RU2394255C2 - Method of measuring distance to objects and device for realising said method - Google Patents

Method of measuring distance to objects and device for realising said method Download PDF

Info

Publication number
RU2394255C2
RU2394255C2 RU2008121082/28A RU2008121082A RU2394255C2 RU 2394255 C2 RU2394255 C2 RU 2394255C2 RU 2008121082/28 A RU2008121082/28 A RU 2008121082/28A RU 2008121082 A RU2008121082 A RU 2008121082A RU 2394255 C2 RU2394255 C2 RU 2394255C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
antenna
distance
antennas
Prior art date
Application number
RU2008121082/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008121082A (en
Inventor
Владимир Иванович Винокуров (RU)
Владимир Иванович Винокуров
Дмитрий Владимирович Винокуров (RU)
Дмитрий Владимирович Винокуров
Владимир Николаевич Зыков (RU)
Владимир Николаевич Зыков
Сергей Михайлович Мужичек (RU)
Сергей Михайлович Мужичек
Original Assignee
Владимир Иванович Винокуров
Дмитрий Владимирович Винокуров
Владимир Николаевич Зыков
Сергей Михайлович Мужичек
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 Владимир Иванович Винокуров, Дмитрий Владимирович Винокуров, Владимир Николаевич Зыков, Сергей Михайлович Мужичек filed Critical Владимир Иванович Винокуров
Priority to RU2008121082/28A priority Critical patent/RU2394255C2/en
Publication of RU2008121082A publication Critical patent/RU2008121082A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2394255C2 publication Critical patent/RU2394255C2/en

Links

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: method involves recording the number of pulses at standard frequency and scanning space using an antenna system consisting of paired four antennae. Each pair forms an equisignal direction, with distance between equisignal directions of antenna pairs equal to L. Scanning speed equals ω and the scanning point is located in the middle of antenna pairs. The time at which an object is found on the equisignal direction of each antenna pair is recorded. The time interval T between time moments when the object is found on the equidistant direction of each antenna pair is determined. Distance to the object is determined. The range finder has series-connected reception channel, switch, pulse counter, computer and memory with a display, as well as a generator of pulses at standard frequency, an angular speed ω setting device and a device for setting the distance L between equisignal directions of antenna pairs. The output of the generator of pulses at standard frequency is connected to the input of the switch, and outputs of the angular speed ω setting device and distance L between equisignal directions of antenna pairs are connected to inputs of the computer.
EFFECT: enhancement of the method and device owing to possibility of measuring range without using a radiation signal.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к системам с использованием отражения или вторичного излучения электромагнитных или иных волн, а именно к дальномерам.The invention relates to systems using reflection or secondary radiation of electromagnetic or other waves, namely, range finders.

Известен способ измерения расстояния до объекта, включающий регистрацию числа импульсов эталонной частоты за время от момента посылки зондирующего импульса до момента приема отраженного (Федоров Б.С. Лазеры и их применение, Москва, ДОСААФ, 1973, с.51).A known method of measuring the distance to the object, including recording the number of pulses of the reference frequency for the time from the moment of sending the probe pulse to the moment of receiving the reflected one (Fedorov B.S. Lasers and their application, Moscow, DOSAAF, 1973, p.51).

Известен импульсный дальномер, содержащий приемопередающий тракт, триггер и последовательно соединенные генератор импульсов эталонной частоты, ключ, счетчик дальности, запоминающее устройство с индикатором, а также содержащий счетчик числа циклов измерений, выход которого подключен к другому входу запоминающего устройства, первый выход приемопередающего тракта соединен с входами соответственно установки единицы триггера и счетчика числа циклов измерений, второй выход приемопередающего тракта соединен с входом установки нуля триггера (Патент США №3968491, кл. G01S 9/04, 1976).Known pulse range finder containing a transceiver path, a trigger and serially connected pulse generator of a reference frequency, a key, a range counter, a memory device with an indicator, and also containing a counter of the number of measurement cycles, the output of which is connected to another input of the storage device, the first output of the transceiver path is connected to the inputs respectively of setting the trigger unit and counter of the number of measurement cycles, the second output of the transceiver path is connected to the input of the zero setting of the trigger EPA (US Patent No. 3968491, CL G01S 9/04, 1976).

