Частотно-модулированный радиодальномер

 

1. ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЬЙ РАДИОДАЛЬНОМЕР, содержащий последовательно соединенные генератор быстрой модуляции, СВЧ-генератор, ответвитепь , антенный блок, смеситель, второй вход которого подключен к второму выходу ответвителя, усилитель. счетчик и индикатор, а также генератор медленной модуляции, выход которого подключен к второму входу СВЧгенератора , отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения пределов измерения в него введены грубый измеритель, сигнальньй вход которого подключен к выходу усилителя, и синхронизатор, причем первый вход генератора медленной модуляции подключен к выходу грубого измерителя, а второй вход генератора медленной модуляции, первый и второй управляющие входы грубого измерителя и второй вход счетчика соединены соответственно с первым, вторым , третьим и четвертым выходами (Л синхронизатора, вход которого соединен с вторьм выходом генератора быстрой модуляции, а третий вход счетчика подключен к третьему выходу синхронизатора .

(192 0 >2

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) С 01 S 13/08

ОПИСАНИЕ. ИЗОБРЕТЕНИЯ Ы

i М ; "ляг груд

Н АВТОРСНОЬЮ СВИДЕ ПУЛЬС ПЗУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3586869/24-09 (22) 03.05.83 (46) 23.02.85. Бюл. 9 7 (72) Б.В.Кагаленко и В.П.Мещеряков (71) Рязанский радиотехнический институт (53) 621.396.96(088.8) (56) 1. Сосновский А.A. Хаймович И.А. Авиационная радионавигация.

М., "Транспорт", 1976.

2. Кагаленко Б.В., Марфин В.П., Мещеряков В.П. Частотный дальномер повышенной точности. — "Измерительная техника", 1981, У 11.

i (54) (57) 1. ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫЙ

РАДИОДАЛЬНОМЕР, содержащий последовательно соединенные генератор быст. рой модуляции, СВЧ-генератор, ответвитель, антенный блок, смеситель, второй вход которого подключен к второму выходу ответвителя, усилитель, счетчик и индикатор, а также генератор медленной модуляции, выход которого подключен к второму входу СВЧгенератора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения пределов измерения, в него введены грубый измеритель, сигнальный вход которого подключен к выходу усилителя, и синхронизатор, причем первый вход генератора медленной модуляции подключен к выходу грубого измерителя, а второй вход генератора медленной модуляции, первый и второй управляющие входы грубого измерителя и второй вход счетчика соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым выходами синхронизатора, вход которого соединен с вторьм выходом генератора быстрой модуляции, а третий вход счетчию Эъ ка подключен к третьему выходу синхронизатора.

1141

2. Радиодальномер по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что генератор медленной модуляции содержит последовательно соединенные задающий генератор медленной модуляции и управляемый аттенюатор, выход которого явля-.

354 ется выходом генератора медленной модуляции, а второй вход управляемого аттенюатора и вход задающего генератора медленной модуляции являются первым и вторым входами генератора медленной модуляции соответственно.

Устройство относится к .радиотехни ке и может, быть использовано для измерения расстояния до поверхности жидких, твердых или сыпучих материа- . лов. 5

Известен радиодальномер с частотно-модулированным сигналом, содержащий генератор частоты модуляции, передатчик, антенну, смеситель, усили« тель низкой частоты и индикатор «13.

Однако устройство не обеспечивает требуемой точности измерений.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является. частотно-модулированный радиодальномер, содержащий последовательно соединен- . ные генератор быстрой модуляции, СВЧ-генератор, ответвитель, антенный блок, смеситель, второй вход котораго подключен к второму выходу ответвителя усилитель, счетчик и индикатор, а также генератор медленной модуляции, выход которого подключен к второму входу СВЧ-генератора !23.

Однако известное устройство не обеспечивает требуемой точности измерений и максимапьно возможных пределов измерения.

Цель изобретения — повышение точности и расширение пределов измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в частотно-модулированный . радиодальномер, содержащий последовательно соединенные генератор быст- 35 рой модуляции, СВЧ-генератор, ответвитель, антенный блок, смеситель, второй вход которого подключен к второму выходу ответвителя, усилитель, "счетчик и индикатор, а также генера- 40 тор медленной модуляции, выход которого подключен к второму входу СВЧгенератора, введены грубьй измеритель, сигнальный вход которого под/ ключен к выходу усилителя, и синхронизатор, причем первый вход генератора медленной модуляции подключен к выходу грубого измерителя, а второй вход генератора медленной модуляции, первый и второй управляющие входы грубого измерителя и второй вход счетчика соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым выходами синхронизатора, вход которого соединен с вторым выходом генератора быстрой модуляции, третий вход счетчика подключен к третьему выходу синхронизатора.

