RU2426070C1 - Способ повышения точности чм-дальномера масштабированием фазы сигнала биений - Google Patents
Способ повышения точности чм-дальномера масштабированием фазы сигнала биений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2426070C1 RU2426070C1 RU2010104295/28A RU2010104295A RU2426070C1 RU 2426070 C1 RU2426070 C1 RU 2426070C1 RU 2010104295/28 A RU2010104295/28 A RU 2010104295/28A RU 2010104295 A RU2010104295 A RU 2010104295A RU 2426070 C1 RU2426070 C1 RU 2426070C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- frequency
- beat signal
- scaling
- range finder
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для повышения точности радиодальномеров, работающих по принципу ЧМ с усредняющим счетом. Предварительно измерению частоты нормируется амплитуда сигнала биений и полученный нормированный сигнал подвергается нелинейному полиномиальному преобразованию чебышевского типа. Частота преобразованного сигнала измеряется и интерпретируется в дальность. Технический результат заключается в повышении точности определения дальности без вмешательства в высокочастотный тракт и расширения спектра излучаемого сигнала.
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для повышения точности радиодальномеров, работающих по принципу частотной модуляции с усредняющим счетом.
Известны высотомеры малых высот [1, 3], построенные по схеме измерения частоты биений, сигналов с частотной модуляцией - зондирующего и отраженного, они отличаются простой технической реализацией.
Определение дальности до цели при использовании частотной модуляции основано на приращении частоты передатчика за время прохождения сигнала до цели и обратно. Работа ЧМ-дальномера осуществляется следующим образом.
Радиосигнал x1(t)=A1cos[Ф(t)] с генератора через передающую антенну излучается в пространство, а также попадает на вход смесителя. При отражении излучаемого сигнала от поверхности, до которой измеряется расстояние, в приемник поступит сигнал с задержкой фазы на величину τ=2R/c: x2(t)=A2cos[Ф(t-τ)]. Таким образом, на выходе смесителя будет получен сигнал: z(t,τ)=x1(t)x2(t), прохождение этого сигнала через фильтр выделит низкочастотный сигнал биений.
где - полная фаза колебания, а - закон изменения несущей частоты. На практике используются различные виды периодической модуляции частоты, например симметричный и несимметричный пилообразные законы или синусоидальные, ключевыми характеристиками модуляции являются: закон модуляции φ(t), девиация частоты (полоса качания) Δf и период модуляции TM [1].
Для малых высот (несколько десятков метров) разность фаз пропорциональна дальности:
При высотах до 100 м величина τ составляет порядка 10-7 сек и такое приближение является достаточно точным, то есть сигнал биений может быть описан следующим выражением:
Как известно [1], дальность до цели связана с частотой сигнала биений следующим соотношением:
Также частота биений (по методу усредняющего счета) будет равна подсчитанному числу переходов через ноль, совершенных сигналом биений за период модуляции.
Тогда выражение для дальности имеет вид:
То есть дальность будет точно измеряться лишь на конкретных расстояниях, в остальных случаях будет иметь место так называемая «дискретная ошибка», ее значение можно получить как минимально измеряемую дальность [1, 3] (N=1).
Таким образом, «дискретная ошибка» носит методологический характер и зависит только от девиации частоты, что является существенным недостатком ЧМ-дальномера с усредняющим счетом, так как значение девиации частоты ограничено выделенной под сигнал полосой частот. Предложенный способ позволяет устранить указанный недостаток.
Предложен способ повышения точности ЧМ-дальномера масштабированием фазы сигнала биений. Полиномы Чебышева Tn(x), как известно [2], обладают следующим свойством: если на вход нелинейного элемента, статическая характеристика которого представляет собой полином Чебышева степени n, подать сигнал вида с единичной амплитудой (A=1), то на выходе такого нелинейного элемента появится сигнал того же вида, но с аргументом в n раз больше.
Так, например, воздействуя сигналом cos[φ(t)] на элемент со статистической характеристикой, совпадающей с полиномом Чебышева 2-го порядка T2(x)=2x2-1, получим:
Аналогично:
Таким образом, подавая на нелинейный элемент со статической характеристикой Tn(x), предварительно нормированный по амплитуде сигнал биений (2), получим:
что эквивалентно повышению девиации частоты (а следовательно, снижению дискретной ошибки) в n раз:
Таким образом, предложенный способ позволяет повысить точность ЧМ-дальномера, производя обработку сигнала в низкочастотном тракте. Способ сводится к добавлению операций нормировки амплитуды и нелинейного полиномиального преобразования чебышевского типа.