Недостатком известных способа и устройства является невозможность измерения дальности без использования сигнала излучения.A disadvantage of the known method and device is the inability to measure range without using a radiation signal.

Технической задачей изобретения является расширение возможности способа и устройства за счет обеспечения возможности измерения дальности без использования сигнала излучения.An object of the invention is to expand the capabilities of the method and device by providing the ability to measure range without using a radiation signal.

Технический результат изобретения достигается тем, что в предлагаемом способе измерения дальности до объекта, включающем регистрацию числа импульсов эталонной частоты, дополнительно осуществляют сканирование пространства антенной системой, состоящей из попарно расположенных четырех антенн, каждая пара образует равносигнальное направление, расстояние между равносигнальными направлениями пар антенн равно L, сканирование осуществляют со скоростью ω, точка сканирования находится посередине между парами антенн, фиксируют момент нахождения объекта на равносигнальном направлении каждой пары антенн, определяют временной интервал Т между моментами нахождения объекта на равносигнальном направлении каждой пары антенн, определяют дальность до объекта из выраженияThe technical result of the invention is achieved by the fact that in the proposed method of measuring the distance to the object, including recording the number of pulses of the reference frequency, they additionally scan the space with an antenna system consisting of four antennas arranged in pairs, each pair forms an equal-signal direction, the distance between the equal-signal directions of the antenna pairs is L , scanning is carried out at a speed of ω, the scanning point is in the middle between pairs of antennas, the moment is found position of the object on the equal signal direction of each pair of antennas, determine the time interval T between the moments of finding the object on the equal signal direction of each pair of antennas, determine the distance to the object from the expression

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где ω - угловая скорость сканирования; Т - временной интервал между моментами нахождения объекта на равносигнальном направлении каждой пары антенн; L - расстояние между равносигнальными направлениями пар антенн.where ω is the angular scanning speed; T is the time interval between the moments of the object on the equal direction of each pair of antennas; L is the distance between the equal signal directions of the pairs of antennas.

Реализацию способа осуществляет дальномер, содержащий приемный тракт, генератор импульсов эталонной частоты, ключ и запоминающее устройство с индикатором, в который дополнительно в приемный тракт введены первая, вторая, третья и четвертая антенны, первое и второе суммирующие устройства, первое и второе вычитающие устройства, первый и второй инверторы, первый и второй элементы И и триггер, причем выход первой антенны соединен с первыми входами соответственно первого суммирующего и первого вычитающего устройств, вторые входы которых соединены с выходом второй антенны, выход первого суммирующего устройства соединен с первым входом первого элемента И, выход первого вычитающего устройства соединен через первый инвертор со вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом триггера, выход третьей антенны соединен с первыми входами соответственно второго суммирующего и второго вычитающего устройств, вторые входы которых соединены с выходом четвертой антенны, выход второго суммирующего устройства соединен с первым входом второго элемента И, выход второго вычитающего устройства соединен через второй инвертор со вторым входом второго элемента И, выход которого соединен со вторым входом триггера, выход которого является выходом приемного тракта и соединен с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов эталонной частоты, а выход со входом счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом вычислителя, второй и третий входы которого соединены с выходами соответственно задатчика угловой скорости ω и задатчика расстояния L между равносигнальными направлениями пар антенн, а выход со входом запоминающего устройства с индикатором.The method is implemented by a range finder containing a receiving path, a pulse generator of a reference frequency, a key and a memory device with an indicator, in which the first, second, third and fourth antennas, the first and second summing devices, the first and second subtracting devices, are introduced into the receiving path and the second inverters, the first and second elements And and the trigger, and the output of the first antenna is connected to the first inputs of the first summing and first subtracting devices, respectively, whose second inputs are inens with the output of the second antenna, the output of the first summing device is connected to the first input of the first element And, the output of the first subtracting device is connected through the first inverter to the second input of the first element And, the output of which is connected to the first input of the trigger, the output of the third antenna is connected to the first inputs, respectively, of the second the summing and second subtracting devices, the second inputs of which are connected to the output of the fourth antenna, the output of the second summing device is connected to the first input of the second element And, the output to The second subtractor is connected through the second inverter to the second input of the second element And, the output of which is connected to the second input of the trigger, the output of which is the output of the receiving path and connected to the first input of the key, the second input of which is connected to the output of the pulse generator of the reference frequency, and the output to the input a pulse counter, the output of which is connected to the first input of the calculator, the second and third inputs of which are connected to the outputs of the angular velocity adjuster ω and the distance adjuster L between the equal signal nymi directional antenna pairs, and the output to the input of the storage device with an indicator.

