RU2423723C1 - Method of measuring distance using radio range finder with frequency modulation of probing radio waves (versions) - Google Patents

Method of measuring distance using radio range finder with frequency modulation of probing radio waves (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2423723C1
RU2423723C1 RU2010113758/09A RU2010113758A RU2423723C1 RU 2423723 C1 RU2423723 C1 RU 2423723C1 RU 2010113758/09 A RU2010113758/09 A RU 2010113758/09A RU 2010113758 A RU2010113758 A RU 2010113758A RU 2423723 C1 RU2423723 C1 RU 2423723C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
signal
distance
difference
range
Prior art date
Application number
RU2010113758/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Михайлович Давыдочкин (RU)
Вячеслав Михайлович Давыдочкин
Original Assignee
ООО предприятие "КОНТАКТ-1"
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 ООО предприятие "КОНТАКТ-1" filed Critical ООО предприятие "КОНТАКТ-1"
Priority to RU2010113758/09A priority Critical patent/RU2423723C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2423723C1 publication Critical patent/RU2423723C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: method of measuring distance involves summation of a picked up differential frequency signal in which, along with the information component, there may be several noise components with a generated reference signal, parameters of which are selected so as compensate for the measurement error caused by noise and distortions, particularly incidental amplitude modulation. The criterion for correct selection of parameters of the reference signal is minimum deviation of the measured range from the constant value when measuring the centre frequency of the modulation band.
EFFECT: reduced error in measuring distance due to the effect of noise, including during simultaneous signal distortion by incidental amplitude modulation.
14 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к измерению расстояния, например, в закрытых резервуарах при измерении уровня жидкости, и основано на принципе радиолокации с частотной модуляцией (ЧМ) зондирующих радиоволн.The invention relates to the field of measuring technology, in particular to measuring distance, for example, in closed tanks when measuring the liquid level, and is based on the principle of frequency-modulated (FM) radar radar sensing radio waves.

Широко применяется радиолокационный способ измерения расстояния с ЧМ зондирующих радиоволн, основанный на спектральном анализе сигнала разностной частоты (СРЧ) при оценке задержки эхо-сигнала τR [1, стр.316-381; 2; 3; 4]. При практическом применении используют цифровой спектральный анализ. Частота FRR/2π информационной составляющей СРЧ uсрч(t,τR), при линейном законе ЧМ на интервале Т, связана с задержкой эхо-сигнала τR, с измеряемым расстоянием R и диапазоном частотной модуляции Δf=Δω/2π линейной зависимостью ΩR=Δω·τR/T=Δω·2R/(v·T), где v - скорость распространения электромагнитных волн. Однако для сигнала, в спектре которого вблизи полезного слагаемого имеются другие слагаемые, эта линейность нарушается и точность указанного способа обычно недостаточна для большинства практических применений.A widely used radar method for measuring the distance from the FM sounding radio waves based on spectral analysis of the difference frequency signal (RFM) in evaluating the echo delay τ R [1, p. 316-381; 2; 3; four]. In practical use, digital spectral analysis is used. The frequency F R = Ω R / 2π of the information component of the UHF u srch (t, τ R ), with the linear FM law on the interval T, is associated with the echo delay τ R , with the measured distance R and the frequency modulation range Δf = Δω / 2π linear relationship Ω R = Δω · τ R / T = Δω · 2R / (v · T), where v is the propagation velocity of electromagnetic waves. However, for a signal whose spectrum has other terms near the useful term, this linearity is violated and the accuracy of this method is usually insufficient for most practical applications.

Для уменьшения погрешности используют различные способы уточнения результатов измерения. В частности, известен радиолокационный способ измерения расстояния, основанный на спектральном анализе СРЧ с последующим уточнением результатов измерений на дополнительном этапе обработки СРЧ, при выполнении которого формируют эталонный сигнал, варьируют его параметры и используют для расчета расстояния, когда параметры спектра эталонного сигнала наиболее близки к параметрам спектра СРЧ [5].To reduce the error, various methods of refining the measurement results are used. In particular, there is a known radar method for measuring distance, based on spectral analysis of the RF system with subsequent refinement of the measurement results at an additional stage of processing the RF system, during which the reference signal is formed, its parameters are varied and used to calculate the distance when the spectrum parameters of the reference signal are closest to the parameters RF spectrum [5].

Известен также способ измерения расстояния радиодальномером с непрерывным излучением частотно-модулированных радиоволн и двухэтапной процедурой обработки сигнала [6]. На первом этапе выполняют грубое оценивание расстояния с использованием преобразования Фурье. На втором этапе выполняют уточнение измеренного расстояния методом максимального правдоподобия (ММП) или вычислением сигнальной функции СРЧ по времени задержки, соответствующему глобальному максимуму функции правдоподобия или глобальному максимуму сигнальной функции.There is also a method of measuring distance with a radio range finder with continuous emission of frequency-modulated radio waves and a two-stage signal processing procedure [6]. In the first step, a rough distance estimate is performed using the Fourier transform. At the second stage, refinement of the measured distance is performed by the maximum likelihood method (IMF) or by calculating the signal function of the RMS by the delay time corresponding to the global maximum of the likelihood function or the global maximum of the signal function.

Если уровень помех, созданных эхо-волнами от мешающих объектов, выше определенного порогового значения, приведенный способ измерения расстояния также не обеспечивает высокую точность измерения.If the level of interference caused by echo waves from interfering objects is higher than a certain threshold value, the above method of measuring distance also does not provide high measurement accuracy.

Для снижения погрешности измерения частоты сигнала, линейно связанной с его задержкой, широко используются априорные сведения о помеховой обстановке в рабочей зоне радиолокационного дальномера [7, 8]. Для этого предварительно оценивают частоты помеховых сигналов, линейно связанные с задержками и удалением мешающих объектов, их амплитуды и записывают в память вычислительного устройства. В дальнейшем эти данные используют для компенсации помеховых сигналов. При этом помеховые слагаемые спектра определяются в процессе калибровки радиодальномера на пустом резервуаре.To reduce the error in measuring the signal frequency, linearly related to its delay, a priori information on the noise situation in the working area of the radar range finder is widely used [7, 8]. For this, the frequencies of interfering signals, linearly associated with the delays and removal of interfering objects, their amplitudes are preliminarily evaluated, and they are recorded in the memory of the computing device. In the future, these data are used to compensate for interference signals. In this case, the interference components of the spectrum are determined during the calibration of the radio range finder on an empty tank.

Близким по совокупности существенных признаков к заявленному (аналогом) является радиолокационный способ измерения уровня материала в резервуаре радиодальномером с ЧМ зондирующих радиоволн, основанный на спектральном анализе СРЧ, учитывающий помеховые слагаемые спектра [9]. Указанный способ включает вычисление спектра СРЧ, вычисление опорного спектра, состоящего из постоянного и варьируемого слагаемых и вычисление меры отличия спектра СРЧ от опорного спектра. Затем производится изменение параметров варьируемого слагаемого опорного спектра до достижения минимума указанной меры отличия спектров. Параметры постоянного слагаемого опорного спектра определяются при калибровке и хранятся в памяти. Калибровка выполняется на рабочем месте при таком уровне заполнения резервуара, когда сигнал отражают все мешающие объекты и отсутствует взаимное влияние боковых лепестков слагаемых спектра СРЧ, соответствующих мешающим объектам, и слагаемого спектра СРЧ, соответствующего отражению от зондируемого материала.Closely related to the essential features claimed (analogue) is the radar method for measuring the level of material in the tank with a radio range finder with FM probing radio waves, based on spectral analysis of the RF, taking into account the interference components of the spectrum [9]. The specified method includes the calculation of the RMS spectrum, the calculation of the reference spectrum, consisting of constant and variable terms, and the calculation of the measure of difference in the RMS spectrum from the reference spectrum. Then, the parameters of the variable term of the reference spectrum are changed until the minimum of the indicated measure of spectral difference is reached. The parameters of the constant term of the reference spectrum are determined during calibration and stored in memory. Calibration is performed at the workplace at such a level of filling the tank when all the interfering objects reflect the signal and there is no mutual influence of the side lobes of the components of the UHF spectrum corresponding to the interfering objects and the term of the UHF spectrum corresponding to the reflection from the probed material.

Для расчета измеряемого расстояния используют параметры опорного спектра, при которых обнаружен минимум меры отличия.To calculate the measured distance, the parameters of the reference spectrum are used, at which a minimum of the difference measure is found.

В трех последних способах измерения расстояния следовало бы ожидать существенного уменьшения погрешности измерения, так как запись эталонных спектров выполняют на рабочем месте при калибровочном проливе резервуара. Однако в действительности уменьшения погрешности не происходит из-за невозможности точного подбора параметров опорного спектра. Изменение температуры резервуара, его заполнение и др. факторы приводят к значительным деформациям резервуара. Из-за изменений структуры рассеянного поля в резервуаре под влиянием деформации резервуара, а также из-за осаждения на антенне и элементах конструкции резервуара малоподвижных фракций материала зондируемого объекта, меняются амплитудные и фазовые соотношения в слагаемых СРЧ и, соответственно, в спектрах. Кроме того, частотную модуляцию генерируемого сигнала всегда сопровождает паразитная амплитудная модуляция (ПАМ), параметры которой меняются, например, при изменении температуры. В результате со временем опорные спектры и сигналы, сохраняемые в памяти, перестают совпадать со спектрами и сигналами, используемыми при измерении.In the last three methods of measuring distance, one would expect a significant decrease in the measurement error, since the recording of the reference spectra is performed at the workplace during the calibration spill of the tank. However, in reality, a decrease in the error does not occur due to the impossibility of accurate selection of the parameters of the reference spectrum. Changing the temperature of the tank, its filling, and other factors lead to significant deformations of the tank. Due to changes in the structure of the scattered field in the tank under the influence of the deformation of the tank, as well as due to the deposition of inactive fractions of the material of the probed object on the antenna and structural elements of the tank, the amplitude and phase relationships in the terms of the RMS and, accordingly, in the spectra change. In addition, the frequency modulation of the generated signal is always accompanied by spurious amplitude modulation (PAM), the parameters of which change, for example, with a change in temperature. As a result, over time, the reference spectra and signals stored in the memory cease to coincide with the spectra and signals used in the measurement.

