RU2690842C1 - Contactless distance meter - Google Patents

Contactless distance meter Download PDF

Info

Publication number
RU2690842C1
RU2690842C1 RU2018130977A RU2018130977A RU2690842C1 RU 2690842 C1 RU2690842 C1 RU 2690842C1 RU 2018130977 A RU2018130977 A RU 2018130977A RU 2018130977 A RU2018130977 A RU 2018130977A RU 2690842 C1 RU2690842 C1 RU 2690842C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
mixer
input
circulator
directional coupler
Prior art date
Application number
RU2018130977A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Владиленович Хаблов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority to RU2018130977A priority Critical patent/RU2690842C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2690842C1 publication Critical patent/RU2690842C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/32Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/32Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/581Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of interrupted pulse modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to measurement equipment, in particular to devices for measuring distance traveled by ground vehicle using Doppler effect. Proximity distance meter comprises a microwave generator of electromagnetic oscillations with wavelength λ0, a directional coupler, a circulator, an antenna directed forward at an angle α in direction of vehicle movement, two mixers, a computing unit, a delay line for λ0/2, a comparator and a pulse counter, interconnected in a certain manner, wherein in the computing unit the distance traveled is determined by the formula L=nλ0/2cos(α), where n is current reading of pulse counter.
EFFECT: high accuracy of measuring the path traversed by a ground vehicle.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам измерения пройденного расстояния наземным транспортным средством с использованием эффекта Доплера для электромагнитных волн.The invention relates to a measuring technique, in particular to devices for measuring distance traveled by ground vehicle using the Doppler effect for electromagnetic waves.

В настоящее время известны радиоволновые устройства бесконтактного измерения путевой скорости и, соответственно, пройденного расстояния, основанные на эффекте Доплера (Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков А.С. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. М.: Энергоатомиздат, 1989. 124-132 с.). В отличие от устройств, определяющих расстояние по числу оборотов колеса, радиоволновые доплеровские устройства позволяют определять истинную путевую скорость и расстояние, как результат интегрирования скорости по времени, которое не зависит от скольжения, движения при повороте и пробуксовывании, поскольку измерение производится бесконтактно. Эта информация о реальном перемещении относительно поверхности, очень важна для правильной оценки пройденного пути, которая может быть использована в позиционировании транспортного средства при отсутствии сигналов спутниковой навигации. Обычно радиоволновые доплеровские устройства измерения пути работают следующим образом. СВЧ радиоволны с частотой ƒ0 излучаются вперед с помощью антенны под углом α по направлению движения транспортного средства. Отраженные от поверхности дороги электромагнитные волны принимаются или этой же антенной или другой приемной антенной. Затем эти волны смешивают в смесителе с частью излучаемых волн и выделяют сигнал разностной частоты. Частота отраженных волн в процессе движения транспортного средства, поступающая на смеситель, будет отличаться от излучаемой частоты СВЧ волн на доплеровскую частоту ƒD. Эту частоту, пропорциональную скорости движения будет иметь сигнал, выделяемый на смесителе:Currently known radio wave devices for contactless measurement of ground speed and, accordingly, distance traveled, are based on the Doppler effect (Viktorov V.A., Lunkin B.V., Sovlukov A.S. Radio wave measurements of technological process parameters. M .: Energoatomizdat, 1989. 124-132 p.). Unlike devices that determine the distance by wheel speed, radio wave Doppler devices allow you to determine the true ground speed and distance, as a result of integrating speed over time that does not depend on sliding, turning and spinning, because the measurement is made without contact. This information about the actual movement relative to the surface is very important for a correct assessment of the distance traveled, which can be used in positioning the vehicle in the absence of satellite navigation signals. Typically, radio wave Doppler path measurement devices operate as follows. Microwave radio waves with a frequency of ƒ 0 are radiated forward with the help of an antenna at an angle α in the direction of the vehicle. Electromagnetic waves reflected from the road surface are received either by the same antenna or another receiving antenna. Then these waves are mixed in the mixer with a part of the emitted waves and emit a signal of the difference frequency. The frequency of the reflected waves in the process of moving the vehicle arriving at the mixer will differ from the radiated frequency of the microwave waves at the Doppler frequency ƒ D. This frequency is proportional to the speed of movement will have a signal allocated to the mixer:

Figure 00000001
Figure 00000001

где λ0=с/ƒ0 - длина излучаемой электромагнитной волны, с - скорость света в воздухе. Отсюда скорость можно вычислить из уравнения:where λ 0 = c / ƒ 0 is the length of the emitted electromagnetic wave, c is the speed of light in the air. From here the speed can be calculated from the equation:

Figure 00000002
Figure 00000002

Поскольку при движении скорость постоянно меняется, то пройденное расстояние L за время Т, будет определяться интегралом от мгновенной скорости или доплеровской частоты по времени:Since the velocity is constantly changing during the motion, the distance traveled L over time T will be determined by the integral of the instantaneous velocity or the Doppler frequency over time:

Figure 00000003
Figure 00000003

То есть фактически в идеальном случае требуется точное измерение мгновенной доплеровской частоты.That is, in fact, in the ideal case, an accurate measurement of the instantaneous Doppler frequency is required.

Обычно ƒD определяют по максимуму спектральной плотности доплеровского сигнала, что в условиях движения объекта не может гарантировать точной оценки его скорости и перемещения. Реальная антенна не излучает одну волну прямолинейно, а имеет некоторую диаграмму направленности с шириной главного лепестка θ, отраженная волна будет выглядеть не одной гармоникой, а суперпозицией волн, падающих и отраженных с разными углами α-θ/2≤αi≤α+θ/2 от подстилающей поверхности ΔƒD. Функцию распределения энергии отраженной волны от угла а можно выразить через уравнение радиолокации:Usually, ƒ D is determined by the maximum of the spectral density of the Doppler signal, which, under the conditions of motion of an object, cannot guarantee an accurate estimate of its velocity and displacement. A real antenna does not radiate a single wave straight, but has a certain radiation pattern with a main lobe width θ, the reflected wave will look like not one harmonic, but a superposition of waves incident and reflected with different angles α-θ / 2≤α i ≤α + θ / 2 from the underlying surface Δƒ D. The energy distribution function of the reflected wave from angle a can be expressed through the radar equation:

Figure 00000004
Figure 00000004

В этой формуле α - угол наклона относительно горизонтальной поверхности, θc - угол направления центра диаграммы направленности антенны (ДНА), А(α) - функция распределения ДНА, R(α)=Н/sin(α) - расстояние от фазового центра антенны до точки отражения, Н - высота расположения антенны над поверхностью (см. Фиг. 1). K - константа, определяемая системными параметрами, σ(α) - функция эффективной отражающей поверхности дороги. А(α) имеет максимум при условии равенства α=θс и симметрична относительно θс. σ(α) имеет тенденцию к увеличению с увеличением угла α, в соответствии с ДНА. Если выполнить подстановку значения α=arccos(λ0ƒD/2V) из (1) в Е(α) согласно уравнению (3), получим выражение для спектральной плотности доплеровского сигнала S для данной скорости:In this formula, α is the angle of inclination relative to the horizontal surface, θ c is the direction angle of the center of the antenna pattern (DND), A (α) is the distribution function of the DND, R (α) = H / sin (α) is the distance from the phase center of the antenna to the point of reflection, H is the height of the antenna above the surface (see Fig. 1). K is a constant determined by system parameters, σ (α) is a function of an effective reflecting road surface. A (α) has a maximum under the condition that α = θ with equality and is symmetric with respect to θ with . σ (α) tends to increase with increasing angle α, in accordance with DND. If we perform the substitution of the value α = arccos (λ 0 ƒ D / 2V) from (1) into Е (α) according to equation (3), we obtain the expression for the spectral density of the Doppler signal S for a given speed:

Figure 00000005
Figure 00000005

В результате имеет место принципиальное смещение между максимумом спектральной плотности и собственно доплеровской частотой ƒD. Кроме этого сам доплеровский сигнал будет иметь существенную стохастическую составляющую из-за случайного характера распределения отражающих свойств по площади отражающей поверхности, а также влияния вибрации и неровностей дороги. Также следует отметить, что вычисление спектра требует времени для накопления данных, что приводит к дискретному измерению скорости. За время записи доплеровского сигнала скорость может меняться. В результате влияния всех этих факторов, доплеровский сигнал будет постоянно меняться по частоте и амплитуде, поэтому результат измерения будет неточным. На Фиг. 1а представлена реальная запись доплеровского сигнала за время Т=1 сек. в относительных единицах и на Фиг. 1б его периодограмма спектральной плотности в нормализованном виде по частотам F=π/ts, где ts - время выборки. Из спектра сигнала видно, что точно определить максимум распределения спектральной плотности за время записи сигнала невозможно, да и сам этот максимум не соответствует точно доплеровской частоте, по которой можно вычислить скорость и соответственно пройденный путь.As a result, there is a fundamental shift between the maximum spectral density and the actual Doppler frequency ƒ D. In addition, the Doppler signal itself will have a significant stochastic component due to the random distribution of reflective properties over the area of the reflective surface, as well as the effects of vibration and road irregularities. It should also be noted that the calculation of the spectrum takes time to accumulate data, which leads to a discrete measurement of speed. During the recording of the Doppler signal, the speed may vary. As a result of the influence of all these factors, the Doppler signal will constantly vary in frequency and amplitude, so the measurement result will be inaccurate. FIG. 1a shows the actual recording of the Doppler signal during T = 1 sec. in relative units and in FIG. 1b its periodogram of spectral density in the normalized form over the frequencies F = π / t s , where t s is the sampling time. It can be seen from the signal spectrum that it is impossible to accurately determine the maximum distribution of the spectral density during the recording of the signal, and this maximum itself does not correspond exactly to the Doppler frequency, from which you can calculate the speed and, accordingly, the distance traveled.

С другой стороны для целей позиционирования можно в принципе обойтись без измерения мгновенной частоты, а измерять пройденный путь, подсчитывая число полупериодов текущей доплеровской частоты - n. Тогда пройденное расстояние можно определить по формуле:On the other hand, for positioning purposes, it is possible in principle to do without measuring the instantaneous frequency, and measure the distance traveled by counting the number of half-periods of the current Doppler frequency, n. Then the distance traveled can be determined by the formula:

Figure 00000006
Figure 00000006

Погрешность измерения в этом случае будет дискретной и соответствует полуволне излучаемого колебания поделенной на косинус угла α. При этом в процессе вычисления пути уже нет необходимости в измерении мгновенной доплеровской частоты с последующим интегрированием.The measurement error in this case will be discrete and corresponds to a half-wave of the emitted oscillation divided by the cosine of the angle α. At the same time, in the process of calculating the path, it is no longer necessary to measure the instantaneous Doppler frequency and then integrate it.

Наиболее близким по технической сущности является, устройство измерения путевой скорости (М.И. Финкельштейн. Основы радиолокации. М., Советское радио. 1973, с. 85), принятое за прототип. Электромагнитные колебания фиксированной частоты от генератора СВЧ излучаются под углом α между направлением движения и подстилающей поверхностью. Отраженные волны принимаются антенной и смешиваются на смесителе с частью излучаемых электромагнитных колебаний, поступающих с направленного ответвителя. В результате выделяется доплеровский сигнал, путевая скорость вычисляется по частоте доплеровского сигнала, а пройденный путь определяется по интегрированию этой частоты по времени.The closest in technical essence is the device measuring the ground speed (MI Finkelstein. Basics of radar. M., Soviet radio. 1973, p. 85), adopted for the prototype. Electromagnetic oscillations of a fixed frequency from a microwave generator are emitted at an angle α between the direction of motion and the underlying surface. Reflected waves are received by the antenna and are mixed on the mixer with a part of the emitted electromagnetic waves coming from the directional coupler. As a result, the Doppler signal is extracted, the ground speed is calculated from the frequency of the Doppler signal, and the distance traveled is determined by integrating this frequency over time.

Недостатком устройства являются значительные ошибки в определении путевой скорости, обусловленные измерением доплеровской частоты по максимуму спектральной плотности доплеровского сигнала и дискретным характером измерения. В результате пройденный путь также будет вычислен не точно. Для использования в навигационных системах, системах безопасности и для экономии расхода топлива требуется точное измерение пройденного пути. Для этого необходимо его прямое измерение, например путем подсчета числа периодов сигнала доплеровской частоты. Однако сложный спектральный состав этого сигнала не позволяет сделать это с достаточной точностью.The disadvantage of the device are significant errors in determining the ground speed, due to the measurement of the Doppler frequency from the maximum spectral density of the Doppler signal and the discrete nature of the measurement. As a result, the distance traveled will also not be calculated accurately. For use in navigation systems, safety systems and to save fuel consumption requires accurate measurement of the distance traveled. This requires its direct measurement, for example, by counting the number of periods of the Doppler frequency signal. However, the complex spectral composition of this signal does not allow to do this with sufficient accuracy.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение точности измерения пути, пройденного наземным транспортным средством.The technical result of the present invention is to improve the accuracy of the measurement of the path traveled by the ground vehicle.