На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения дальности, где: 1, 2, 3, 4 - антенны; 5, 6 - суммирующие устройства; 7, 8 - вычитающие устройства; 9, 10 - инвертор; 11, 12 - элементы И; 13 - триггер; 14 - приемный тракт; 15 - ключ; 16 - генератор импульсов эталонной частоты; 17 - счетчик импульсов; 18 - вычислитель; 19, 20 - задатчики; 21 - запоминающее устройство с индикатором.The drawing shows a structural diagram of a device for measuring range, where: 1, 2, 3, 4 - antenna; 5, 6 - summing devices; 7, 8 - subtracting devices; 9, 10 - inverter; 11, 12 - elements of And; 13 - trigger; 14 - receiving path; 15 - key; 16 - pulse generator of the reference frequency; 17 - pulse counter; 18 - computer; 19, 20 - adjusters; 21 is a storage device with an indicator.

Устройство для измерения дальности до объекта содержит приемный тракт 14, содержащий первую 1, вторую 2, третью 3 и четвертую 4 антенны, первое 5 и второе 6 суммирующие устройства, первое 7 и второе 8 вычитающие устройства, первый 9 и второй 10 инверторы, первый 11 и второй 12 элементы И и триггер 13, причем выход первой 1 антенны соединен с первыми входами соответственно первого 5 суммирующего и первого 7 вычитающего устройств, вторые входы которых соединены с выходом второй 2 антенны, выход первого 5 суммирующего устройства соединен с первым входом первого 11 элемента И, выход первого 7 вычитающего устройства соединен через первый 9 инвертор со вторым входом первого 11 элемента И, выход которого соединен с первым входом триггера 13, выход третьей 3 антенны соединен с первыми входами соответственно второго 6 суммирующего и второго 8 вычитающего устройств, вторые входы которых соединены с выходом четвертой 4 антенны, выход второго 6 суммирующего устройства соединен с первым входом второго 12 элемента И, выход второго 8 вычитающего устройства соединен через второй 10 инвертор со вторым входом второго 12 элемента И, выход которого соединен со вторым входом триггера 13, выход которого является выходом приемного тракта 14 и соединен с первым входом ключа 15, второй вход которого соединен с выходом генератора 16 импульсов эталонной частоты, а выход со входом счетчика 17 импульсов, выход которого соединен с первым входом вычислителя 18, второй и третий входы которого соединены с выходами соответственно задатчика 19 угловой скорости ω и задатчика 20 расстояния L между равносигнальными направлениями пар антенн, а выход со входом запоминающего устройства с индикатором 21.The device for measuring the distance to the object contains a receiving path 14 containing the first 1, second 2, third 3 and fourth 4 antennas, the first 5 and second 6 totalizing devices, the first 7 and second 8 subtracting devices, the first 9 and second 10 inverters, the first 11 and the second 12 elements And and the trigger 13, and the output of the first 1 antenna is connected to the first inputs of the first 5 summing and first 7 subtracting devices, the second inputs of which are connected to the output of the second 2 antennas, the output of the first 5 summing device is connected to the first input of 11th element And, the output of the first 7 subtractor is connected through the first 9 inverter to the second input of the first 11 element And, the output of which is connected to the first input of the trigger 13, the output of the third 3 antenna is connected to the first inputs of the second 6 summing and second 8 subtracting devices, respectively the second inputs of which are connected to the output of the fourth 4 antennas, the output of the second 6 summing device is connected to the first input of the second 12 element And, the output of the second 8 subtractor is connected through the second 10 inverter to the second second input 12th And element, the output of which is connected to the second input of the trigger 13, the output of which is the output of the receiving path 14 and connected to the first input of the key 15, the second input of which is connected to the output of the generator 16 pulses of the reference frequency, and the output to the counter input 17 pulses, the output which is connected to the first input of the calculator 18, the second and third inputs of which are connected to the outputs of the angular velocity adjuster 19 ω and the adjuster 20 of the distance L between the equal-signal directions of the antenna pairs, and the output with the input of the storage device oystva indicator 21.