Следует также учитывать, что существуют помеховые слагаемые в СРЧ и, соответственно, в спектре, которые появляются только при наличии полезного сигнала. Примером такого мешающего сигнала является сигнал, возникающий из-за эхо-волн из угла, образованного зондируемым материалом и вертикальной стеной резервуара при проведении измерений вблизи его боковой стены. Задержка такого мешающего сигнала незначительно отличается от задержки полезного сигнала и изменяется в соответствии с изменением измеряемого расстояния.It should also be borne in mind that there are interference terms in the RMS and, accordingly, in the spectrum, which appear only in the presence of a useful signal. An example of such an interfering signal is a signal arising due to echo waves from the angle formed by the probed material and the vertical wall of the tank during measurements near its side wall. The delay of such an interfering signal is slightly different from the delay of the useful signal and varies in accordance with the change in the measured distance.

Наиболее близким к заявляемому способу (прототипом) по совокупности существенных признаков является способ измерения расстояния [10] радиодальномером с ЧМ зондирующих радиоволн, включающий генерирование радиочастотного сигнала с периодической частотной модуляцией в начальном диапазоне с известными значениями центральной частоты и диапазона частотной модуляции, формирование и излучение радиоволн в направлении зондируемого объекта, выделение части генерируемого сигнала, прием, спустя время распространения, эхо-волн и формирование из них отраженного сигнала, смешивание его с выделенной частью генерируемого сигнала, выделение низкочастотных составляющих результирующего сигнала и выделение из них СРЧ, содержащего информацию о дальности до зондируемого объекта, аналоговую обработку СРЧ и аналого-цифровое преобразование СРЧ. По цифровым отсчетам СРЧ вычисляют спектр, его центральную частоту, расстояние до зондируемой поверхности и количество интервалов расстояния, укладывающихся в измеряемом расстоянии и соответствующих целому числу периодов СРЧ. Затем, применяя многошаговую итерационную процедуру, уменьшают начальный диапазон частотной модуляции до такого состояния, когда в измеряемом расстоянии укладывается целое число интервалов расстояния. Сразу рассчитать требуемую величину диапазона частотной модуляции невозможно, т.к. пока не достигнуто указанное условие, расстояние вычисляется с большой погрешностью. Эта погрешность постепенно уменьшается по мере приближения к нужной величине диапазона частотной модуляции.The closest to the claimed method (prototype) in terms of essential features is a method of measuring the distance [10] with a radio range finder with FM probing radio waves, including generating a radio frequency signal with periodic frequency modulation in the initial range with known values of the center frequency and frequency modulation range, generation and emission of radio waves in the direction of the probed object, the allocation of part of the generated signal, reception, after the propagation time, echo waves and the formation of of the reflected signal, mixing it with the selected part of the generated signal, extracting the low-frequency components of the resulting signal and extracting from them the RMS containing information about the distance to the probed object, analog RMS processing and analog-to-digital RMS conversion. Using digital samples of the RHF, the spectrum, its center frequency, the distance to the probed surface and the number of distance intervals that fit into the measured distance and correspond to an integer number of RHF periods are calculated. Then, using a multi-step iterative procedure, the initial frequency modulation range is reduced to a state where an integer number of distance intervals fit in the measured distance. Immediately calculate the required value of the frequency modulation range is impossible, because until the specified condition is reached, the distance is calculated with a large error. This error gradually decreases as it approaches the desired value of the frequency modulation range.

Сущность первого этапа известного способа заключается в том, что боковые лепестки спектра уменьшаются, когда число периодов СРЧ становится целым. В этом случае отсутствует взаимное смещение максимумов слагаемых спектра, расположенных на положительной и отрицательной областях частот.The essence of the first stage of the known method lies in the fact that the side lobes of the spectrum are reduced when the number of periods of the RMS becomes integer. In this case, there is no mutual shift of the maxima of the terms of the spectrum located in the positive and negative frequency ranges.

После того, как найден требуемый диапазон частотной модуляции, начинается второй итерационный этап определения расстояния, который заключается в уточнении значения начальной и, соответственно, центральной частоты диапазона модуляции. Значение центральной частоты диапазона модуляции уточняют на каждом отдельном шаге итерационной процедуры и используют на следующем шаге. При этом спектр вычисляют по сигналу, полученному уже на нескольких периодах частотной модуляции. Величина диапазона частотной модуляции на этом этапе не изменяется, и все время поддерживается равной значению, полученному на первом этапе.After the required frequency modulation range is found, the second iterative step of determining the distance begins, which consists in refining the value of the initial and, accordingly, central frequency of the modulation range. The value of the center frequency of the modulation range is specified at each individual step of the iterative procedure and is used in the next step. In this case, the spectrum is calculated by the signal obtained already for several periods of frequency modulation. The value of the frequency modulation range at this stage does not change, and all the time is maintained equal to the value obtained in the first stage.

Окончательное вычисление расстояния производится с использованием найденного на втором этапе значения центральной частоты спектра, являющимся наиболее точным только при выполнении условий первого и второго итерационных этапов, т.е. при поддержании найденных значений диапазона частотной модуляции и начальной частоты этого диапазона. Эти величины изменяются при изменении расстояния, поэтому оба этапа итерационной процедуры постоянно повторяются.The final distance calculation is performed using the value of the central frequency of the spectrum found in the second stage, which is the most accurate only when the conditions of the first and second iterative stages are satisfied, i.e. while maintaining the found values of the frequency modulation range and the initial frequency of this range. These values change with distance, so both stages of the iterative procedure are constantly repeated.

Последний способ измерения расстояния также не обеспечивает достаточную точность измерения, если существуют мешающие сигналы.The latter method of measuring distance also does not provide sufficient measurement accuracy if interfering signals exist.

Технический результат изобретения - уменьшение погрешности измерения расстояния из-за влияния помех, в том числе при одновременном искажении сигнала ПАМ.The technical result of the invention is the reduction of the error of distance measurement due to the influence of interference, including the simultaneous distortion of the PAM signal.

Технический результат достигается тем, что в способе измерения расстояния радиодальномером с частотной модуляцией зондирующих радиоволн, включающем генерирование радиочастотного сигнала с периодической частотной модуляцией в начальном диапазоне с известными значениями центральной частоты и диапазона частотной модуляции, формирование и излучение радиоволн в направлении зондируемого объекта, выделение части генерируемого радиочастотного сигнала, прием, спустя время распространения, эхо-волн и формирование из них отраженного сигнала, смешивание его с выделенной частью генерируемого радиочастотного сигнала, выделение низкочастотных составляющих результирующего сигнала и выделение из них сигнала разностной частоты (СРЧ), содержащего информацию о дальности до зондируемого объекта, аналоговую обработку СРЧ, аналого-цифровое преобразование СРЧ, вычисление спектра по цифровым отсчетам СРЧ и вычисление центральной частоты спектра, вычисление расстояния по известным скорости распространения радиоволн и центральной частоте спектра СРЧ, уменьшение начального диапазона частотной модуляции и изменение центральной частоты диапазона частотной модуляции при сохранении неизменным уменьшенного диапазона частотной модуляции, вычисление расстояния при уменьшенном диапазоне частотной модуляции, с соблюдением следующих условий дополнительно выполняют следующую совокупность действий. Начальный диапазон частотной модуляции уменьшают на заданную величину, а центральную частоту уменьшенного диапазона частотной модуляции изменяют в пределах разности между начальным и уменьшенным диапазонами частотной модуляции, вычисляют зависимость расстояния от центральной частоты уменьшенного диапазона частотной модуляции, вычисляют меру отличия этой зависимости от постоянного значения, при превышении мерой отличия контрольного уровня дополнительно многократно генерируют эталонный сигнал в форме цифровых отсчетов по известным значениям уменьшенного диапазона частотной модуляции генерируемого радиочастотного сигнала и его центральной частоты, а также по заданным значениям времени задержки, амплитуды и фазы, вычисляют результирующий сигнал суммы СРЧ и эталонного сигнала, вычисляют результирующий спектр результирующего сигнала, используя результирующий спектр, вычисляют расстояние, зависимость расстояния от центральной частоты уменьшенного диапазона частотной модуляции и меру отличия этой зависимости от постоянного значения, изменяют задержку и амплитуду эталонного сигнала до получения наименьшего значения меры отличия от постоянного значения, а результирующий сигнал, при котором обнаружен минимум меры отличия, используют при расчете точного значения расстояния. При этом генерирование радиочастотного сигнала выполняют в виде последовательности радиочастотных сигналов, дискретные частоты в которой эквидистантно распределены по диапазону частот модуляции, а уменьшение начального диапазона частотной модуляции в первом варианте способа выполняют путем уменьшения разности между соседними дискретными частотами при сохранении количества дискретных частот.The technical result is achieved by the fact that in the method of measuring distance with a radio range finder with frequency modulation of the probe radio waves, including generating a radio frequency signal with a periodic frequency modulation in the initial range with known values of the center frequency and the frequency modulation range, generating and emitting radio waves in the direction of the probed object, extracting a part of the generated RF signal, reception, after the propagation time, echo waves and the formation of the reflected signal from them la, mixing it with the selected part of the generated RF signal, extracting the low-frequency components of the resulting signal and extracting from them a differential frequency signal (RMS) containing information about the distance to the probed object, analogue processing of the RMS, analog-to-digital conversion of the RMS, calculating the spectrum from digital samples RMS and calculating the center frequency of the spectrum, calculating the distance from the known propagation velocity of the radio waves and the center frequency of the RMS spectrum, reducing the initial range to change the frequency of modulation and the frequency modulation of the central frequency band while maintaining unchanged the reduced modulation frequency range, the distance calculation with reduced modulation frequency range, with the following conditions additionally perform the following set of actions. The initial frequency modulation range is reduced by a predetermined amount, and the central frequency of the reduced frequency modulation range is changed within the difference between the initial and reduced frequency modulation ranges, the dependence of the distance on the central frequency of the reduced frequency modulation range is calculated, and the measure of the difference between this dependence and the constant value is calculated if a measure of the difference in the control level additionally repeatedly generate a reference signal in the form of digital samples according to known The values of the reduced frequency modulation range of the generated RF signal and its center frequency, as well as the given values of the delay time, amplitude and phase, calculate the resulting signal of the sum of the RMS and the reference signal, calculate the resulting spectrum of the resulting signal using the resulting spectrum, calculate the distance, the dependence of the distance from the central frequency of the reduced frequency modulation range and the measure of difference of this dependence on a constant value, change the delay and amplitudes ydy reference signal to produce the smallest difference measure values from a constant value, and the resulting signal, wherein the detected minimum difference measure is used in the calculation of the exact value of the distance. In this case, the generation of the radio frequency signal is performed in the form of a sequence of radio frequency signals, the discrete frequencies in which are equidistantly distributed over the range of modulation frequencies, and the reduction of the initial range of frequency modulation in the first embodiment of the method is performed by reducing the difference between adjacent discrete frequencies while maintaining the number of discrete frequencies.

