SU1661572A1 - Устройство дл измерени дальности и скорости объектов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области измерительной техники, а именно к оптической локации, и может быть использовано дл  измерени  дальности и скорости объектов в авиации и других област х науки и техники. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  дальности и скорости объектов. Устройство содержит последовательно расположенные одночастотный лазер 1, ответвитель 2, модул тор 3 частоты излучени , отражатель 16, полупрозрачное зеркало 15, св занное с ответвителем 2, фотоприемник 7, усилитель 8, смеситель 9, согласованный фильтр 10, пороговый блок 11 и вычислительный блок 12, а также ключ 13, опорный генератор 6 и последовательно соединенные генератор 5 импульсов и генератор 4 линейно-частотно-модулированного сигнала с треугольным законом модул ции, выход которого соединен с управл ющим входом модул тора 3 частоты излучени . Устройство содержит триггер 14, выход ключа 13 соединен со вторым входом смесител  9, первый вход - с выходом опорного генератора 6 и входами синхронизации генератора 5 импульсов и генератора 4 линейно-частотно-модулированного сигнала, а второй вход - с пр мым выходом триггера 14, R-вход которого соединен с выходом генератора 5 импульсов и вторым входом вычислительного блока 12, C-вход - с выходом порогового блока 11, D-вход - с инвертирующим входом триггера. 2 ил.

Description

16

о

Os

а

СП XI

го

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к оптической локации , и может быть использовано дл  измерени  дальности и скорости объектов в авиации и других област х науки и техники.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  дальности и скорости объектов.

На фиг.1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг,2 - временные диаграммы , по сн ющие его работу.

Устройство содержит одночастотный лазер 1, ответвитель 2, модул тор 3 частоты излучени , генератор 4 линейно-частотно- модулированного (Л ЧМ) сигнала с треуголь- ным законом модул ции, генератор 5 импульсов, опорный генератор 6, фотоприемник 1, усилитель 8, смеситель 9, согласованный фильтр 10, пороговый блок 11, вычислительный блок 12, ключ 13, триггер 14, полупрозрачное зеркало 15 и отражатель 16,

Устройство работает следующим образом .

Генератор импульсов 5 запускает блок 4, который формирует один период ЛЧМ- сигнала с треугольным законом модул ции (фиг.2а). Этот сигнал поступает на модул тор 3 частоты излучени  лазера 1 и на дистанцию посылаетс  частотно-модулированное излучение, которое, отража сь от движущегос  объекта 16, проходит через полупрозрачное зеркало 15 и попадает на фотоприемник 7, где смешиваетс  с немодулированным излучением лазера, поступающим от ответви- тел  2. При этом на выходе фотоприемника 7 в результате фотогетеродинировани  выдел етс  частотно-модулированный радиосигнал , задержанный относительно модулирующего на врем  распространени  до цели и обратно и имеющий доплеровский сдвиг частоты.

После усилени  усилителем 8 прин тый частотно-модулированный сигнал поступает на вход смесител  9 и после преобразовани  в смесителе на вход согласованного фильтра 10, на выходе которого формируетс  короткий радиоимпульс. Пороговый блок 11регистрирует сигнал с согласованного фильтра 10 и формирует на выходе стандартный импульс Јфиг.2в), который подаетс  в вычислительный блок 12. 8 смесителе 9 ЛЧМ-сигнал с противоположной крутизной перестройки частоты в каждом полупериоде модул ции (фиг,2а) преобразуетс  в ЛЧМ- сигнал с одинаковой крутизной перестройки в обоих полупериодах (фиг,26). Это осуществл етс  следующим образом.

