output signal of the phase detector 5 is fed to the input of the control circuit 23, de enhanced and integrated. The voltage received at the output of the control circuit 23 is supplied to the frequency control input of the generator 1. The phase detector with a delay line, the role of which is the signal path from the coupler 15 to the surface 22 and back to the phase detector 5, is a multi-frequency discriminator, the characteristic of which is of the form
Figure 00000015
(see Fig. 4a), where L is the distance between the device and the product surface, and the frequency interval between adjacent transition frequencies with the same sign of the derivative dU fd / df is uniquely determined by the distance to the measured object and is equal to: f k - f k-1 = c / 2L. The generator and the multi-frequency discriminator form an AFC system that sets the generator frequency to one of the transition frequencies. The steady-state frequency value is denoted by f klm , where k is the sequence number of the discriminator characteristic period. At the command of the controller, the AFC can be turned off, and the frequency of the generator 1 is controlled by the controller.

Устройство может работать в двух режимах: непрерывного (H) и квази-непрерывного импульсного (КНИ) излучения в зависимости от расстояния Lx между репером и уровнем продукта. При малых уровнях продукта Hx, т.е. относительно слабом принимаемом сигнале, используется режим КНИ, при увеличении уровня продукта мощность принимаемого сигнала возрастает, но уменьшается Lx. При определенном значении Lx устройство переходит в режим H. В режиме H ключевые элементы 12 и 13 постоянно находятся в состоянии "открыто". Временные эпюры режима КНИ показаны на фиг. 5. Ключ 12 проводит импульсную модуляцию передаваемого сигнала с небольшой скважностью (например, 3-10), длительностью импульса tu и периодом повторения Tu (фиг. 5 а). Ключ 13 открывает приемный канал либо на время прихода импульса отражения от репера 20 (фиг. 5 б), либо на время прихода импульса отражения от поверхности продукта 22 (фиг. 5 в). На выходе фазового детектора в режиме КНИ имеет место импульсный видеосигнал, амплитуда которого определяется разностью фаз сигналов на его входах. Если частота импульсной модуляции много больше граничной частоты фильтра нижних частот на выходе фазового детектора, то импульсная составляющая подавляется фильтром и выходной сигнал фазового детектора становится непрерывным, как и в режиме H.The device can operate in two modes: continuous (H) and quasi-continuous pulsed (SOI) radiation depending on the distance L x between the benchmark and the level of the product. At low product levels, H x , i.e. relatively weak received signal, the SOI mode is used, when the product level increases, the received signal power increases, but L x decreases. At a certain value of L x, the device switches to mode H. In mode H, the key elements 12 and 13 are constantly in the "open" state. Temporal plots of the SOI mode are shown in FIG. 5. The key 12 conducts pulse modulation of the transmitted signal with a small duty cycle (for example, 3-10), pulse duration t u and repetition period T u (Fig. 5 a). The key 13 opens the receiving channel either at the time of arrival of the reflection pulse from the reference 20 (Fig. 5 b), or at the time of arrival of the reflection pulse from the surface of the product 22 (Fig. 5 c). At the output of the phase detector in the SOI mode, there is a pulsed video signal whose amplitude is determined by the phase difference of the signals at its inputs. If the frequency of pulse modulation is much higher than the cut-off frequency of the low-pass filter at the output of the phase detector, then the pulse component is suppressed by the filter and the output signal of the phase detector becomes continuous, as in mode H.

Программа измерения имеет следующие основные подпрограммы:
1) Подготовка к работе.
The measurement program has the following main routines:
1) Preparation for work.

2) Рабочий ход. 2) Working stroke.

3) Вычисление ФЧХ. 3) Calculation of the phase response.

4) Анализ ФЧХ, вычисление уровня Hx.4) Analysis of the phase response, calculation of the level of H x .