Во втором варианте способа уменьшение начального диапазона частотной модуляции выполняют путем уменьшения количества дискретных частот при сохранении разности между соседними дискретными частотами, при этом изменение центральной частоты уменьшенного диапазона частотной модуляции выполняют дискретно с шагом, кратным разности между соседними дискретными частотами.In the second variant of the method, the reduction of the initial frequency modulation range is performed by reducing the number of discrete frequencies while maintaining the difference between adjacent discrete frequencies, while changing the center frequency of the reduced frequency modulation range is performed discretely with a step that is a multiple of the difference between adjacent discrete frequencies.

В обоих вариантах способа целесообразно меру отличия от постоянного значения вычислять как разность между максимальным и минимальным значениями расстояния. Предпочтительно меру отличия от постоянного значения вычислять как сумму двух слагаемых с заданными весовыми коэффициентами. Первое слагаемое включает разность между максимальным и минимальным значениями расстояния при вычислении расстояния по центральной частоте результирующего спектра, а второе слагаемое включает разность между максимальным и минимальным значениями расстояния при вычислении расстояния по фазе результирующего спектра на его центральной частоте.In both versions of the method, it is advisable to calculate the difference from the constant value as the difference between the maximum and minimum values of the distance. Preferably, the measure of difference from a constant value is calculated as the sum of two terms with given weighting factors. The first term includes the difference between the maximum and minimum values of the distance when calculating the distance from the center frequency of the resulting spectrum, and the second term includes the difference between the maximum and minimum values of the distance when calculating the distance from the phase of the resulting spectrum at its center frequency.

Эталонный сигнал генерируют в форме цифровых отсчетов с огибающей дискретных отсчетов в виде отрезка гармонического сигнала, который соответствует неискаженному помехами и паразитной амплитудной модуляцией сигналу разностной частоты, с центральной частотой спектра цифровых отсчетов, отличной от центральной частоты основного лепестка спектра выделенного СРЧ менее чем на половину ширины его основного лепестка.The reference signal is generated in the form of digital samples with an envelope of discrete samples in the form of a segment of a harmonic signal that corresponds to a difference frequency signal undistorted by noise and spurious amplitude modulation, with a central frequency of the spectrum of digital samples different from the center frequency of the main lobe of the spectrum of the selected RPS by less than half the width its main petal.

Величину уменьшенного диапазона частотной модуляции задают как долю, например 3/4, от начального диапазона частотной модуляции.The magnitude of the reduced frequency modulation range is set as a fraction, for example 3/4, of the initial frequency modulation range.

В обоих вариантах способа целесообразно при минимуме меры отличия дополнительно уточнять измеренное расстояние по времени задержки, соответствующему глобальному максимуму функции правдоподобия, при этом базисную функцию функции правдоподобия формируют в виде неискаженного СРЧ с варьируемой задержкой отраженного сигнала и с заданными значениями его фазы и амплитуды, а также с известными значениями центральной частоты и диапазона частотной модуляции частотно-модулированного радиочастотного сигнала.In both versions of the method, it is advisable, at the minimum of the difference measure, to further clarify the measured distance by the delay time corresponding to the global maximum of the likelihood function, while the basis function of the likelihood function is formed in the form of an undistorted RFE with a variable delay of the reflected signal and with given values of its phase and amplitude, as well as with known values of the center frequency and the frequency modulation range of the frequency-modulated radio frequency signal.

В обоих вариантах способа предпочтительно при минимуме меры отличия дополнительно вычислять сигнальную функцию результирующего сигнала с базисной функцией в виде неискаженного сигнала СРЧ с варьируемой задержкой отраженного сигнала и с заданным значением его фазы, а также с известными значениями центральной частоты и диапазона частотной модуляции частотно-модулированного радиочастотного сигнала и уточнять измеренное расстояние по времени задержки, соответствующему глобальному максимуму сигнальной функции.In both versions of the method, it is preferable, at the minimum of the measure of differences, to additionally calculate the signal function of the resulting signal with the base function in the form of an undistorted signal of the RF, with a variable delay of the reflected signal and with a given value of its phase, as well as with known values of the center frequency and frequency modulation range of the frequency-modulated radio frequency signal and specify the measured distance according to the delay time corresponding to the global maximum of the signal function.

Оба варианта способа обеспечивают получение одного и того же технического результата.Both variants of the method provide the same technical result.

Без изменения сущности возможно осуществление способа во временной области без вычисления спектров. В этом случае расстояние и зависимость расстояния от центральной частоты диапазона частотной модуляции вычисляют по количеству и положению характерных точек СРЧ. В качестве характерных точек целесообразно использовать нули СРЧ [11].Without changing the essence, it is possible to implement the method in the time domain without calculating the spectra. In this case, the distance and the dependence of the distance on the center frequency of the frequency modulation range are calculated by the number and position of characteristic points of the RMS. As characteristic points, it is advisable to use zeros of the RMS [11].

Сущность способа состоит в том, что смещение центральной частоты спектра и, соответственно, погрешность измерения расстояния, из-за влияния даже нескольких помех, созданных эхо-волнами от нескольких мешающих объектов, и при наличии ПАМ и других искажений могут быть снижены при суммировании СРЧ с дополнительным сигналом (эталонным сигналом), в частности при суммировании СРЧ с эталонным сигналом в виде отрезка гармонического колебания. Параметры эталонного сигнала (частота, эквивалентная задержке, амплитуда и фаза) должны быть подобраны таким образом, чтобы компенсировать погрешность измерения, вызванную помехами и искажениями, в частности ПАМ. Следует учитывать, что в этом случае не происходит глубокой компенсации помех, т.к. несколько помеховых слагаемых, к тому же с ПАМ, не могут быть скомпенсированы одним слагаемым в виде отрезка гармонического колебания. Критерием правильного подбора параметров эталонного сигнала является минимум отклонения измеряемой дальности от постоянного значения при изменении центральной частоты диапазона модуляции.The essence of the method lies in the fact that the shift of the center frequency of the spectrum and, accordingly, the error in measuring the distance, due to the influence of even several noise created by echo waves from several interfering objects, and in the presence of PAM and other distortions can be reduced by summing the RMS with an additional signal (reference signal), in particular when summing the RMS with the reference signal in the form of a segment of harmonic oscillation. The parameters of the reference signal (frequency, equivalent to the delay, amplitude and phase) should be selected in such a way as to compensate for the measurement error caused by noise and distortion, in particular PAM. Please note that in this case there is no deep compensation for interference, as several interfering terms, in addition to PAM, cannot be compensated by one term in the form of a segment of harmonic oscillation. The criterion for the correct selection of the parameters of the reference signal is the minimum deviation of the measured range from a constant value when changing the center frequency of the modulation range.

Кроме того, при минимуме меры отличия, из-за небольшой погрешности определения расстояния по центральной частоте результирующего спектра, глобальный экстремум сигнальной функции практически совпадает с задержкой информационной составляющей СРЧ, что позволяет дополнительно снизить погрешность измерения.In addition, with a minimum of the measure of differences, due to the small error in determining the distance from the center frequency of the resulting spectrum, the global extremum of the signal function practically coincides with the delay of the information component of the RMS, which allows to further reduce the measurement error.

Совокупность приведенных отличительных признаков приводит к появлению качественно новых свойств предлагаемого способа - возможности компенсации погрешности и повышения точности измерений без глубокой компенсации помех.The combination of these distinctive features leads to the emergence of qualitatively new properties of the proposed method - the ability to compensate for errors and improve measurement accuracy without deep compensation of interference.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволяет установить, что заявителем не обнаружены технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству. Сведений об известности отличительных признаков в совокупностях признаков известных технических решений с достижением такого же, как у заявляемого способа (вариантов), положительного эффекта не имеется. На основании этого сделан вывод о том, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".The analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allows us to establish that the applicant has not found technical solutions characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype made it possible to identify a set of essential (with respect to the technical result perceived by the applicant) distinctive features in the claimed object set forth in the claims. Therefore, the claimed technical solution meets the requirement of "novelty" under the current law. Information about the fame of the distinguishing features in the totality of the characteristics of the known technical solutions with the achievement of the same as the proposed method (options), there is no positive effect. Based on this, it was concluded that the proposed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Сущность предлагаемого способа поясняется с помощью устройства схематично изображенного на фиг.1, графиками, изображенными на фиг.2 - фиг.5.The essence of the proposed method is illustrated using the device schematically depicted in figure 1, the graphs depicted in figure 2 - figure 5.