Технический результат достигается тем, что в измерителе пройденного пути, содержащем СВЧ генератор электромагнитных колебаний с длиной волны λ0, направленный ответвитель, циркулятор, антенну, ориентированную вперед под углом α по направлению движения транспортного средства, первый смеситель и вычислительный блок, причем выход генератора соединен с входом направленного ответвителя, основной выход которого соединен с первым выводом циркулятора, второй вывод соединен с антенной, а третий с первым входом смесителя, второй вход соединен с вспомогательным выводом направленного ответвителя. Дополнительно к этому содержит линию задержки на λ0/2, второй смеситель и счетчик импульсов, при этом третий вывод циркулятора соединен с первым входом второго смесителя через линию задержки, а второй его вход с вспомогательным выходом направленного ответвителя, компаратор, входы которого соединены с выходами смесителей и счетчик импульсов, входом соединенный с выходом компаратора, а выходом с вычислительным блоком, определяющим пройденное расстояние по формуле L=nλ0/2cos(α), где n - текущее показание счетчика импульсов.The technical result is achieved by the fact that in the path meter containing a microwave generator of electromagnetic oscillations with a wavelength λ 0 , a directional coupler, a circulator, an antenna oriented forward at an angle α in the direction of the vehicle, the first mixer and the computing unit, and the generator output is connected with the input of the directional coupler, the main output of which is connected to the first output of the circulator, the second output is connected to the antenna, and the third to the first input of the mixer, the second input is connected to auxiliary output directional coupler. In addition to this it comprises a delay line at λ 0/2, a second mixer, and pulse counter, and the third terminal of the circulator is connected to a first input of a second mixer through a delay line and its second input to the auxiliary output of the directional coupler, a comparator having inputs connected to the outputs mixers and a pulse counter, the input connected to the output of the comparator, and the output from the computing unit that determines the distance traveled by the formula L = nλ 0 / 2cos (α), where n is the current pulse counter reading.

На Фиг. 1а представлен реальный доплеровский сигнал в течение 1 сек., а на Фиг. 1б его периодограмма спектральной плотности в нормализованном виде.FIG. 1a shows the real Doppler signal for 1 sec., And FIG. 1b its periodogram of spectral density in normalized form.

На Фиг. 2 представлена структурная схема устройства.FIG. 2 shows a block diagram of the device.

На Фиг. 3 изображены временные диаграммы сигналов на выходах первого и второго смесителя I(f) и Q(f), а также импульсы на выходе компаратора.FIG. 3 shows time diagrams of signals at the outputs of the first and second mixer I (f) and Q (f), as well as pulses at the output of the comparator.

Устройство, расположено на транспортном средстве и содержит генератор СВЧ 1, направленный ответвитель 2, циркулятор 3, антенну 4, линия задержки на λ0/4 - 5, первый смеситель 6, второй смеситель 7, компаратор 8, счетчик импульсов 9, вычислительный блок 10 (см. Фиг. 2). Антенна ориентирована под углом α между направлением движения и подстилающей поверхностью 11.The device is disposed on a vehicle and comprises a generator of microwave 1, a directional coupler 2, a circulator 3, an antenna 4, a delay line to λ 0/4 - 5, a first mixer 6, a second mixer 7, a comparator 8, the pulse counter 9, the calculation unit 10 (see Fig. 2). The antenna is oriented at an angle α between the direction of movement and the underlying surface 11.