Целью подпрограммы "Подготовка к работе" является проведение контроллером проверки работоспособности узлов и систем устройства, измерение характеристики многочастотного дискриминатора и приближенное определение уровня продукта, выбор вида излучаемого сигнала (режим H или КНИ). Получив подтверждение работоспособности узлов и систем устройства и отключив АПЧ, подпрограмма проводит измерение характеристики многочастотного дискриминатора, выполняя:
- установку частоты генератора 1 на нижнюю границу рабочего диапазона частот, одновременное измерение частоты и выходного напряжения фазового детектора, запоминание этих величин,
- увеличение частоты генератора изменением убавляющего напряжения на величину Δf ≪ fk-fk-1, повторное одновременное измерение частоты и выходного напряжения фазового детектора, запоминание их,
- многократное воспроизведение этой операции до достижения верхней границы рабочего диапазона частот.
The purpose of the "Preparing for work" subroutine is to check the operability of the units and systems of the device by the controller, measure the characteristics of the multi-frequency discriminator and approximately determine the level of the product, and select the type of emitted signal (mode H or SOI). Having received confirmation of the operability of the nodes and systems of the device and disabling the AFC, the subroutine measures the characteristics of the multi-frequency discriminator, performing:
- setting the frequency of the generator 1 to the lower limit of the operating frequency range, simultaneous measurement of the frequency and output voltage of the phase detector, storing these values,
- increasing the frequency of the generator by changing the decreasing voltage by Δf ≪ f k -f k-1 , repeated simultaneous measurement of the frequency and output voltage of the phase detector, storing them,
- repeated playback of this operation until the upper limit of the working frequency range is reached.

Подпрограмма проводит из полученных данных выборку двух рядов приближенных значений частот перехода fkl, удовлетворяющих условию U ≈ 0 для отрицательной (fk0) и положительной (fk1) крутизны dUфд/df, и определяет приближенное значение расстояния до поверхности продукта по формуле:

Figure 00000016

Сравнивая L с заданным значением L0, подпрограмма осуществляет выбор вида излучаемого сигнала: квазинепрерывный импульсный (КНИ), если L > L0 и непрерывный (H), если L < L0. Затем подпрограмма, установив минимальную в рабочем диапазоне частоту перехода f000 или f010 и знак коэффициента передачи схемы управления, обеспечивающий устойчивость АПЧ в этой точке, подключает выход схемы управления 23 к входу генератора 1 (включение АПЧ). В результате выполнения этой операции выходной сигнал фазового детектора 5, усиленный схемой управления частотой 23, начинает поступать на вход управления частотой генератора 1, обеспечивая тем самым функционирование схемы частотной автоподстройки частоты с многочастотным дискриминатором. АПЧ устанавливает частоту генератора f000 либо f010, выводя устройство на исходную позицию подпрограммы "Рабочий ход".The subprogram selects from the obtained data two series of approximate values of the transition frequencies f kl satisfying the condition U ≈ 0 for the negative (f k0 ) and positive (f k1 ) steepness dU fd / df, and determines the approximate value of the distance to the product surface using the formula:
Figure 00000016

Comparing L with a given value of L 0 , the subprogram selects the type of emitted signal: quasi-continuous pulsed (SOI), if L > L 0 and continuous (H), if L <L 0 . Then, the subroutine, setting the transition frequency f 000 or f 010 minimum in the operating range and the sign of the transfer coefficient of the control circuit ensuring stability of the AFC at this point, connects the output of the control circuit 23 to the input of generator 1 (switching on the AFC). As a result of this operation, the output signal of the phase detector 5, amplified by the frequency control circuit 23, begins to be fed to the frequency control input of the generator 1, thereby ensuring the functioning of the frequency-locked loop with a multi-frequency discriminator. AFC sets the frequency of the generator f 000 or f 010 , bringing the device to the starting position of the subprogram "Travel".