На фиг.2 и 3 приведены зависимости частоты генерируемого радиочастотного сигнала для первого и второго вариантов способа соответственно.Figure 2 and 3 shows the frequency dependence of the generated radio frequency signal for the first and second variants of the method, respectively.

На фиг.4 приведены зависимости измеренного расстояния до зондируемого объекта от центральной частоты диапазона модуляции при наличии двух мешающих отражателей для случая, когда эталонный сигнал отсутствует и для заявленного способа при минимуме меры отличия.Figure 4 shows the dependence of the measured distance to the probed object from the center frequency of the modulation range in the presence of two interfering reflectors for the case when there is no reference signal and for the claimed method with a minimum of a measure of difference.

На фиг.5 приведены зависимости погрешности измеренного расстояния до зондируемого объекта при наличии двух мешающих отражателей для прототипа и для заявленного способа.Figure 5 shows the dependence of the error of the measured distance to the probed object in the presence of two interfering reflectors for the prototype and for the claimed method.

Радиодальномер с частотной модуляцией зондирующих радиоволн (фиг.1) содержит: схему цифровой обработки сигналов (СЦОС) 1 с одним входом и тремя выходами; антенну 2; управляемый генератор радиочастотного сигнала (УГРС) 3 с одним входом и двумя выходами; синтезатор частоты (СЧ) 4 с двумя входами и одним выходом; последовательно соединенные делитель мощности (ДМ) 5 и направленный ответвитель (НО) 6 (или циркулятор) каждый с одним входом и двумя выходами; смеситель (См) 7 с двумя входами и одним выходом; схему предварительной аналоговой обработки (СПАО) 8 и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9 с двумя входами и одним выходом;A radio range finder with frequency modulation of the probing radio waves (Fig. 1) contains: a digital signal processing circuit (DSP) 1 with one input and three outputs; antenna 2; controlled radio frequency signal generator (UGRS) 3 with one input and two outputs; frequency synthesizer (MF) 4 with two inputs and one output; serially connected power divider (DM) 5 and directional coupler (BUT) 6 (or circulator) each with one input and two outputs; mixer (cm) 7 with two inputs and one output; pre-analog processing circuitry (SPAO) 8 and analog-to-digital converter (ADC) 9 with two inputs and one output;

Вход УГРС 3 соединен с выходом СЧ 4, входы которого соединены с первым выходом СЦОС 1 и первым выходом УГРС 3. Выход УГРС 3 соединен с последовательно соединенными ДМ 5 и НО 6, а первый выход НО 6 соединен со входом АВУ 2. Вторые выходы ДМ 5 и НО 6 соединены с входами См 7, выход которого соединен с последовательно соединенными СПАО 8 и АЦП 9. Выход АЦП 9 соединен с первым входом СЦОС 1, а второй вход АЦП 9 соединен со вторым выходом СЦОС 1. Третий выход СЦОС 1 является информационным выходом радиодальномера.The input of the UGRS 3 is connected to the output of the MF 4, the inputs of which are connected to the first output of the SSCOS 1 and the first output of the UGRS 3. The output of the UGRS 3 is connected to series-connected DM 5 and HO 6, and the first output of HO 6 is connected to the input of the AVU 2. Second outputs of the DM 5 and NO 6 are connected to the inputs of Cm 7, the output of which is connected to the sequentially connected SPAO 8 and ADC 9. The output of the ADC 9 is connected to the first input of the ARC 1, and the second input of the ADC 9 is connected to the second output of the ARC 1. The third output of the ARC 1 is informational radio range finder output.

СЦОС 1 может быть выполнена стандартной, содержащей генератор импульсов синхронизации и цифровой процессор, включающий устройство памяти и арифметическое устройство.SEC 1 can be performed standard, containing a synchronization pulse generator and a digital processor, including a memory device and an arithmetic device.

Практическая реализация устройства не представляет собой сложности и осуществляется на основе широко распространенных электронных элементов, например, производимых фирмами «ANALOG DEVICES», «MOTOROLA», «MICRONETICS», «PEREGRINE» и др.The practical implementation of the device is not difficult and is carried out on the basis of widely distributed electronic elements, for example, manufactured by ANALOG DEVICES, MOTOROLA, MICRONETICS, PEREGRINE, etc.

С помощью радиодальномера с частотной модуляцией зондирующих радиоволн способ измерения расстояния осуществляют следующим образом.Using a radio range finder with frequency modulation of the probing radio waves, the distance measuring method is as follows.

Одна часть генерируемого радиочастотного сигнала с периодической частотной модуляцией, в виде последовательности радиочастотных сигналов, N известных дискретных частот в которой эквидистантно распределены по начальному диапазону частот модуляции Δωmax с центральной частотой ω0max и с шагом Δωдискр=Δωmax/(N-1), от УГРС 3 (фиг.1), управляемого синтезатором частоты 4, через ДМ 5 и НО 6, поступает в антенну 2, которая формирует направленное излучение в направлении зондируемого объекта. После отражения от зондируемой поверхности эхо-волны принимаются антенной 2 и преобразуются в отраженный сигнал, который через НО 6 поступает на вход смесителя 7. В качестве гетеродинного сигнала используют выделенную ДМ 5 часть генерируемого сигнала. Выходной сигнал смесителя обрабатывается СПАО 8 путем фильтрации и усиления. В результате выделяется сигнал разностной частоты uсрч(t, τR), содержащий информацию о дальности до зондируемого объекта. При этом в выделенном сигнале разностной частоты могут присутствовать также помеховые составляющие, созданные мешающими объектами, которые приводят к погрешности измерения.One part of the generated radio frequency signal with periodic frequency modulation, in the form of a sequence of radio frequency signals, N known discrete frequencies in which are distributed equidistantly over the initial modulation frequency range Δω max with a central frequency ω 0max and with a step Δω discrete = Δω max / (N-1) , from UGRS 3 (Fig. 1), controlled by frequency synthesizer 4, through DM 5 and HO 6, enters antenna 2, which generates directional radiation in the direction of the probed object. After reflection from the probed surface, the echo waves are received by the antenna 2 and converted into a reflected signal, which is fed through the HO 6 to the input of the mixer 7. As a heterodyne signal, the extracted DM 5 part of the generated signal is used. The output signal of the mixer is processed by SPAO 8 by filtering and amplification. As a result, the difference frequency signal u srch (t, τ R ) is selected , which contains information about the range to the probed object. In this case, interference signals created by interfering objects, which lead to measurement errors, can also be present in the extracted difference frequency signal.

Выделенный сигнал разностной частоты uсрч(t, τR) через АЦП 9 поступает на первый вход СЦОС 1. С применением СЦОС 1 выполняют все действия над сигналом разностной частоты, управляют синтезатором СЧ 4 заданием кодов дискретных частот и синхронизируют работу АЦП 9.The dedicated difference frequency signal u cfr (t, τ R ) is fed through ADC 9 to the first input of SCC 1. Using SCC 1, all actions on the difference frequency signal are performed, the synthesizer SC 4 is set by setting discrete frequency codes, and the ADC 9 is synchronized.

По цифровым отсчетам uцсрч(t, τR), (где n=0, …, N-1; N - число известных дискретных частот последовательности радиочастотных сигналов) СРЧ uсрч(t, τR) с помощью СЦОС 1 вычисляют спектр SсрчR), вычисляют центральную частоту спектра, например, по частоте максимума спектра, вычисляют и записывают в память СЦОС 1 расстояние по известным скорости распространения радиоволн и центральной частоте спектра. Затем уменьшают начальный диапазон частотной модуляции Δωmax до Δω для получения возможности изменения центральной частоты диапазона ЧМ в пределах разности начального и уменьшенного диапазонов ЧМ и выполняют дискретное изменение центральной частоты диапазона ЧМ ωj00max-(Δωmax-Δω)·[0,5-j/(M-1)] (где j=0,…, M-1; M - число дискретных значений центральной частоты диапазона ЧМ). Начальный диапазон частотной модуляции Δωmax выполняют максимально возможным и ограниченным сверху либо техническими возможностями, либо разрешенной величиной.From digital samples u cscr (t, τ R ), (where n = 0, ..., N-1; N is the number of known discrete frequencies of a sequence of radio frequency signals), the UHF u cf (t, τ R ) using SCR 1 calculate the spectrum S srchR ), the center frequency of the spectrum is calculated, for example, by the frequency of the maximum of the spectrum, the distance is calculated and recorded in the memory of SCNS 1 according to the known propagation velocity of the radio waves and the center frequency of the spectrum. Then, the initial frequency modulation range Δω max is reduced to Δω in order to be able to change the center frequency of the FM band within the difference between the initial and reduced FM bands and perform a discrete change of the central frequency of the FM band ω j0 = ω 0max - (Δω max -Δω) · [0, 5-j / (M-1)] (where j = 0, ..., M-1; M is the number of discrete values of the center frequency of the FM band). The initial frequency modulation range Δω max is performed by the maximum possible and limited from above either by technical capabilities or by a permitted value.

В первом варианте способа уменьшение начального диапазона ЧМ выполняют путем уменьшения разности между соседними дискретными частотами последовательности радиочастотных сигналов, при сохранении количества N дискретных частот Δω1диск=Δω/(N-1).In the first variant of the method, the reduction of the initial FM range is performed by reducing the difference between adjacent discrete frequencies of the sequence of radio frequency signals, while maintaining the number N of discrete frequencies Δω 1disk = Δω / (N-1).