Источники информации
1. Филькенштейн М.И. Основы радиолокации. - М.: Радио и связь, 1983 г. (прототип).
2. Г.Корн, Т.Корн. Справочник по математике. - М.: Наука, 1970.
3. Теоретические основы радиолокации. Под редакцией Я.Д.Ширмана. - М.: Советское радио, 1970 г.
Claims (1)
- Способ повышения точности ЧМ-дальномера масштабированием фазы сигнала биений, заключающийся в измерении частоты сигнала биений методом усредняющего счета, отличающийся тем, что предварительно измерению частоты нормируется амплитуда сигнала биений и полученный нормированный сигнал подвергается нелинейному полиномиальному преобразованию чебышевского типа.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010104295/28A RU2426070C1 (ru) | 2010-02-08 | 2010-02-08 | Способ повышения точности чм-дальномера масштабированием фазы сигнала биений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010104295/28A RU2426070C1 (ru) | 2010-02-08 | 2010-02-08 | Способ повышения точности чм-дальномера масштабированием фазы сигнала биений |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2426070C1 true RU2426070C1 (ru) | 2011-08-10 |
Family
ID=44754663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010104295/28A RU2426070C1 (ru) | 2010-02-08 | 2010-02-08 | Способ повышения точности чм-дальномера масштабированием фазы сигнала биений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2426070C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2661488C1 (ru) * | 2017-08-07 | 2018-07-17 | Общество с ограниченной ответственностью Предприятие "Контакт-1" | Способ измерения расстояния |
-
2010
- 2010-02-08 RU RU2010104295/28A patent/RU2426070C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Филькенштейн М.И. Основы радиолокации. - М.: Радио и связь, 1983. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. - М.: Наука, 1970. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2661488C1 (ru) * | 2017-08-07 | 2018-07-17 | Общество с ограниченной ответственностью Предприятие "Контакт-1" | Способ измерения расстояния |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10739448B2 (en) | Laser phase estimation and correction | |
US11719819B2 (en) | Multiple beam range measurement process | |
US7479921B2 (en) | Distance measuring device, distance measuring method and distance measuring program | |
JP4293194B2 (ja) | 距離測定装置、及び距離測定方法 | |
CN101080646B (zh) | 电子测量方法 | |
RU2553272C1 (ru) | Способ измерения дальности и радиальной скорости в рлс с зондирующим составным псевдослучайным лчм импульсом | |
US11500062B2 (en) | Acceleration-based fast SOI processing | |
CN101788671B (zh) | 应用于外差探测啁啾调幅激光测距装置的多周期调制方法 | |
US10310070B2 (en) | Radio altimeter | |
US9134406B2 (en) | Method and device for measuring a change in distance | |
RU2426070C1 (ru) | Способ повышения точности чм-дальномера масштабированием фазы сигнала биений | |
Chaudhari et al. | Frequency estimator to improve short range accuracy in FMCW radar | |
RU2410650C2 (ru) | Способ измерения уровня материала в резервуаре | |
RU2611440C1 (ru) | Доплеровский измеритель путевой скорости | |
RU2602432C1 (ru) | Широкополосная фазоразностная локальная радионавигационная система | |
RU2436117C1 (ru) | Способ измерения расстояния от излучателя до контролируемой среды | |
RU2491572C1 (ru) | Способ обеспечения постоянной разрешающей способности по дальности в импульсной радиолокационной станции с квазислучайной фазовой модуляцией | |
RU59262U1 (ru) | Устройство для определения места повреждения линий электропередачи и связи | |
RU2669016C2 (ru) | Доплеровский измеритель путевой скорости | |
RU2611601C1 (ru) | Доплеровский способ измерения путевой скорости | |
RU108636U1 (ru) | Чм-дальномер с прямым измерением частоты биений | |
JP2013113723A (ja) | レーダ装置 | |
RU2796220C1 (ru) | Способ радиолокационного моноимпульсного измерения дальности и радиальной скорости целей при зондировании сигналом с линейной частотной модуляцией | |
RU2650611C1 (ru) | Бесконтактный радиоволновый способ измерения уровня жидкости в емкости | |
Sorochan et al. | J-correlation direction finder with improved characteristics of a time delay meter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160209 |