Подпрограмма "Рабочий ход" обеспечивает измерение ряда частот fklm, соответствующих ряду значений разностей фаз принимаемого и передаваемого сигналов φ = 2πk+lπ+m π/2+π/2 заданном диапазоне частот fmin-fmax. Алгоритм подпрограммы не зависит от вида излучения (H или КНИ). На фиг. 4 показаны изменения характеристики многочастотного дискриминатора в процессе измерения. Перед началом измерения при m=0 частота генератора 1 устанавливается контроллером в область минимальной переходной частоты в рабочем диапазоне, при этом подается команда l=0 (или l=1), обеспечивающая устойчивость АПЧ в этой точке, и включается АПЧ (фиг. 4а). После завершения переходного процесса измеритель частоты 7 определяет точное значение частоты f000 (или f010) и заносит его в память контроллера. Далее контроллер командой m=1 сдвигает характеристику фазового детектора на π/2, что приводит к нарушению равновесия АПЧ, появлению сигнала ошибки и восстановлению равновесия при частоте f001, которая измеряется и запоминается (фиг. 4б). Далее измеряется частота f010 при l=1, m=0 (фиг. 4в) и частота f011 при l=1, m=1 (фиг. 4г). Существенно, что любое из проведенных приращений фазы не выводит АПЧ за пределы зоны локальной устойчивости. В следующем цикле, который начинается измерением частоты f100 при l=0, m=0, все операции повторяются. Измерения проводятся, пока выполняется условие: fklm < fmax. Алгоритм подпрограммы "рабочий ход" приведен в "приложении 2".The “Travel” subroutine provides a measurement of a number of frequencies f klm corresponding to a number of phase differences of the received and transmitted signals φ = 2πk + lπ + m π / 2 + π / 2 for a given frequency range f min -f max . The subroutine algorithm is independent of the type of radiation (H or SOI). In FIG. 4 shows changes in the characteristics of the multi-frequency discriminator during the measurement process. Before starting the measurement at m = 0, the frequency of the generator 1 is set by the controller in the region of the minimum transition frequency in the operating range, while the command l = 0 (or l = 1) is provided, which ensures the stability of the AFC at this point, and the AFC is turned on (Fig. 4a) . After the transition process, the frequency meter 7 determines the exact value of the frequency f 000 (or f 010 ) and stores it in the controller memory. Next, the controller with the command m = 1 shifts the phase detector characteristic by π / 2, which leads to the disruption of the AFC equilibrium, the appearance of an error signal, and the restoration of equilibrium at a frequency f 001 , which is measured and stored (Fig. 4b). Next, the frequency f 010 is measured at l = 1, m = 0 (Fig. 4c) and the frequency f 011 at l = 1, m = 1 (Fig. 4d). It is significant that any of the phase increments performed does not remove the AFC outside the zone of local stability. In the next cycle, which begins by measuring the frequency f 100 at l = 0, m = 0, all operations are repeated. Measurements are taken while the condition: f klm <f max . The algorithm of the subroutine "stroke" is given in "Appendix 2".

Подпрограмма "Вычисление ФЧХ" устанавливает точные значения разности фаз, соответствующие измеренным частотам, определяя значение n, вводя поправку на асимметрию фазового детектора и используя точное значение сдвига фазы фазовращателем 11. Вычисление проводится по формуле:

Figure 00000017
(6)
где: n - целое число, получаемое округлением n*, определяемой как
Figure 00000018
(7)
Значения величин αklm,Δφ 1 фв извлекаются из памяти контроллера, куда они заносятся при процессе калибровки. Измерение их проводится в режиме линейной ФЧХ (например, в режиме КНИ при работе с репером) по следующим формулам:
Figure 00000019
(8)
Figure 00000020
(9)
Figure 00000021
(10)
В режиме КНИ подпрограммы "Рабочий ход" и "Вычисление ФЧХ" выполняются: дважды для измерения расстояния до репера и до поверхности продукта. Подпрограмма "Анализ ФЧХ-КНИ" имеет один программный модуль, применимый и в режиме H, "Линеаризация ФЧХ", т.е. аппроксимация ее выражением вида:
φ(лин) = 2πfτ.
Определение τ проводится, например, решением уравнения:
Figure 00000022
(11)
где Δf (-) klm и Δf (+) klm - значения дискрета изменения частоты на один шаг рабочего хода ниже и выше частоты fklm.The subroutine "Calculation of the phase response" sets the exact values of the phase difference corresponding to the measured frequencies, determining the value of n, introducing a correction for the asymmetry of the phase detector and using the exact value of the phase shift phase shifter 11. The calculation is carried out according to the formula:
Figure 00000017
(6)
where: n is the integer obtained by rounding n * , defined as
Figure 00000018
(7)
Values of α klm , Δφ 1 fv retrieved from the controller memory, where they are entered during the calibration process. Their measurement is carried out in the linear phase response mode (for example, in the SOI mode when working with a benchmark) according to the following formulas:
Figure 00000019
(eight)
Figure 00000020
(9)
Figure 00000021
(10)
In the SOI mode, the subroutines "Stroke" and "Calculation of the phase response" are performed: twice to measure the distance to the benchmark and to the surface of the product. The subroutine "Analysis of the phase-phase response-SOI" has one program module, which is also applicable in mode H, "Linearization of the phase-response characteristic", i.e. approximation by its expression of the form:
φ (lin) = 2πfτ.
The determination of τ is carried out, for example, by solving the equation:
Figure 00000022
(eleven)
where Δf (-) klm and Δf (+) klm - the discrete values of the frequency change by one step of the stroke below and above the frequency f klm .

В режиме КНИ определение τp репера и τn поверхности однозначно определяет измеряемую величину - расстояние от репера до поверхности продукта:
Lx= L-Lp= c(τnp).
Подпрограмма "Анализ ФЧХ-Н" выполняет модуль "линеаризация ФЧХ", определяет τn и выделяет периодическую составляющую ФЧХ как разность
φ = φklm-2πfklmτн. (12)
Далее, используя интерполяцию, определяют точные значения частот fr, на которых выполняется условие равенства нулю выражения (12) и определяется значение r для каждой из них, как округленная до целого числа величина отношения:
r* = fr/(fr - f(r-1)).
In the SOI mode, the determination of the τ p of the reference and τ n of the surface uniquely determines the measured value — the distance from the reference to the surface of the product:
L x = LL p = c (τ np ).
The “PFC-N Analysis” subroutine performs the “PFC linearization” module, determines τ n and extracts the periodic component of the PFC as the difference
φ = φ klm -2πf klm τ n (12)
Next, using interpolation, the exact values of the frequencies f r are determined at which the condition for the equality of expression (12) to zero is satisfied and the value r is determined for each of them, as the ratio rounded to the integer:
r * = f r / (f r - f (r-1) ).

Расстояние между репером и поверхностью продукта определится по формуле:
Lx = Vr/4fr. (13)
Предлагаемое устройство для измерения расстояния помимо основного назначения может быть использовано в качестве
- измерителя фазочастотных характеристик коэффициентов передачи и отражения многополюсников, причем при измерении фазы коэффициента передачи измеряемый объект включается между входом и выходом устройства, а при измерении фазы коэффициента отражения - к развязывающему элементу (ферритовый циркулятор, направленный ответвитель), подключенному к входу и выходу устройства,
- измерителя неравномерности группового времени запаздывания (ГВЗ) сигнала в системах передачи информации, причем измеряемый объект включается между выходом и входом устройства.
The distance between the benchmark and the surface of the product is determined by the formula:
L x = Vr / 4f r . (thirteen)
The proposed device for measuring distance in addition to the main purpose can be used as
- a meter of the phase-frequency characteristics of the transmission and reflection coefficients of multipoles, and when measuring the phase of the transmission coefficient, the measured object is switched on between the input and output of the device, and when measuring the phase of the reflection coefficient, to the decoupling element (ferrite circulator, directional coupler) connected to the input and output of the device,
- a meter for the non-uniformity of group delay time (GD) of a signal in information transmission systems, and the measured object is switched on between the output and the input of the device.