Во втором варианте способа уменьшение начального диапазона ЧМ выполняют путем уменьшения количества дискретных частот N1=1+(N-1)Δω/Δωmax последовательности радиочастотных сигналов при сохранении разности между соседними дискретными частотами Δωдискр. При этом изменение центральной частоты диапазона частотной модуляции ωj0 выполняют дискретно с шагом, кратным разности между соседними дискретными частотами Δωдискр.In the second variant of the method, the reduction of the initial FM band is performed by reducing the number of discrete frequencies N 1 = 1 + (N-1) Δω / Δω max of the sequence of radio frequency signals while maintaining the difference between adjacent discrete frequencies Δω discrete . In this case, the change in the center frequency of the frequency modulation range ω j0 is performed discretely with a step that is a multiple of the difference between adjacent discrete frequencies Δω discrete .

Дискретно изменяя центральную частоту уменьшенного диапазона ЧМ, вычисляют расстояния, соответствующие этим значениям центральных частот и записывают их в память. По записанной зависимости расстояния от центральной частоты диапазона ЧМ вычисляют меру отличия зависимости расстояния от постоянного значения.By discretely changing the center frequency of the reduced FM range, the distances corresponding to these values of the center frequencies are calculated and stored in memory. Based on the recorded dependence of the distance from the center frequency of the FM band, a measure of the difference in the dependence of distance from a constant value is calculated.

Меру отличия от постоянного значения вычисляют как разность между максимальным и минимальным значениями расстояния. Предпочтительно меру отличия вычислять как сумму двух слагаемых с заданными весовыми коэффициентами. Первое слагаемое включает разность между максимальным и минимальным значениями расстояния при вычислении расстояния по центральной частоте результирующего спектра. Второе слагаемое включает разность между максимальным и минимальным значениями расстояния при вычислении расстояния по фазе результирующего спектра на его центральной частоте.The measure of difference from a constant value is calculated as the difference between the maximum and minimum values of the distance. Preferably, the measure of difference is calculated as the sum of two terms with given weighting coefficients. The first term includes the difference between the maximum and minimum values of the distance when calculating the distance from the center frequency of the resulting spectrum. The second term includes the difference between the maximum and minimum values of the distance when calculating the phase distance of the resulting spectrum at its center frequency.

При превышении мерой отличия контрольного уровня с помощью СЦОС 1 многократно генерируют эталонный сигнал в форме цифровых отсчетов uцijklэ(n, τ) (где n=0,…, N-1 для первого варианта способа и n=0,…, N1-1 для второго варианта способа) с огибающей дискретных отсчетов в виде отрезка гармонического сигнала

Figure 00000001
который соответствует СРЧ, неискаженному помехами и ПАМ. Эталонный сигнал генерируют по известным значениям диапазона частотной модуляции Δω генерируемого радиочастотного сигнала на интервале Тj и его центральной частоты ωj0, а также по заданным значениям времени задержки τ, амплитуды U и фазы φ. Вычисляют результирующий спектр
Figure 00000002
суммы спектра SсрчR) со спектром Sijklэ) цифровых отсчетов uцijklэ (n, τ) эталонного If the measure exceeds the control level difference with the help of SCE 1, the reference signal is repeatedly generated in the form of digital samples u cijklе (n, τ ) (where n = 0, ..., N-1 for the first variant of the method and n = 0, ..., N 1 -1 for the second variant of the method) with an envelope of discrete samples in the form of a segment of a harmonic signal
Figure 00000001
which corresponds to the UHF undistorted by interference and SAM. The reference signal is generated from the known values of the frequency modulation range Δω of the generated radio frequency signal in the interval T j and its center frequency ω j0 , as well as from the given values of the delay time τ ie , amplitude U ke and phase φ le . The resulting spectrum is calculated.
Figure 00000002
the sum of the spectrum S cfrR ) with the spectrum of S ijklе ) of digital samples u Цijklе (n, τ ) of the reference

сигнала, вычисляют и записывают в память СЦОС 1 меру отличия зависимости расстояния от постоянного (среднего) значения и записывают также заданные значения времени задержки τ, амплитуды U и фазы φ, соответствующие указанной мере отличия. Многократно изменяют время задержки τ и амплитуду U эталонного сигнала uцijklэ(n, τ) до получения наименьшего значения меры отличия, а результирующие спектр и сигнал

Figure 00000003
, при которых обнаружен минимум меры отличия, используют при расчете точного значения расстояния.of the signal, calculate and write into the SCNS memory 1 a measure of the difference in the dependence of the distance on a constant (average) value and also record the set values of the delay time τ ie , the amplitudes U ke and the phase φ le corresponding to the indicated measure of difference. Repeatedly change the delay time τ ie and the amplitude U ke of the reference signal u cijkle (n, τ ie ) until the smallest measure of difference is obtained, and the resulting spectrum and signal
Figure 00000003
at which a minimum of the measure of difference is found, is used in calculating the exact value of the distance.

Время задержки эталонного сигнала τ задают таким, чтобы центральная частота спектра цифровых отсчетов эталонного сигнала отличалась от центральной частоты основного лепестка спектра цифровых отсчетов выделенного СРЧ менее чем на половину ширины основного лепестка указанного спектра.The delay time of the reference signal τ ie is set so that the center frequency of the spectrum of digital samples of the reference signal differs from the center frequency of the main lobe of the spectrum of digital samples of the selected RMS by less than half the width of the main lobe of the specified spectrum.

Без изменения сущности изобретения при осуществлении второго варианта способа возможно однократное получение цифровых отсчетов выделенного СРЧ с использованием начального диапазона ЧМ. При этом цифровые отсчеты выделенного СРЧ сохраняют в дополнительном блоке памяти, входящем в состав СЦОС 1, до окончания поиска наименьшего значения меры отличия и вычисления точного значения расстояния. В этом случае N1 новых цифровых отсчетов сигнала выделенного СРЧ, из N записанных в дополнительный блок памяти, передают в арифметическое устройство при каждом новом значении ωj0 и новых значениях τ, U в генерируемом эталонном сигнале.Without changing the essence of the invention, when implementing the second variant of the method, it is possible to obtain digital samples of the selected RMS once using the initial FM range. In this case, the digital readings of the allocated MFR are stored in an additional memory unit, which is part of SES 1, until the search for the smallest value of the measure of difference and calculation of the exact value of the distance is completed. In this case, N 1 new digital samples of the selected RPS signal from N recorded in the additional memory block are transferred to the arithmetic device for each new value of ω j0 and new values of τ , U ke in the generated reference signal.

При минимуме меры отличия возможно получение точного значения расстояния из числа записанных значений.With a minimum of the measure of differences, it is possible to obtain the exact distance value from the number of recorded values.

При минимуме меры отличия можно выполнить измерение с начальным диапазоном ЧМ, используя результирующий сигнал с найденными значениями τiэ, U, φlэ. With a minimum of the measure of difference, you can perform a measurement with the initial FM range using the resulting signal with the found values of τ iе, U ke , φ le.

Если начальный диапазон ЧМ соизмерим или превышает значение центральной частоты начального диапазона ЧМ (сверхширокополосная модуляция), то целесообразно дополнительно либо дискретно варьировать фазу φ эталонного сигнала, либо генерировать эталонный сигнал со значением несущей частоты ω=n·ωj0, где n≥2. Если начальный диапазон ЧМ не превышает 20% от его центральной частоты, варьирование фазы эталонного сигнала нецелесообразно. При этом φ=const и, в частности, может быть равна нулю.If the initial FM band is commensurate with or exceeds the center frequency of the initial FM band (ultra-wideband modulation), then it is advisable to additionally either discretely vary the phase φ lе of the reference signal, or generate a reference signal with the carrier frequency ω = n · ω j0 , where n≥2 . If the initial FM range does not exceed 20% of its center frequency, varying the phase of the reference signal is impractical. Moreover, φ le = const and, in particular, may be equal to zero.

Время задержки эталонного сигнала t задают таким, чтобы центральная частота спектра Sijklэ) цифровых отсчетов эталонного сигнала uцijklэ(n, τ) отличалась от центральной частоты основного лепестка спектра цифровых отсчетов uцсрч(n, τR) информационной составляющей СРЧ менее чем на половину ширины основного лепестка указанного спектра.The delay time of the reference signal t iе is set such that the center frequency of the spectrum S ijklе ) of the digital samples of the reference signal u tsijkle (n, τ ) differs from the center frequency of the main lobe of the spectrum of the digital samples u tschr (n, τ R ) of the information component RMS less than half the width of the main lobe of the specified spectrum.

В обоих вариантах способа целесообразно при минимуме меры отличия, дополнительно уточнять измеренное расстояние по времени задержки, соответствующему глобальному максимуму функции правдоподобия, при этом базисную функцию функции правдоподобия формируют в виде неискаженного СРЧ с варьируемой задержкой отраженного сигнала и с заданными значениями его фазы и амплитуды, а также с известными значениями центральной частоты и диапазона частотной модуляции частотно-модулированного радиочастотного сигнала.In both versions of the method, it is advisable, at the minimum of the measure of difference, to further clarify the measured distance by the delay time corresponding to the global maximum of the likelihood function, while the basis function of the likelihood function is formed in the form of an undistorted RFE with a variable delay of the reflected signal and with given values of its phase and amplitude, and also with known values of the center frequency and the frequency modulation range of the frequency-modulated radio frequency signal.

При минимуме меры отличия предпочтительно дополнительно вычислять сигнальную функцию Cрез(τ) результирующего сигнала

Figure 00000003
With a minimum of the measure of difference, it is preferable to additionally calculate the signal function C res (τ) of the resulting signal
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

где W(n) - весовая функция, например, весовая функция Кайзера-Бесселя;where W (n) is the weight function, for example, the Kaiser-Bessel weight function;

uц(n,τ) - цифровые отсчеты базисной функции с огибающей дискретных отсчетов в виде неискаженного СРЧ

Figure 00000005
с варьируемой задержкой отраженного сигнала τ и с заданным значением его фазы φ, а также с известными значениями центральной частоты φj0 и диапазона частотной модуляции Δω частотно-модулированного радиочастотного сигнала.u c (n, τ) - digital samples of the basis function with the envelope of discrete samples in the form of an undistorted RMS
Figure 00000005
with a variable delay of the reflected signal τ and with a given value of its phase φ, as well as with known values of the central frequency φ j0 and the frequency modulation range Δω of the frequency-modulated radio frequency signal.