Устройство функционирует следующим образом. Осуществляется сканирование пространства со скоростью ω. При попадании объекта в диаграммы направленности первой 1 и второй 2 антенн приемного тракта 14, на выходах первого 5 суммирующего и первого 7 вычитающего устройств формируется сигналы. При нахождении объекта на равносигнальном направлении на выходе первого 5 суммирующего устройства будет сигнал определенной амплитуды, а на выходе первого 7 вычитающего устройства будет сигнал нулевой амплитуды. При этом на выходе первого 9 инвертора формируется сигнал положительной полярности. Одновременное воздействие указанных сигналов на входах первого 11 элемента И приводит к его срабатыванию, что приводит к переводу триггера 12 в единичное состояние и открывает ключ 15. Импульсы с выхода генератора 16 импульсов эталонной частоты поступают на вход счетчика 17 импульсов, который осуществляет их счет. Перемещение антенн приведет к попаданию объекта на равносигнальное направление третьей 3 и четвертой 4 антенн. При этом на выходе второго 12 элемента И сформируется сигнал, переводящий триггер 13 в нулевое состояние, чем закрывает ключ 15. На выходе счетчика 17 импульсов формируется код, пропорциональный временному интервалу Т между моментами нахождения объекта на равносигнальном направлении каждой пары антенн, который поступает в вычислитель 18. На выходе вычислителя 18 вычисляется дальность D до объекта из выражения

Figure 00000001
, где ω - угловая скорость сканирования; Т - временной интервал между моментами нахождения объекта на равносигнальном направлении каждой пары антенн; L - расстояние между равносигнальными направлениями пар антенн. The device operates as follows. The space is scanned at a speed of ω. When an object enters the radiation patterns of the first 1 and second 2 antennas of the receiving path 14, signals are generated at the outputs of the first 5 summing and first 7 subtracting devices. When the object is on the equal-signal direction, the output of the first 5 summing device will be a signal of a certain amplitude, and the output of the first 7 subtracting device will be a signal of zero amplitude. At the same time, a positive polarity signal is generated at the output of the first 9 inverter. The simultaneous influence of these signals at the inputs of the first 11 And element leads to its operation, which leads to the translation of the trigger 12 in a single state and opens the key 15. The pulses from the output of the generator 16 pulses of the reference frequency are fed to the input of the counter 17 pulses, which carries out their count. Moving the antennas will cause the object to hit the equal direction of the third 3 and fourth 4 antennas. At the same time, a signal is generated at the output of the second 12 element And, which puts the trigger 13 in zero state, which closes the key 15. At the output of the pulse counter 17, a code is generated proportional to the time interval T between the moments when the object is on the equal-signal direction of each antenna pair that goes to the computer 18. The output of the calculator 18 calculates the range D to the object from the expression
Figure 00000001
where ω is the angular scanning speed; T is the time interval between the moments of the object on the equal direction of each pair of antennas; L is the distance between the equal signal directions of the pairs of antennas.