Если подключить к выходу устройства передающую антенну, а к входу - через переключатель две или более пространственно разнесенные приемные антенны, то устройство получает возможность определения угловой координаты объекта. Для этого процедуру измерения ФЧХ проводят поочередно с каждым из приемных каналов, подключая вход устройства к антенне рабочего канала. Определение угловой координаты проводят либо по величине отношения измеренной разности расстояний к базе (расстоянию между антеннами), либо путем прямого анализа измеренных ФЧХ. Если возможности коммутации в приемном канале ограничены, например, при работе в миллиметровом диапазоне радиоволн, то в состав устройства вводится дополнительно по крайней мере еще один фазовый детектор, подключенный к второй приемной антенне и ГУН. В этом случае переключение каналов производят подключением входа управления ГУН к выходу ФД рабочего канала. If you connect a transmitting antenna to the output of the device, and two or more spatially separated receiving antennas to the input through the switch, the device is able to determine the angular coordinate of the object. For this, the phase response measurement procedure is carried out in turn with each of the receiving channels, connecting the input of the device to the antenna of the working channel. The determination of the angular coordinate is carried out either by the magnitude of the ratio of the measured distance difference to the base (the distance between the antennas), or by direct analysis of the measured phase response. If the switching capabilities in the receiving channel are limited, for example, when operating in the millimeter range of radio waves, then at least one more phase detector connected to the second receiving antenna and VCO is added to the device. In this case, the channels are switched by connecting the VCO control input to the output of the working channel PD.

Материалы настоящей заявки свидетельствуют, что предлагаемое изобретение по комплексу признаков и техническому эффекту может открыть новое направление в дальнометрии (обозначим его условно как фазочастотный метод), способное конкурировать с основным направлением этой области техники: непрерывной ЧМ-радиолокацией (частотный метод). Представляет интерес поэтому сопоставить возможности частотного и фазочастотного методов, их принципиальные отличия и сходство. The materials of this application indicate that the present invention in terms of a set of features and technical effect can open a new direction in long-range measurement (we will call it conventionally as the phase-frequency method), which can compete with the main direction of this technical field: continuous FM radar (frequency method). It is therefore of interest to compare the capabilities of the frequency and phase-frequency methods, their fundamental differences and similarities.

Общим для этих методов является использование для определения расстояния измерения в диапазоне частот комплексного коэффициента отражения (или передачи) объекта (или пространства), размещенного между выходом и входом измерителя. При этом в частотном методе измеряется действительная часть этой функции, а в фазочастотном - ее аргумент. Из этого следует, что по информативности, например способности различать посторонние объекты, методы по крайней мере сопоставимы. Common to these methods is the use for determining the measurement distance in the frequency range of the complex reflection coefficient (or transmission) of an object (or space) located between the output and input of the meter. In this case, the real part of this function is measured in the frequency method, and its argument in the phase-frequency method. It follows from this that, in terms of informativeness, for example, the ability to distinguish between extraneous objects, the methods are at least comparable.

Точность измерения обоих методов определяется по сути точностью определения частоты излучаемого сигнала в любой момент процесса измерения. В частотном методе эта определенность достигается высокими требованиями к параметрам линейной частотной модуляции и их стабильности. Фазочастотный метод предоставляет возможность прямого измерения частоты с практически неограниченной точностью, что и определяет его безусловное преимущество в этом качестве. The measurement accuracy of both methods is determined in essence by the accuracy of determining the frequency of the emitted signal at any time in the measurement process. In the frequency method, this certainty is achieved by high requirements for the parameters of linear frequency modulation and their stability. The phase-frequency method provides the ability to directly measure the frequency with almost unlimited accuracy, which determines its undoubted advantage in this quality.