И уточнять измеренное расстояние по времени задержки, соответствующему глобальному максимуму сигнальной функции.And specify the measured distance by the delay time corresponding to the global maximum of the signal function.

При минимуме меры отличия СЦОС 1 производит вычисление точного значения измеряемого расстояния.With a minimum of a measure of difference, SCE 1 calculates the exact value of the measured distance.

Со второго выхода СЦОС 1 результат вычисления точного расстояния поступает на выход устройства.From the second output of SEC 1, the result of calculating the exact distance is fed to the output of the device.

На фиг.4 пунктирной линией 10 показана зависимость измеренного расстояния до зондируемого объекта от центральной частоты диапазона ЧМ при наличии двух мешающих отражателей, создающих неразрешаемые по дальности помеховые сигналы с амплитудами по 10% от полезного, для случая, когда эталонный сигнал отсутствует. Расстояние до зондируемого отражателя 1,5 метра. Расстояние до мешающих отражателей 1,575 и 1,665 метров. Уменьшенный диапазон ЧМ Δω=0,75 ГГц. Начальный диапазон ЧМ Δωmax=1 ГГц. На той же фиг.4 сплошной линией 11 приведена зависимость измеренного расстояния, полученная в результате осуществления способа при минимуме меры отличия.In Fig. 4, dashed line 10 shows the dependence of the measured distance to the probed object on the center frequency of the FM band in the presence of two interfering reflectors that create interference distance-insensitive interference signals with amplitudes of 10% of the useful, for the case when there is no reference signal. The distance to the probed reflector is 1.5 meters. The distance to the interfering reflectors is 1,575 and 1,665 meters. Reduced FM band Δω = 0.75 GHz. The initial FM band is Δω max = 1 GHz. In the same figure 4, the solid line 11 shows the dependence of the measured distance obtained as a result of the implementation of the method with a minimum measure of difference.

На фиг.5 пунктирной линией 12 показана зависимость погрешности измеренного расстояния до зондируемого объекта, перемещаемого в пределах 1,47…1,53 метров при наличии двух мешающих отражателей для прототипа, а сплошной тонкой линией 13 показана зависимость погрешности измеренного расстояния, полученная в результате осуществления способа. Для прототипа зависимость погрешности получена с начальным диапазоном модуляции 1 ГГц. Из чертежа следует, что при наличии помех осуществление способа приводит к снижению максимальных значений погрешности от 7 до 15 раз при использовании для оценки расстояния только преобразования Фурье.5, the dashed line 12 shows the dependence of the error of the measured distance to the probed object moving within 1.47 ... 1.53 meters in the presence of two interfering reflectors for the prototype, and the solid thin line 13 shows the dependence of the error of the measured distance obtained as a result of way. For the prototype, the error dependence was obtained with an initial modulation range of 1 GHz. From the drawing it follows that in the presence of interference, the implementation of the method reduces the maximum error values from 7 to 15 times when using only the Fourier transform to estimate the distance.

При дополнительном уточнении расстояния по времени задержки, соответствующему глобальному максимуму сигнальной функции, максимальные значения погрешности снижаются в 60 раз (сплошная толстая линия 14).With an additional refinement of the distance with respect to the delay time corresponding to the global maximum of the signal function, the maximum error values are reduced by a factor of 60 (solid thick line 14).

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Виницкий А.С. «Очерк основ радиолокации при непрерывном излучении радиоволн» М.: Издательство «Советское радио», 1961.1. Vinitsky A.S. "Essay on the fundamentals of radar in the continuous emission of radio waves" M.: Publishing house "Soviet radio", 1961.

2. Патент США №5546088 13.08.1996.2. US patent No. 5546088 08/13/1996.

3. Патент США №6107957 22.08.2000.3. US patent No. 6107957 08/22/2000.

4. Патент США №5504490 A, G01S 13/08, от 02.04.1996.4. US patent No. 5504490 A, G01S 13/08, from 02/04/1996.

5. Патент №2234688 РФ, МКИ G01F 23/28, G01N 27/26. Способ измерения электрофизических параметров зондируемого материала и расстояния до него (варианты), устройство для его осуществления и способ калибровки этого устройства / Б.А.Атаянц, В.М.Давыдочкин, В.В.Езерский, В.А.Пронин. №2003101694/09; заявл. 23.01.2003; опубл. 20.08.2004, Бюл. №23.5. Patent No. 2234688 of the Russian Federation, MKI G01F 23/28, G01N 27/26. A method for measuring the electrophysical parameters of the sensed material and the distance to it (options), a device for its implementation and a method for calibrating this device / B.A. Atayants, V.M. Davydochkin, V.V. Ezersky, V.A. Pronin. No. 2003101694/09; declared 01/23/2003; publ. 08/20/2004, Bull. Number 23.

6. Давыдочкин В.М., Паршин B.C. Измерение расстояния уровнемером с частотной модуляцией излучаемого сигнала при наличии мешающих отражений малой интенсивности. // Труды Российского НТО РЭС им. Попова. Серия: Цифровая обработка сигналов и ее применение. 8-я Международная конференция Вып. VIII - 2. Москва. 2006. С.530-533.6. Davydochkin V.M., Parshin B.C. Distance measurement with a level meter with frequency modulation of the emitted signal in the presence of interfering reflections of low intensity. // Proceedings of the Russian NTO RES named after Popova. Series: Digital signal processing and its application. 8th International Conference Vol. VIII - 2. Moscow. 2006. S.530-533.

7. Brumbi D. Fundamentals of Radar Technology for Level Gauging. 3-rd Revision, Krohne Messtechnik, Duisburg, 1999.7. Brumbi D. Fundamentals of Radar Technology for Level Gauging. 3-rd Revision, Krohne Messtechnik, Duisburg, 1999.

8. Bruimbi D. Low power FMCW radar system for level gauging // 2000 IEEE MTT-S International microwave symposium digest, vol.3, 2000. P.1559-1562.8. Bruimbi D. Low power FMCW radar system for level gauging // 2000 IEEE MTT-S International microwave symposium digest, vol. 3, 2000. P.1559-1562.

9. Патент РФ №2244268, МКИ G01F 23/28, G01S 13/08. Заявл. 04.03.2003 г.; №2003105994; опубл. 10.01.2005 г. Бюл. №1. Способ измерения уровня материала в резервуаре. Б.А.Атаянц, В.В.Езерский, В.С.Паршин.9. RF patent No. 224268, MKI G01F 23/28, G01S 13/08. Claim March 4, 2003; No. 2003105994; publ. January 10, 2005 Bull. No. 1. A method of measuring the level of material in a tank. B.A. Atayants, V.V. Yezersky, V.S. Parshin.

10. Патент РФ №2234717, G01S 13/34, 04.03.2003. Способ измерения расстояния / Б.А.Атаянц, В.М.Давыдочкин, В.В.Езерский, Д.Я.Нагорный. Заявл. 4.03.2003; №2003105993; опубл. 20.08.2004, Бюл. №23.10. RF patent No. 2234717, G01S 13/34, 03/04/2003. The method of measuring distance / B.A. Atayants, V.M. Davydochkin, V.V. Yezersky, D.Ya. Nagorny. Claim March 4, 2003; No. 2003105993; publ. 08/20/2004, Bull. Number 23.

11. Патент РФ №2234108, G01S 13/34, 18.12.2002 г. Способ измерения расстояния (варианты) / Б.А.Атаянц, В.В.Езерский, И.В.Баранов, В.А.Болонин, В.М.Давыдочкин, В.А.Пронин. Заявл. 18.12.2002 г.; №2002133946; опубл. 10.08.2004, Бюл. №22.11. RF patent No. 2234108, G01S 13/34, 12/18/2002, the Method of measuring the distance (options) / B.A. Atayants, V.V. Ezersky, I.V. Baranov, V.A.Bolonin, V. M. Davydochkin, V. A. Pronin. Claim 12/18/2002; No. 2002133946; publ. 08/10/2004, Bull. Number 22.

Claims (14)