Сигнал, пропорциональный дальности D до объекта, запоминается и индицируется запоминающим устройством с индикатором 21.A signal proportional to the distance D to the object is stored and indicated by a memory device with indicator 21.

Claims (2)

1. Способ измерения дальности до объекта, включающий регистрацию числа импульсов эталонной частоты, отличающийся тем, что осуществляют сканирование пространства антенной системой, состоящей из попарно расположенных четырех антенн, каждая пара образует равносигнальное направление, расстояние между равносигнальными направлениями пар антенн равно L, сканирование осуществляют со скоростью ω, точка сканирования находится посередине между парами антенн, фиксируют момент нахождения объекта на равносигнальном направлении каждой пары антенн, определяют временной интервал Т между моментами нахождения объекта на равносигнальном направлении каждой пары антенн, определяют дальность до объекта из выражения
Figure 00000001
,
где ω - угловая скорость сканирования; Т - временной интервал между моментами нахождения объекта на равносигнальном направлении каждой пары антенн; L - расстояние между равносигнальными направлениями пар антенн.1. The method of measuring the distance to the object, including recording the number of pulses of the reference frequency, characterized in that they scan the space with an antenna system consisting of four pairs of antennas arranged in pairs, each pair forms an equal-signal direction, the distance between the equal-signal directions of the antenna pairs is L, the scan is performed with speed ω, the scan point is located in the middle between pairs of antennas, the moment the object is located on the equal-signal direction of each pair of antennas is recorded n, determine the time interval T between the moments of the object on the equal direction of each pair of antennas, determine the distance to the object from the expression
Figure 00000001
,
where ω is the angular scanning speed; T is the time interval between the moments of the object on the equal direction of each pair of antennas; L is the distance between the equal signal directions of the pairs of antennas. 2. Дальномер, содержащий приемный тракт, генератор импульсов эталонной частоты, ключ и запоминающее устройство с индикатором, отличающийся тем, что в приемный тракт введены первая, вторая, третья и четвертая антенны, первое и второе суммирующие устройства, первое и второе вычитающие устройства, первый и второй инверторы, первый и второй элементы И и триггер, причем выход первой антенны соединен с первыми входами соответственно первого суммирующего и первого вычитающего устройств, вторые входы которых соединены с выходом второй антенны, выход первого суммирующего устройства соединен с первым входом первого элемента И, выход первого вычитающего устройства соединен через первый инвертор со вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом триггера, выход третьей антенны соединен с первыми входами соответственно второго суммирующего и второго вычитающего устройств, вторые входы которых соединены с выходом четвертой антенны, выход второго суммирующего устройства соединен с первым входом второго элемента И, выход второго вычитающего устройства соединен через второй инвертор со вторым входом второго элемента И, выход которого соединен со вторым входом триггера, выход которого является выходом приемного тракта и соединен с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов эталонной частоты, а выход - со входом счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом вычислителя, второй и третий входы которого соединены с выходами соответственно задатчика угловой скорости ω и задатчика расстояния L между равносигнальными направлениями пар антенн, а выход - со входом запоминающего устройства с индикатором. 2. A range finder containing a receiving path, a pulse generator of a reference frequency, a key and a memory device with an indicator, characterized in that the first, second, third and fourth antennas, the first and second summing devices, the first and second subtractive devices, are introduced into the receiving path and the second inverters, the first and second elements And and the trigger, and the output of the first antenna is connected to the first inputs of the first summing and first subtracting devices, the second inputs of which are connected to the output of the second antenna, the course of the first summing device is connected to the first input of the first element And, the output of the first subtracting device is connected through the first inverter to the second input of the first element And, the output of which is connected to the first input of the trigger, the output of the third antenna is connected to the first inputs of the second summing and second subtracting devices, the second inputs of which are connected to the output of the fourth antenna, the output of the second summing device is connected to the first input of the second element And the output of the second subtractor is inen through the second inverter with the second input of the second element And, the output of which is connected to the second input of the trigger, the output of which is the output of the receiving path and connected to the first input of the key, the second input of which is connected to the output of the pulse generator of the reference frequency, and the output to the input of the pulse counter the output of which is connected to the first input of the calculator, the second and third inputs of which are connected to the outputs of the angular velocity adjuster ω and the distance adjuster L between the equal-signal directions of the antenna pairs, output - to the input of the storage device with an indicator.
RU2008121082/28A 2008-05-26 2008-05-26 Method of measuring distance to objects and device for realising said method RU2394255C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008121082/28A RU2394255C2 (en) 2008-05-26 2008-05-26 Method of measuring distance to objects and device for realising said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008121082/28A RU2394255C2 (en) 2008-05-26 2008-05-26 Method of measuring distance to objects and device for realising said method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008121082A RU2008121082A (en) 2009-12-10
RU2394255C2 true RU2394255C2 (en) 2010-07-10