Генератор медленной модуляции содержит последовательно соединенные задающий генератор медленной модуляции-и управляемый аттенюатор, выход которого является выходом генератора медленной модуляции, а второй вход

I управляемого аттенюатора и вход задающего генератора медленной модуляции являются первым и вторым входами генератора медленной модуляции соответственно.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема частотно-модулированного радиодальномера; на фиг.2— графики, поясняющие его работу.

Частотно-модулированный радиодальномер содержит СВЧ-генератор 1, генератор 2 быстрой модуляции, генератор 3 медленной модуляции, ответвитель 4, антенный блок 5, смеситель

6, усилитель 7, счетчик &, грубый измеритель 9, синхронизатор 10 и индикатор 11, а генератор 3 медленной модуляции содержит задающий генератор 12 медленной модуляции и управляемый аттенюатор 13.

Частотно-модулированный радиодальномер (фиг.1) работает следующим образом.

3 11413

Частотно-модулированные (ЧМ) колебания с СВЧ-генератора 1 через ответвитель 4 поступают на антенный блок 5 и излучаются в направлении объекта. Отраженный сигнал принимается антенным блоком 5 и подается на смеситель 6, куда через ответвитель

4 поступает и часть мощности с СВЧгенератора 1. Сигнал биений с выхода смесителя 6 усиливается усилителем 7 и подается для дальнейшей обработки на сигнальный вход грубого измерителя

9 и вход счетчика 8. Грубый измери- тель 9 кроме сигнального входа имеет два управляющих входа — "Установка нуля" и "Разрешение счета" — подключенные к соответствующим выходам синхронизатора 10. Последний служит для управления работой грубого измерителя 9, задающего генератора 12 медлен-2О ной модуляции и счетчика 8. В качест- ве тактовой частоты используется частота быстрой модуляции, которая поступает на вход синхронизатора 10 с генератора 2 быстрой модуляции. Гру бый измеритель выполнен на основе счетчика импульсов.

В исходном состоянии перед началом измерения в грубом измерителе 9 и счетчике 8 сохраняется некоторое чис-ЗО ло, оставшееся от предыдущего измерения. Задающий генератор 12 медленной модуляции в исходном состоянии и на этапе грубого измерения не работает, и на его выходе сигнал .равен нулю.

СВЧ-генератор 1 модулируется в это .35 время только сигналом с генератора 2 быстрой модуляции.

В начале цикла измерения в момент времени t (фиг.2а) на вход Установ-4О ка нуля" грубого измерителя 9 и второй вход счетчика 8 с синхронизатора t0 приходит импульс "Сброс" и обнуляет их. После окончания импульса

"Сброс" в момент. времени t на вход

"Разрешение счета" грубого измерителя

9 приходит команда "Разрешение грубого счета" (фиг.2б)„ длительность которой t -t равна одному периоду, быстрой модуляции. Грубый измеритель

9 считает число импульсов сигнала, 50 биений на этом интервале, т.е. фнхсирует грубую дальность до объекта.

Результат счета сохраняется до конца цикла измерения. В соответствии с измереннои дальностью изменяется ос5

54 4 лабление управляемого аттенюатора 13 таким образом, чтобы диапазон медленного изменения частоты d"f СВЧ-генератора 1 был обратно пропорционален дальности R

Сyo

47К к с T где 0=3-10 м/с ч = 2 1т м

Т вЂ” интервал усреднения по времени

Т„- период быстрой модуляции.

После окончания грубого измерения и установления требуемого ослабления управляемого аттенюатора 13 в момент времени t сигналом с, синхронизатора

10 запускается задающий генератор 12 медленной модуляции, который на интервале t<-t< вырабатывает сигнал заданной формы и амплитуды. Длительность интервала t --t заранее известна и кратна целому числу периодов быстрой модуляции.

Пояснякицие графики на фиг.2 приведены для линейной медленной модуляции (фиг.2г), при этом сигнал запуска задающего генератора 12 медленной модуляции представляет собой прямоугольный строб (фиг.2в).

Ослабленный до нужной величины управляемым аттенюатором 13 сигнал медленной модуляции поступает на второй вход СВЧ-генератора 1 и осуществляет дополнительную медленную модуляцию частоты передатчика.

Одновременно с запуском задающего генератора t2 медленной модуляции по команде "Разрешение точного счета" (фиг ° 2д) начинает работать счетчик 8, который считает все импульсы в сигнале биений на интервале t -t+ . Результат счета, пропорциональйый измеряемой дальности, поступает на индикатор 11.

Сравнительный анализ показывает, что введение грубого измерителя и синхронизатора, а также выполнение генератора медленной модуляции в виде последовательно соединенных задающего генератора медленной модуляции и управляемого аттенюатора, позволяет значительно повысить пределы измерений дальности при заданной погрешности, либо при фиксированном.диапазоне измерения существенно уйеньшать погрешность измерения °

1141354

Фиг. 1 z Ь

Фу

11цщЩц Заказ 491/34 Тираж 748 Подписное тент, r.Ужгород, ул.Проектная, 4