1. Способ измерения расстояния радиодальномером с частотной модуляцией зондирующих радиоволн, включающий генерирование радиочастотного сигнала с периодической частотной модуляцией в начальном диапазоне с известными значениями центральной частоты и диапазона частотной модуляции, формирование и излучение радиоволн в направлении зондируемого объекта, выделение части генерируемого радиочастотного сигнала, прием, спустя время распространения, эхо-волн и формирование из них отраженного сигнала, смешивание его с выделенной частью генерируемого радиочастотного сигнала, выделение низкочастотных составляющих результирующего сигнала и выделение из них сигнала разностной частоты (СРЧ), содержащего информацию о дальности до зондируемого объекта, аналоговую обработку СРЧ, аналого-цифровое преобразование СРЧ, вычисление спектра по цифровым отсчетам сигнала разностной частоты СРЧ и вычисление центральной частоты спектра, вычисление расстояния по известным скорости распространения радиоволн и центральной частоте спектра сигнала разностной частоты СРЧ, уменьшение начального диапазона частотной модуляции и изменение центральной частоты диапазона частотной модуляции при сохранении неизменным уменьшенного диапазона частотной модуляции, вычисление расстояния при уменьшенном диапазоне частотной модуляции, отличающийся тем, что начальный диапазон частотной модуляции уменьшают на заданную величину, а центральную частоту уменьшенного диапазона частотной модуляции изменяют в пределах разности между начальным и уменьшенным диапазонами частотной модуляции, вычисляют зависимость расстояния от центральной частоты уменьшенного диапазона частотной модуляции, вычисляют меру отличия этой зависимости от постоянного значения, при превышении мерой отличия контрольного уровня дополнительно многократно генерируют эталонный сигнал в форме цифровых отсчетов по известным значениям уменьшенного диапазона частотной модуляции генерируемого радиочастотного сигнала и его центральной частоты, а также по заданным значениям времени задержки, амплитуды и фазы, вычисляют результирующий сигнал суммы сигнала разностной частоты (СРЧ) и эталонного сигнала, вычисляют результирующий спектр результирующего сигнала, используя результирующий спектр, вычисляют расстояние, зависимость расстояния от центральной частоты уменьшенного диапазона частотной модуляции и меру отличия этой зависимости от постоянного значения, изменяют задержку и амплитуду эталонного сигнала до получения наименьшего значения меры отличия от постоянного значения, а результирующий сигнал, при котором обнаружен минимум меры отличия, используют при расчете точного значения расстояния, при этом генерирование радиочастотного сигнала выполняют в виде последовательности радиочастотных сигналов, дискретные частоты в которой эквидистантно распределены по диапазону частот модуляции, а уменьшение начального диапазона частотной модуляции выполняют путем уменьшения разности между соседними дискретными частотами при сохранении количества дискретных частот.1. A method of measuring distance with a radio range finder with frequency modulation of the probing radio waves, including generating a radio frequency signal with a periodic frequency modulation in the initial range with known values of the center frequency and the frequency modulation range, generating and emitting radio waves in the direction of the probed object, extracting a part of the generated radio frequency signal, receiving, after the propagation time, echo waves and the formation of the reflected signal from them, mixing it with the selected part of the generator frequency signal, extracting the low-frequency components of the resulting signal and extracting from them a differential frequency signal (RMS) containing information about the distance to the probed object, analogue processing of the RMS, analog-to-digital RMS conversion, spectrum calculation from digital samples of the RMS differential frequency signal and calculation of the central the frequency of the spectrum, calculating the distance from the known propagation velocity of the radio waves and the center frequency of the spectrum of the signal of the differential frequency of the RF of the frequency modulation range and changing the center frequency of the frequency modulation range while keeping the reduced frequency modulation range unchanged, calculating the distance with the reduced frequency modulation range, characterized in that the initial frequency modulation range is reduced by a predetermined amount, and the central frequency of the reduced frequency modulation range is changed within the difference between the initial and reduced ranges of frequency modulation, calculate the dependence of the distance from the central the frequency of the reduced frequency modulation range, calculate the measure of difference of this dependence on a constant value, if the measure exceeds the control level, the reference signal is additionally repeatedly generated in the form of digital samples from the known values of the reduced frequency modulation range of the generated radio frequency signal and its center frequency, as well as given values delay time, amplitude and phase, calculate the resulting signal of the sum of the signal of the differential frequency (RMS) and the reference signal calculate the resulting spectrum of the resulting signal using the resulting spectrum, calculate the distance, the dependence of the distance on the center frequency of the reduced frequency modulation range and the measure of difference of this dependence on a constant value, change the delay and amplitude of the reference signal to obtain the smallest measure of difference from the constant value, and the resulting a signal at which a minimum of the measure of difference is found is used in calculating the exact value of the distance, while generating radio frequencies deleterious signal is performed as a sequence of radio frequency signals, wherein the discrete frequencies are equidistantly distributed over a range of modulation frequencies, and the decrease of the initial modulation frequency range is performed by reducing the difference between adjacent discrete frequencies while maintaining the number of discrete frequencies. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что меру отличия от постоянного значения вычисляют как разность между максимальным и минимальным значениями расстояния.2. The method according to claim 1, characterized in that the measure of difference from a constant value is calculated as the difference between the maximum and minimum values of the distance. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что меру отличия от постоянного значения вычисляют как сумму двух слагаемых с заданными весовыми коэффициентами, первое из которых включает разность между максимальным и минимальным значениями расстояния при вычислении расстояния по центральной частоте результирующего спектра, а второе слагаемое включает разность между максимальным и минимальным значениями расстояния при вычислении расстояния по фазе результирующего спектра на его центральной частоте.3. The method according to claim 1, characterized in that the measure of difference from a constant value is calculated as the sum of two terms with given weighting factors, the first of which includes the difference between the maximum and minimum values of the distance when calculating the distance from the center frequency of the resulting spectrum, and the second term includes the difference between the maximum and minimum values of the distance when calculating the phase distance of the resulting spectrum at its center frequency. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что эталонный сигнал генерируют в форме цифровых отсчетов с огибающей дискретных отсчетов в виде отрезка гармонического сигнала, который соответствует неискаженному помехами и паразитной амплитудной модуляцией сигналу разностной частоты, с центральной частотой спектра цифровых отсчетов, отличной от центральной частоты основного лепестка спектра выделенного СРЧ менее чем на половину ширины его основного лепестка.4. The method according to claim 1, characterized in that the reference signal is generated in the form of digital samples with an envelope of discrete samples in the form of a segment of a harmonic signal that corresponds to a difference frequency signal undisturbed by noise and spurious amplitude modulation, with a central frequency of the spectrum of digital samples different from the central frequency of the main lobe of the spectrum of the selected RFM is less than half the width of its main lobe. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину уменьшенного диапазона частотной модуляции задают как долю, например 3/4, от начального диапазона частотной модуляции.5. The method according to claim 1, characterized in that the value of the reduced frequency modulation range is set as a fraction, for example 3/4, of the initial frequency modulation range. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что при минимуме меры отличия вычисляют сигнальную функцию результирующего сигнала с базисной функцией в виде неискаженного СРЧ с варьируемой задержкой отраженного сигнала и заданным значением его фазы, а также с известными значениями центральной частоты и диапазона частотной модуляции частотно-модулированного радиочастотного сигнала и уточняют измеренное расстояние по времени задержки, соответствующему глобальному максимуму сигнальной функции.6. The method according to claim 1, characterized in that, with a minimum of differences, the signal function of the resulting signal is calculated with the basic function in the form of an undistorted RF system with a variable delay of the reflected signal and a given value of its phase, as well as with known values of the center frequency and frequency modulation range frequency-modulated radio frequency signal and specify the measured distance by the delay time corresponding to the global maximum of the signal function. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что при минимуме меры отличия вычисляют функцию правдоподобия результирующего сигнала с базисной функцией в виде неискаженного СРЧ с варьируемой задержкой отраженного сигнала и заданными значениями его фазы и амплитуды, а также с известными значениями центральной частоты и диапазона частотной модуляции частотно-модулированного радиочастотного сигнала и уточняют измеренное расстояние по времени задержки, соответствующему глобальному максимуму функции правдоподобия.7. The method according to claim 1, characterized in that, with a minimum of the measure of differences, the likelihood function of the resulting signal is calculated with the basic function in the form of an undistorted RF system with a variable delay of the reflected signal and given values of its phase and amplitude, as well as with known values of the center frequency and range frequency modulation of the frequency-modulated radio frequency signal and specify the measured distance by the delay time corresponding to the global maximum likelihood function. 8. Способ измерения расстояния радиодальномером с частотной модуляцией зондирующих радиоволн, включающий генерирование радиочастотного сигнала с периодической частотной модуляцией в начальном диапазоне с известными значениями центральной частоты и диапазона частотной модуляции, формирование и излучение радиоволн в направлении зондируемого объекта, выделение части генерируемого радиочастотного сигнала, прием, спустя время распространения, эхо-волн и формирование из них отраженного сигнала, смешивание его с выделенной частью генерируемого радиочастотного сигнала, выделение низкочастотных составляющих результирующего сигнала и выделение из них СРЧ, содержащего информацию о дальности до зондируемого объекта, аналоговую обработку СРЧ, аналого-цифровое преобразование СРЧ, вычисление спектра по цифровым отсчетам сигнала разностной частоты СРЧ и вычисление центральной частоты спектра, вычисление расстояния по известным скорости распространения радиоволн и центральной частоте спектра сигнала разностной частоты СРЧ, уменьшение начального диапазона частотной модуляции и изменение центральной частоты диапазона частотной модуляции при сохранении неизменным уменьшенного диапазона частотной модуляции, вычисление расстояния при уменьшенном диапазоне частотной модуляции, отличающийся тем, что начальный диапазон частотной модуляции уменьшают на заданную величину, а центральную частоту уменьшенного диапазона частотной модуляции изменяют в пределах разности между начальным и уменьшенным диапазонами частотной модуляции, вычисляют зависимость расстояния от центральной частоты уменьшенного диапазона частотной модуляции, вычисляют меру отличия этой зависимости от постоянного значения, при превышении мерой отличия контрольного уровня дополнительно многократно генерируют эталонный сигнал в форме цифровых отсчетов по известным значениям уменьшенного диапазона частотной модуляции генерируемого радиочастотного, сигнала и его центральной частоты, а также по заданным значениям времени задержки, амплитуды и фазы, вычисляют результирующий сигнал суммы СРЧ и эталонного сигнала, вычисляют результирующий спектр результирующего сигнала, используя результирующий спектр, вычисляют расстояние, зависимость расстояния от центральной частоты уменьшенного диапазона частотной модуляции и меру отличия этой зависимости от постоянного значения, изменяют задержку и амплитуду эталонного сигнала до получения наименьшего значения меры отличия от постоянного значения, а результирующий сигнал, при котором обнаружен минимум меры отличия, используют при расчете точного значения расстояния, при этом генерирование радиочастотного сигнала выполняют в виде последовательности радиочастотных сигналов, дискретные частоты в которой эквидистантно распределены по диапазону частот модуляции, а уменьшение начального диапазона частотной модуляции выполняют путем уменьшения количества дискретных частот при сохранении разности между соседними дискретными частотами, при этом изменение центральной частоты уменьшенного диапазона частотной модуляции выполняют дискретно с шагом кратным разности между соседними дискретными частотами.8. A method of measuring distance with a radio range finder with frequency modulation of the probing radio waves, including generating a radio frequency signal with a periodic frequency modulation in the initial range with known values of the center frequency and the frequency modulation range, generating and emitting radio waves in the direction of the probed object, extracting a part of the generated radio frequency signal, receiving, after the propagation time, echo waves and the formation of the reflected signal from them, mixing it with the selected part of the generator frequency signal, extracting the low-frequency components of the resulting signal and extracting from them the RMS, containing information about the distance to the probed object, analog processing of RMS, analog-to-digital conversion of RMS, calculating the spectrum from digital samples of the difference frequency signal of RMS and calculating the center frequency of the spectrum, calculating the distance according to the known propagation velocity of the radio waves and the center frequency of the spectrum of the signal of the differential frequency of the RF, reducing the initial range of the frequency mode changes and changes in the central frequency of the frequency modulation range while keeping the reduced frequency modulation range unchanged, calculates the distance with a reduced frequency modulation range, characterized in that the initial frequency modulation range is reduced by a predetermined amount, and the central frequency of the reduced frequency modulation range is changed within the difference between the initial and reduced frequency modulation ranges, calculate the dependence of the distance on the center frequency of the reduced range it is frequency modulation, calculate the measure of difference of this dependence from a constant value, if the measure exceeds the control level, an additional signal is repeatedly generated in the form of digital samples from the known values of the reduced range of frequency modulation of the generated radio frequency signal and its center frequency, as well as given time values delays, amplitudes and phases, calculate the resulting signal of the sum of the RMS and the reference signal, calculate the resulting spectrum of the resulting signal Using the resulting spectrum, the distance, the dependence of the distance on the central frequency of the reduced frequency modulation range and the measure of difference of this dependence on a constant value are calculated, the delay and amplitude of the reference signal are changed until the smallest measure of difference from the constant value is obtained, and the resulting signal at which minimum measures of difference, used in calculating the exact value of the distance, while generating the radio frequency signal is performed in the form of a sequence of radio frequency signals, the discrete frequencies in which are equidistantly distributed over the range of modulation frequencies, and the reduction of the initial frequency modulation range is performed by reducing the number of discrete frequencies while maintaining the difference between adjacent discrete frequencies, while changing the center frequency of the reduced frequency modulation range is performed discretely with a step that is a multiple of the difference between adjacent discrete frequencies. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что меру отличия от постоянного значения вычисляют как разность между максимальным и минимальным значениями расстояния.9. The method according to claim 8, characterized in that the measure of difference from a constant value is calculated as the difference between the maximum and minimum values of the distance. 10. Способ по п.8, отличающийся тем, что меру отличия от постоянного значения вычисляют как сумму двух слагаемых с заданными весовыми коэффициентами, первое из которых включает разность между максимальным и минимальным значениями расстояния при вычислении расстояния по центральной частоте результирующего спектра, а второе слагаемое включает разность между максимальным и минимальным значениями расстояния при вычислении расстояния по фазе результирующего спектра на его центральной частоте.10. The method according to claim 8, characterized in that the measure of difference from a constant value is calculated as the sum of two terms with given weight coefficients, the first of which includes the difference between the maximum and minimum distance values when calculating the distance from the center frequency of the resulting spectrum, and the second term includes the difference between the maximum and minimum values of the distance when calculating the phase distance of the resulting spectrum at its center frequency. 11. Способ по п.8, отличающийся тем, что эталонный сигнал генерируют в форме цифровых отсчетов с огибающей дискретных отсчетов в виде отрезка гармонического сигнала, который соответствует неискаженному помехами и паразитной амплитудной модуляцией сигналу разностной частоты, с центральной частотой спектра цифровых отсчетов, отличной от центральной частоты основного лепестка спектра выделенного СРЧ менее чем на половину ширины его основного лепестка.11. The method according to claim 8, characterized in that the reference signal is generated in the form of digital samples with an envelope of discrete samples in the form of a segment of a harmonic signal that corresponds to a difference frequency signal undistorted by noise and spurious amplitude modulation, with a central frequency of the spectrum of digital samples different from the central frequency of the main lobe of the spectrum of the selected RFM is less than half the width of its main lobe. 12. Способ по п.8, отличающийся тем, что величину уменьшенного диапазона частотной модуляции задают как долю, например 3/4, от начального диапазона частотной модуляции.12. The method according to claim 8, characterized in that the value of the reduced frequency modulation range is set as a fraction, for example 3/4, of the initial frequency modulation range. 13. Способ по п.8, отличающийся тем, что при минимуме меры отличия вычисляют сигнальную функцию результирующего сигнала с базисной функцией в виде неискаженного СРЧ с варьируемой задержкой отраженного сигнала и заданным значением его фазы, а также с известными значениями центральной частоты и диапазона частотной модуляции частотно-модулированного радиочастотного сигнала и уточняют измеренное расстояние по времени задержки, соответствующему глобальному максимуму сигнальной функции.13. The method according to claim 8, characterized in that, with a minimum of differences, the signal function of the resulting signal is calculated with the basic function in the form of an undistorted RF system with a variable delay of the reflected signal and a given value of its phase, as well as with known values of the center frequency and frequency modulation range frequency-modulated radio frequency signal and specify the measured distance by the delay time corresponding to the global maximum of the signal function. 14. Способ по п.1, отличающийся тем, что при минимуме меры отличия вычисляют функцию правдоподобия результирующего сигнала с базисной функцией в виде неискаженного СРЧ с варьируемой задержкой отраженного сигнала и заданными значениями его фазы и амплитуды, а также с известными значениями центральной частоты и диапазона частотной модуляции частотно-модулированного радиочастотного сигнала и уточняют измеренное расстояние по времени задержки, соответствующему глобальному максимуму функции правдоподобия. 14. The method according to claim 1, characterized in that, with a minimum of the measure of differences, the likelihood function of the resulting signal with the base function in the form of an undistorted RF system with a variable delay of the reflected signal and given values of its phase and amplitude, as well as with known values of the center frequency and range, is calculated frequency modulation of the frequency-modulated radio frequency signal and specify the measured distance by the delay time corresponding to the global maximum likelihood function.
RU2010113758/09A 2010-04-09 2010-04-09 Method of measuring distance using radio range finder with frequency modulation of probing radio waves (versions) RU2423723C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010113758/09A RU2423723C1 (en) 2010-04-09 2010-04-09 Method of measuring distance using radio range finder with frequency modulation of probing radio waves (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010113758/09A RU2423723C1 (en) 2010-04-09 2010-04-09 Method of measuring distance using radio range finder with frequency modulation of probing radio waves (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2423723C1 true RU2423723C1 (en) 2011-07-10