Разрешающая способность каждого из этих методов определяется шириной используемого диапазона частот: девиацией ЛЧМ для частотного и диапазоном перестройки частоты генератора для фазочастотного метода. Величина девиации и линейность ЛЧМ есть параметры противоречивые, а это значит, что высокие значения точности и разрешающей способности одновременно не реализуются. Возможности расширения диапазона перестройки частоты для фазочастотного метода практически не ограничены, причем расширение диапазона рабочих частот приводит не к снижению точности, а к ее увеличению. The resolution of each of these methods is determined by the width of the frequency range used: the deviation of the LFM for the frequency and the frequency range of the generator for the phase-frequency method. The magnitude of the deviation and linearity of the LFM are contradictory parameters, which means that high values of accuracy and resolution are not simultaneously realized. The possibilities of expanding the frequency tuning range for the phase-frequency method are practically unlimited, and expanding the operating frequency range does not lead to a decrease in accuracy, but to its increase.

Преимущество фазочастотного метода в точности и разрешающей способности реализуется за счет точного измерения множества устанавливаемых системой АПЧ частот генератора, что требует определенного времени, причем тем большего, чем выше требуемые точность и разрешающая способность. Это означает, что по продолжительности измерения фазочастотный метод уступает частотному, реализующему получение результатов измерения в режиме реального времени. The advantage of the phase-frequency method in accuracy and resolution is realized by accurately measuring the set of generator frequencies set by the AFC system, which requires a certain time, and the more, the higher the required accuracy and resolution. This means that the phase-frequency method is inferior in frequency to the frequency one that realizes the receipt of measurement results in real time.

Claims (5)

1. Способ измерения расстояния путем измерения разности фаз излучаемого и принятого периодического сигналов, состоящий в том, что изменением частоты излучаемого сигнала устанавливают заданную разность фаз φ (y) 0 излучаемого и принятого сигналов, измеряют установленное значение частоты генератора fo и вычисляют расстояние из измеренного значения частоты и установленной разности фаз, отличающийся тем, что измеряют зависимость разности фаз излученного и принятого сигналов от частоты, для чего многократно на определенные значения Δφi изменяют заданную разность фаз, измеряют установленные значения частоты генератора fi, вычисляют фазочастотную характеристику по формуле
Figure 00000023

где φi[fi] - значение разности фаз для измеренного значения частоты fi,
определяют из фазочастотной характеристики линейную составляющую
Figure 00000024

где V - скорость распространения;
f - частота сигнала,
из крутизны которой определяют расстояние l, пройденное энергетически большей частью сигнала по основной траектории, а также периодическую составляющую и ее спектр для вычисления разности расстояний, пройденных сигналом по основной и другим траекториям.
1. The method of measuring the distance by measuring the phase difference of the emitted and received periodic signals, consisting in the fact that by changing the frequency of the emitted signal set the specified phase difference φ (y) 0 of the emitted and received signals, the set value of the generator frequency f o is measured and the distance is calculated from the measured frequency value and the set phase difference, characterized in that the dependence of the phase difference of the emitted and received signals on the frequency is measured, for which the predetermined difference is changed repeatedly by certain values Δφ i phases, measure the set values of the frequency of the generator f i , calculate the phase-frequency characteristic according to the formula
Figure 00000023

where φ i [f i ] is the phase difference value for the measured frequency value f i ,
determine the linear component from the phase-frequency characteristic
Figure 00000024