Запускающий импульс с генератора 5 поступает на R-вход трм:гера 14 и устанавливает его в состо ние логического О. С выхода триггера 14 уровень логического О

подаетс  на управл ющий вход ключа 13 и закрывает его. Гармонический сигнал с опорного генератора 6 не поступает на вход смесител  9, При этом на выход смесител  9 проходит без искажений сигнал, поступа0 ющий на его второй вход с выхода усилител  8, На выходе согласованного фильтра 10 формируетс  короткий радиоимпульс. Фильтр 10 согласован с. первым полупериодом модулирующего сигнала. Пороговый

5 блок 11 формирует стандартный импульс (фиг.2в), который поступает на С-вход триггера 14, и переключает его в состо ние логической 1. Ключ 13 открываетс  и гармонический сигнал с опорного генерато0 ра 6 поступает на гетеродинный вход смесител  9, на выходе которого по вл етс  разностна  частота сигнала гетеродина и сигнала с выхода усилител  8 (фиг.26).

Опорный генератор 6 дл  обеспечени 

5 высокой точности измерений представл ет собой высокостабильный кварцевый генератор , частота которого равна удвоенной центральной частоте согласованного фильтра 10, что необходимо дл  обеспечени  сим0 матричного преобразовани  второго полупериода ЛЧМ-сигнала относительно первого. Таким образом, второй полупериод ЛЧМ-сигналэ после преобразовани  в смесителе 9 имеет ту же крутизну пере5 стройки частоты, что и первый, и после прохождени  фильтра 10 дает на его выходе короткий радиоимпульс, регистрируемый блоком 11 (фиг.26). Импульс с блока 11 переключает триггер 14 в состо ние логиче0 ского О и устройство готово к приему следующего ЛЧМ-сигнала с дистанции. Вычислительный блок 12, запускаемый з счетный режим импульсом с генератора 5, определ ет временное положение импульсов на выходе порогового устройства i 1, возникающих з первом и втором полупери- одах ЛЧМ-сигнала. Дальность определ етс  по величине средней задержки обоих импульсов, а скорость - по разности этих задержек (на фиг.2б штриховой линией показан сигнал, отраженный от неподвижного

0 объекта).

Сигнал с выхода генератора 6 подаетс  на вход синхронизации генератора ЛЧМ- сигнала 4, где используетс  как опорный в цепи фазовой автоподстройки линейности

5 закона модул ции. Таким образом, фаза модулирующего сигнала жестко .св зана с фазой опорного генератора б, что исключает ошибки, равные периоду опорного генератора , в определении временного положени  отклика с фильтра 10, обусловленные преобразованием в смесителе 9 второго полупериода ЛЧМ-сигнала. Синхронизаци  опорного генератора 6 v. генератора 5 импульсов обеспечивает синфазность запуска модулирующего сигнала и начала периода автоподстройки.

Пределы измерени  скоростей определ ютс  диапазоном перестройки ЛЧМ-сигнала . Чтобы пределы измерени  положительных и отрицательных скоростей были одинаковы, необходимо обеспечить симметричность ЛЧМ-сигнала относительно полосы фильтра.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  дальности и скорости объектов, содержащее последовательно расположенные одночастотный лазер , ответвитель, модул тор частоты излучени , отражатель, полупрозрачное зеркало, св занное с ответзителем, фотоприемчмк , усилитель, смеситель, согласованный фильтр, пороговый блок и вычислительный блок, ключ, опорный генератор и последовательно соединенные генератор

   импульсов и генератор линейно-частотно- медулированкого сигнала, выход которого соединен с управл ющим входом модул тора частоты излучени , отличающеес  тем. что, с целью повышени  точности за

   счет уменьшени  инструментальных погрешностей согласованной фильтрации, в него введен триггер, выход ключа соединен с вторым входом смесител , первый вход - с выходом опорного генератора и входами

   синхронизации генератора импульсов и генератора линейно-частотно-модулированного сигнала, а второй вход - с пр мым выходом триггера, R-вход которого соединен с выходом геиэратора импульсов и вторым входом вычислительного блока, С-вход - с выходом порогового блока, а D-зход - с инвертирующим выходом триггера.

   а