Family

ID=44740436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010113758/09A RU2423723C1 (en) 2010-04-09 2010-04-09 Method of measuring distance using radio range finder with frequency modulation of probing radio waves (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2423723C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2629548C2 (en) * 2012-09-27 2017-08-29 Роузмаунт Танк Радар Аб Level measurement system check
RU2655746C1 (en) * 2017-08-07 2018-05-29 ООО предприятие "КОНТАКТ-1" Method of level measurement and radio range station with frequency modulation
RU2661488C1 (en) * 2017-08-07 2018-07-17 Общество с ограниченной ответственностью Предприятие "Контакт-1" Method of the distance measurement

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2629548C2 (en) * 2012-09-27 2017-08-29 Роузмаунт Танк Радар Аб Level measurement system check
RU2655746C1 (en) * 2017-08-07 2018-05-29 ООО предприятие "КОНТАКТ-1" Method of level measurement and radio range station with frequency modulation
RU2661488C1 (en) * 2017-08-07 2018-07-17 Общество с ограниченной ответственностью Предприятие "Контакт-1" Method of the distance measurement

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105229431B (en) The level measurement determined with improved distance
KR20070009388A (en) Distance measuring device, distance measuring method and distance measuring program
RU2553272C1 (en) Method of measuring range and radial velocity in radar station with probing composite pseudorandom chirp pulse
RU2423723C1 (en) Method of measuring distance using radio range finder with frequency modulation of probing radio waves (versions)
CN105738890A (en) Method for improving radar measurement scope and measurement precision and radar
RU2410650C2 (en) Method to measure level of material in reservoir
RU2431155C1 (en) Method of measuring distance by range finder with frequency modulation of sounding radio waves
RU2434242C1 (en) Method of measuring distance and radio range finder with frequency modulation of probing radio waves (versions)
Chaudhari et al. Frequency estimator to improve short range accuracy in FMCW radar
RU2504739C1 (en) Device for determining fluid level in container
CN203177928U (en) Echo sampling unit and pulse type radar material level meter with the same
RU2486540C1 (en) Simulator of false radar target during linear frequency-modulated signal probing
RU2654215C1 (en) Method of measuring distance by range finder with frequency modulation
RU2504740C1 (en) Method of measurement of fluid level in container
RU2399888C1 (en) Method of measuring level of material in reservoir
RU2688921C2 (en) Method of measuring range and radial velocity in radar with probing composite pseudorandom lfm pulse
RU2655746C1 (en) Method of level measurement and radio range station with frequency modulation
RU2551260C1 (en) Non-contact radio-wave measurement method of liquid level in reservoir
RU2244268C2 (en) Method of measuring level of material in reservoir
RU2309428C1 (en) Method of measurement of distance by means of range finder characterized by continuous radiation of frequency-modulated radio waves (versions)
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
RU2446407C1 (en) Method to detect area of power transmission and communication lines damage and device for its realisation
WO2012056791A1 (en) Distance measurement apparatus
RU2650611C1 (en) Contactless radiowave method of measuring liquid level in reservoir
RU2330298C2 (en) Method for detection of damage point in power transmission and communication lines and device for its implementation

Legal Events

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

Effective date: 20120410