where V is the propagation velocity;
f is the signal frequency,
from the steepness of which the distance l is determined, which is traveled energetically by most of the signal along the main path, as well as the periodic component and its spectrum for calculating the difference of the distances traveled by the signal along the main and other paths.
2. Способ измерения расстояния по п.1, отличающийся тем, что на пути излучаемого сигнала устанавливают репер, принимают возвращенный им сигнал и определяют координаты объекта или объектов, используя известные координаты репера и вычисленные по фазочастотной характеристике расстояния между объектами и репером. 2. The method of measuring distance according to claim 1, characterized in that a reference point is set in the path of the emitted signal, a signal returned by it is received, and the coordinates of the object or objects are determined using the known coordinates of the reference point and the distance between the objects and the reference point calculated from the phase-frequency characteristic. 3. Устройство для измерения расстояния, содержащее генератор с частотой, управляемой напряжением, подключенный к выходу устройства, средство сравнения фаз, первый вход которого подключен к выходу генератора, второй - к входу устройства, измеритель частоты, подключенный к выходу генератора и вычислительное средство, подключенное к измерителю частоты и определяющее расстояние, отличающееся тем, что дополнительно содержит соединенное шиной приема и передачи цифровой информации с измерителем частоты и вычислительным средством программируемое управляющее средство выполненное в виде контроллера, вход которого соединен с выходом средства сравнения фаз, а выход - с входом управления частотой генератора, причем контроллер наделен программой, обеспечивающей установление частоты генератора, соответствующей условию устойчивости автоматической подстройки частоты генератора, с использованием операций подключения и отключения входа генератора к выходу средства сравнения фаз, изменения частоты генератора изменением напряжения на его входе, изменения знака коэффициента передачи сигнала с выхода средства сравнения фаз на вход генератора. 3. A device for measuring distance, containing a generator with a frequency controlled by voltage, connected to the output of the device, phase comparison means, the first input of which is connected to the output of the generator, the second to the input of the device, a frequency meter connected to the output of the generator and computing means connected to a frequency meter and determining a distance, characterized in that it further comprises a programmer connected by a bus for receiving and transmitting digital information with a frequency meter and computing means a removable control tool made in the form of a controller, the input of which is connected to the output of the phase comparison tool, and the output is connected to the generator frequency control input, and the controller is endowed with a program that provides the generator frequency setting corresponding to the stability condition of the automatic generator frequency adjustment using connection and disconnection operations the input of the generator to the output of the means for comparing the phases, changing the frequency of the generator by changing the voltage at its input, changing the sign of the coefficient before chi signal output from the oscillator input phase comparing means. 4. Устройство для измерения расстояния по п.3, отличающееся тем, что между выходом генератора и средством сравнения фаз, либо между входом устройства и средством сравнения фаз включен управляемый фазовращатель на два или более фиксированных значения сдвига фазы, вход управления которого подключен к контроллеру. 4. The device for measuring distance according to claim 3, characterized in that between the output of the generator and the means for comparing the phases, or between the input of the device and the means for comparing the phases, a controlled phase shifter is switched on by two or more fixed phase shift values, the control input of which is connected to the controller. 5. Устройство для измерения расстояния по п.3 или 4, отличающееся тем, что между управляемым генератором и выходом устройства, а также между входом устройства и средством сравнения фаз включены соединенные с командными выходами контроллера ключевые устройства, подключающие или отключающие по команде контроллера генератор к выходу устройства, а вход устройства к средству сравнения фаз. 5. A device for measuring the distance according to claim 3 or 4, characterized in that between the controlled generator and the output of the device, as well as between the input of the device and the phase comparison means, key devices connected to the command outputs of the controller are connected, connecting or disconnecting the generator to the command the output of the device, and the input of the device to the phase comparison tool.
RU98123932A 1998-12-29 1998-12-29 Method and device to measure range RU2158937C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98123932A RU2158937C2 (en) 1998-12-29 1998-12-29 Method and device to measure range
PCT/RU1999/000502 WO2000039605A1 (en) 1998-12-29 1999-12-22 Method and device for measuring a distance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98123932A RU2158937C2 (en) 1998-12-29 1998-12-29 Method and device to measure range

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98123932A RU98123932A (en) 2000-10-10
RU2158937C2 true RU2158937C2 (en) 2000-11-10