Устройство работает следующим образом. От генератора СВЧ сигнал с частотой ƒ0 поступает через основной вывод направленного ответвителя и циркулятор на антенну и излучается в сторону подстилающей поверхности. При этом часть сигнала через вспомогательный вывод направленного ответвителя поступает на первые входы двух смесителей, а на вторые его входы поступает СВЧ сигнал, отраженный от поверхности обратно в антенну и прошедший через циркулятор. Однако, если на первый смеситель он приходит напрямую, то на второй вход - после задержки на λ0/4, что соответствует сдвигу по фазе на угол 90°. В результате на выходе первого и второго смесителя образуются доплеровские сигналы I(t) и Q(t) также сдвинутые между собой по фазе на 90° (см. фиг. 3). Затем сигналы I(t) и Q(t) подаются на входы компаратора, на выходе которого формируются короткие импульсы в моменты совпадения сигналов. Далее эти импульсы подсчитываются счетчиком, а пройденный путь определяется в вычислительном блоке по формуле (5).The device works as follows. From the generator, the microwave signal with frequency ƒ 0 enters through the main output of the directional coupler and the circulator to the antenna and is radiated towards the underlying surface. In this part of the signal through the auxiliary output of the directional coupler is fed to the first inputs of the two mixers, and to the second of its inputs, the microwave signal is reflected from the surface back to the antenna and passed through the circulator. However, if the first mixer it comes directly, the second input - after being delayed by λ 0/4, which corresponds to a phase shift by an angle of 90 °. As a result, the Doppler signals I (t) and Q (t) are also formed at the output of the first and second mixers, also shifted in phase by 90 ° between themselves (see Fig. 3). Then the signals I (t) and Q (t) are fed to the inputs of the comparator, at the output of which short pulses are formed at the moments of coincidence of the signals. Further, these pulses are counted by the counter, and the distance traveled is determined in the computing unit by the formula (5).

Поскольку форма сигнала Q(t), сдвинутого по фазе на 90° относительно сигнала I(t), изменяющегося как по частоте, так и по амплитуде одинакова, то ошибка, вызванная неточностью подсчетов числа периодов сигнала доплеровской частоты устраняется, а точность определения пути увеличивается. При этом ошибка измерения будет постоянной и равной полуволне электромагнитного колебания, поделенной на косинус угла α. При этом фактически измеряется мгновенная доплеровская частота с максимально возможной точностью без вычисления спектра и с максимально возможным быстродействием.Since the Q (t) waveform is 90 ° out of phase with respect to the I (t) signal, which varies in frequency and amplitude, the error due to inaccurate calculations of the number of periods of the Doppler frequency signal is eliminated, and the accuracy of path determination increases . In this case, the measurement error will be constant and equal to the half-wave of the electromagnetic oscillation divided by the cosine of the angle α. In this case, the instantaneous Doppler frequency is measured with the highest possible accuracy without calculating the spectrum and with the highest possible speed.

Claims (1)

Бесконтактный измеритель пройденного пути, содержащий СВЧ генератор электромагнитных колебаний с длиной волны λ0, направленный ответвитель, циркулятор, антенну, ориентированную вперед под углом α по направлению движения транспортного средства, первый смеситель и вычислительный блок, причем выход генератора соединен с входом направленного ответвителя, основной выход которого соединен с первым выводом циркулятора, второй вывод соединен с антенной, а третий - с первым входом смесителя, второй вход соединен с вспомогательным выводом направленного ответвителя, отличающийся тем, что содержит линию задержки на λ0/2, второй смеситель и счетчик импульсов, при этом третий вывод циркулятора соединен с первым входом второго смесителя через линию задержки, а второй его вход - с вспомогательным выходом направленного ответвителя, компаратор, входы которого соединены с выходами смесителей, и счетчик импульсов, входом соединенный с выходом компаратора, а выходом - с вычислительным блоком, определяющим пройденное расстояние по формуле L=nλ0/2cos(α), где n - текущее показание счетчика импульсов.Contactless distance meter containing a microwave generator of electromagnetic oscillations with a wavelength λ 0 , a directional coupler, a circulator, an antenna oriented forward at an angle α in the direction of the vehicle, the first mixer and the computing unit, the generator output connected to the input of the directional coupler the output of which is connected to the first output of the circulator, the second output is connected to the antenna, and the third is connected to the first input of the mixer, the second input is connected to the auxiliary output ION coupler, characterized in that it comprises a delay line at λ 0/2, a second mixer, and pulse counter, and the third terminal of the circulator is connected to a first input of a second mixer through a delay line and its second input - to the auxiliary output of the directional coupler, a comparator, whose inputs are connected to the mixer outputs, and a pulse counter, an input connected to the output of the comparator, and output - with a computing unit determining the distance traveled by the formula L = nλ 0 / 2cos (α), where n - the current counter reading impu sov.
RU2018130977A 2018-08-28 2018-08-28 Contactless distance meter RU2690842C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018130977A RU2690842C1 (en) 2018-08-28 2018-08-28 Contactless distance meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018130977A RU2690842C1 (en) 2018-08-28 2018-08-28 Contactless distance meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2690842C1 true RU2690842C1 (en) 2019-06-06