Family

ID=41488885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008121082/28A RU2394255C2 (en) 2008-05-26 2008-05-26 Method of measuring distance to objects and device for realising said method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2394255C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2551700C1 (en) * 2014-02-10 2015-05-27 Открытое Акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" Laser pulse distance meter
RU2689783C2 (en) * 2017-08-18 2019-05-29 Олег Валерьевич Егоров Method and system for long-range radio-electronic reconnaissance based on "track in atmosphere" "radio-insight" object flying in stratosphere with hypersonic speed

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2551700C1 (en) * 2014-02-10 2015-05-27 Открытое Акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" Laser pulse distance meter
RU2689783C2 (en) * 2017-08-18 2019-05-29 Олег Валерьевич Егоров Method and system for long-range radio-electronic reconnaissance based on "track in atmosphere" "radio-insight" object flying in stratosphere with hypersonic speed

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008121082A (en) 2009-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6435407B2 (en) Handheld multi-sensor system for measuring irregular objects
CN103462643B (en) Shear wave speed measurement method, device and system
EP3408683A1 (en) Optical phasograms for ladar vibrometry
ES2549932T3 (en) Super Resolution Imaging Radar
Bhandari et al. Super-resolved time-of-flight sensing via FRI sampling theory
CN106289050A (en) System and method is measured in a kind of super-resolution quantum interference based on odd even exploration policy
US9285468B2 (en) Extended angular resolution in sensor arrays using secondary echoes
CN206339653U (en) Combined type millimeter wave imaging system
US20170045614A1 (en) Ultrasonic ranging sensors
RU2394255C2 (en) Method of measuring distance to objects and device for realising said method
RU90574U1 (en) ACTIVE HYDROLOCATOR
JP5925264B2 (en) Radar equipment
RU2545068C1 (en) Measurement method of changes of heading angle of movement of source of sounding signals
KR101656705B1 (en) Radar device which can determine the reflection distance using reference signal and Pulse signal
RU2433423C1 (en) Subsurface probing device
RU2534731C1 (en) Automatic classification system for short-range sonar
RU2365941C1 (en) Way of measurement of range to object and device for its realisation
RU2515419C1 (en) Method of measuring change in course angle of probing signal source
CN110542386B (en) Sample bin, spectrum detection system, sample thickness measurement method and device
RU2530542C1 (en) Method and device for measurement of angular height of object of search in surveillance non-linear radars
RU2362182C1 (en) Radial velocity measurement method and radiolocation station for its implementation
RU2390037C1 (en) Device for processing of radiolocating signals
RU2581898C1 (en) Method of measuring angular coordinates of target
RU2479850C1 (en) Apparatus for processing radar signals
RU2510882C1 (en) Device for determining ionosphere altitude in scanned area