Family

ID=20214152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98123932A RU2158937C2 (en) 1998-12-29 1998-12-29 Method and device to measure range

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2158937C2 (en)
WO (1) WO2000039605A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002041026A2 (en) * 2000-11-16 2002-05-23 Krislamov, Gennady Alekseevich Distance measuring method and device
RU2564787C1 (en) * 2014-03-21 2015-10-10 Виктор Леонидович Семенов Method of determining violation of air boundary of secure facility and apparatus therefor
RU2713633C1 (en) * 2019-08-06 2020-02-05 Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» Method of controlling geometry of large-size objects

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2496274A1 (en) * 1980-12-12 1982-06-18 Trt Telecom Radio Electr FREQUENCY-MODIFIED MAIN-WAVE RADAR DISTANCE DISTANCE MEASURING METHOD, APPARATUS FOR IMPLEMENTING THE METHOD, AND APPLICATION TO THE ACCURATE DETERMINATION OF THE LIQUID LEVEL IN A RESERVOIR
FR2603385B1 (en) * 1986-08-27 1988-11-10 Trt Telecom Radio Electr FREQUENCY MODULATED CONTINUOUS WAVE RADAR FOR DISTANCE MEASUREMENT
GB2246042A (en) * 1990-07-11 1992-01-15 Philips Electronic Associated Fmcw radar linearizer.
US5134411A (en) * 1990-07-13 1992-07-28 General Microwave Corporation Near range obstacle detection and ranging aid

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002041026A2 (en) * 2000-11-16 2002-05-23 Krislamov, Gennady Alekseevich Distance measuring method and device
WO2002041026A3 (en) * 2000-11-16 2002-08-15 Krislamov Gennady Alekseevich Distance measuring method and device
RU2564787C1 (en) * 2014-03-21 2015-10-10 Виктор Леонидович Семенов Method of determining violation of air boundary of secure facility and apparatus therefor
RU2713633C1 (en) * 2019-08-06 2020-02-05 Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» Method of controlling geometry of large-size objects

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000039605A1 (en) 2000-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100487756B1 (en) Radar apparatus
US10718860B2 (en) System and method to improve range accuracy in FMCW radar using FSK modulated chirps
US10684363B2 (en) Radar front-end with RF oscillator monitoring
US5023572A (en) Voltage-controlled oscillator with rapid tuning loop and method for tuning same
US4825214A (en) Frequency-modulated continuous wave radar for range measuring
US4509049A (en) FMCW system for providing search-while-track functions and altitude rate determination
US6646587B2 (en) Doppler radar apparatus
US4464662A (en) Determining azimuth of a transponder by measuring a plurality of phase shifts
US5400034A (en) Digital phase lock detector
EP0348900B1 (en) Delay time measuring device
US20160178744A1 (en) Distance Measurement Between Two Nodes of a Radio Network
US20040130482A1 (en) Digital controlled linear sweep frequency mode for FMCW radar altimeter
US11841457B2 (en) Radar device, control circuit of radar device, and storage medium of radar device
US4599618A (en) Nearest return tracking in an FMCW system
US9031811B2 (en) System and method for pulse-echo ranging
US4635060A (en) Coherent-on-receive radar with prephase correction circuit
Frischen et al. FMCW ramp non-linearity effects and measurement technique for cooperative radar
CN106772349B (en) A kind of ranging, speed-measuring method and system
RU2158937C2 (en) Method and device to measure range
RU2189055C2 (en) Transceiver of homodyne radar
EP0727676B1 (en) Multichannel radar
US4829305A (en) Medium distance measurement system and method
US5124708A (en) RF stability measuring system for MTI radars
JP2005010130A (en) Measuring apparatus for distance or the like
RU2152595C1 (en) Contact-free pulse-phase method of measurement of level of separation of heterogeneous liquids and of relative change of level with increased accuracy

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20071230