Family

ID=67037428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018130977A RU2690842C1 (en) 2018-08-28 2018-08-28 Contactless distance meter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2690842C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2793338C1 (en) * 2022-02-25 2023-03-31 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радиосвязь" Method and device for radar measurement of ground vehicle movement parameters relative to the underlying surface

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94037470A (en) * 1994-10-06 1996-09-10 НПП "Дальняя связь" Radar for measuring small ranges from object
WO2004059341A1 (en) * 2002-12-20 2004-07-15 Daimlerchrysler Ag Method for detecting environmental information and for determining the position of a parking space
RU2292564C2 (en) * 2004-10-18 2007-01-27 Открытое акционерное общество "Рязанский завод металлокерамических приборов" (ОАО "РЗМКП") System to prevent collision of vehicles moving in column
US8188908B2 (en) * 2010-01-29 2012-05-29 Amtech Systems, LLC System and method for measurement of distance to a tag by a modulated backscatter RFID reader
RU2584972C1 (en) * 2016-03-21 2016-05-20 Игорь Борисович Широков Method of measuring distance from measuring station to relay

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94037470A (en) * 1994-10-06 1996-09-10 НПП "Дальняя связь" Radar for measuring small ranges from object
WO2004059341A1 (en) * 2002-12-20 2004-07-15 Daimlerchrysler Ag Method for detecting environmental information and for determining the position of a parking space
RU2292564C2 (en) * 2004-10-18 2007-01-27 Открытое акционерное общество "Рязанский завод металлокерамических приборов" (ОАО "РЗМКП") System to prevent collision of vehicles moving in column
US8188908B2 (en) * 2010-01-29 2012-05-29 Amtech Systems, LLC System and method for measurement of distance to a tag by a modulated backscatter RFID reader
RU2584972C1 (en) * 2016-03-21 2016-05-20 Игорь Борисович Широков Method of measuring distance from measuring station to relay

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ФИНКЕЛЬШТЕЙН М.И. Основы радиолокации. Москва, Советское радио, 1973, с.85. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2793338C1 (en) * 2022-02-25 2023-03-31 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радиосвязь" Method and device for radar measurement of ground vehicle movement parameters relative to the underlying surface

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2874568A (en) Ultrasonic flowmeter
US2837738A (en) Passive range measuring device
Atayants et al. Precision FMCW short-range radar for industrial applications
US20220113173A1 (en) Non-invasive open channel flow meter
Rajkumar et al. Design and Development of DSP Interfaces and Algorithm for FMCW Radar Altimeter
US9134406B2 (en) Method and device for measuring a change in distance
RU2690842C1 (en) Contactless distance meter
RU2410650C2 (en) Method to measure level of material in reservoir
RU2504739C1 (en) Device for determining fluid level in container
WO1994017373A1 (en) Procedure for determining material flow rate
RU2611440C1 (en) Doppler ground velocity system
RU2686674C1 (en) Non-contact method for measuring distance traveled
RU2669016C2 (en) Doppler ground velocity meter
RU2504740C1 (en) Method of measurement of fluid level in container
RU2551260C1 (en) Non-contact radio-wave measurement method of liquid level in reservoir
RU2683578C1 (en) Method for measuring ground speed
RU107370U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING MOVEMENT PARAMETERS PURPOSES
RU2620774C1 (en) Method for measuring mass liquid medium flow rate
GB671661A (en) Improvements in or relating to distance-measuring systems employing electromagnetic waves
RU2492504C1 (en) Method of determining non-radial projection of target velocity vector
Kaminski et al. K-band FMCW radar module with interferometic capability for industrial applications
Doronin et al. Displacement measurement using a two-probe implementation of microwave interferometry
RU2659821C1 (en) Aircraft ground speed and the crab angle measuring device
US3271766A (en) Continuous wave fm radar
RU2650611C1 (en) Contactless radiowave method of measuring liquid level in reservoir