Светодальномер

 

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к СВЧ-фазовым светодальномерам. Целью изобретения является повышение точности и упрощение процесса измерения . Устройство содержит лазерный генератор 3, высокочастотный генератор 1 первой масштабной частоты, электрооптические модулятор 2 и демодулятор 8, фотоэлектронный умножитель 14, узкополосные фильтрьл 16-18, линейный усилитель 15 и фазометры 21-23. Кроме того, в устройство входят последовательно соединенные первый низкочастотный генератор 6 второй масштабной частоты, первый, второй и пятый фазокомпенсационные блоки 4,5,1,1, а также второй низкочастотный генератор 7, фазокомпенсационные блоки 9,10 и смесители 19, 20, 24, 25. с (С (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (111 (51) 5 G 01 С 3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 07.01,93. Бюл. Р 1 (21) 4013866/10 (22) 21.01.86 (71) Ереванский политехнический институт им. К.Маркса (72) P.À.Ìoâñåñÿí, А.А.Абрамян, Ф.В.Амбарцумян и А.Д.цекоян (56) Пащенков B,Ç. Фазовые методы измерения дальности. - И.: Недра, 1980, с. 174-178.

Справочник. геодезиста, под ред.

Большакова В.Д., — М., Недра, 1985, т.2, с. 36-37. (54) СВЕТОДАЛЬНОМЕР (57) Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к СВЧ-фазовым светодальномерам.

Целью нэобретения является повыпение точности н упрощение процесса измерения, Устройство содержит лазерный генератор 3, высокочастотный генератор 1 первой масштабной частоты, электрооптические модулятор 2 и демодулятор 8, фотоэлектронный умнозитель 14, узкополосные фильтрй 16-18, линейный усилитель 15 и фазометры

21-23. Кроме того, в устройство входят последовательно соединенные первый низкочастотный генератор 6 второй масштабной частоты, первый, второй и пятый фазокомпенсационные блоки 4,5, 11,. а также второй низкочастотный генератор 7, фаэокомпенсацион- Я ные блоки 9, 10 и смесителн 19, 20, 24, 25.

1445352

Изобретение относится к СВЧ-фазовым светодальномерам.

Целью изобретения является однозначное измерение дальности без пере5 строек и расчетов и повышение точности.

На чертеже изображена структур-, ная схема светодальномера. . Передающая часть светодальномера 1п содержит один высокочастотный генератор 1 первой масштабной частоты, вьмод которого подключен к резонатору электронно-оптического модулятора 2, связанного оптически с лазер- 15 ным генератором (лазером) 3.

В резонатор модулятора введены два других высокочастотных генератора колебаний второй и третйй масштабных частот от двух фазокомпенсацион- 2О ных блоков 4 и 5 однополосной моду-. ляции с нужным разносамн частот. На один вход первого блока подключен генератор высокой частоты 1 а на второй его вход - первый низкочастот- 25

Йый генератор 6 второй масштабной частоты. На один вход второго фазокомпенсационного блока 5 третьей масштабной частоты подключен выход первого фаэокомпенсационного блока 4, 30 а на другой его вход — второй низкочастотный генератор 7.

Приемная часть содержит электронно-оптический. демодулятор 8, на вход которого поступают модулированный отраженный сигнал и три опорных высокочастотньм колебаний с трех других фазокомпенсационньм.блоков 9, 10 и 11 однополосной модуляции.

Для формирования опорным колеба 4О ний первой масштабной частоты один вход третьего фазокомпенсационного блока 9 подключен к выходу генератора высокой частоты 1, другой его вход — к второму низкочастотному ге45 нератору 7 опорных колебаний.

Для формирования опорного колебания второй масштабной частоты один

-вход четвертого фазокомпенсационного блока 10 подключен к выходу первого фазокомпенсационного блока .4, 50 а другой - к выходу удвоителя 12 низкой частоты.

Для формирования опорных колебаний третьей масштабной частоты один вход пятого фаэокомпеисационного блока 11 подключен к выходу второго фазоком. пеисационного блока 5, а другойк выходу устроителя 13 низкой частоты.

На вьмоде электронно-оптического демодулятора 8 включен фотоэлектронный умножитель 14, линейный усилитель 15, на вьмоде которого имеются три полосовых узкополосных фильтра

16-18. Причем, с целью достижения высокой точности измерений., выход первого фильтра 16 подключен непосредственно к входу первого фазометра, а с целью расширения предела однозначного измерения дальности выходы первого 16 и второго 17 фильтров подключены к первому вспомогательному смесителю !9,, а выходы второго и третьего фильтров 17, 18 подключены к второму вспомогательному смесителю 20 для формирования сигналов одинаковой частоты на входах всех трех счетчиков.

Для получения одинаковых входных частот фазометров 21, 22 и 23 на входы фазометров 22 и 23 подаются когерентные колебания от двух вспомогательных смесителей 24 и 25, Вход первого смесителя 24 подключен к выходу второго низкочастотного генератора 7 масштабных частот и к вьиоду удвоителя 12,, а вход второго смесителя 25 подключен к выходу третьего удвоителя 12 масштабньк частот и к выходу утроителя 13.

Для достижения непосредственного визуального отсчета однозначной дальности и с требуемой точностью, выраженной в десятичной цифровой форме на выходе, в качестве фазометров использованы три быстродействующих трехраэрядных цифровых счетчика 2123.

Светодальномер работает следующим образом . (На вход электронно-оптического модулятора 2, через который пропускается оптический луч лазера 3, одновременно поступают высокочастотные колебания трех масштабных частот от генератора 1 первой масштабной час тоты и от двух фазокомпенсационных блоков 4 и 5 однополосной модуляции, формирующих колебания второй и третьей масштабных частот с нужным разносом частот.

Для формирования второй масштабной частоты фазокомпенсационным методом на один вход первого фаэокомпенсационного блока 4 подаются колебания высокочастотного генератора 1, а на

Светодальномер, содержащий лазерный генератор, высокочастотный генератор первой масштабной частоты, электронно-оптические модулятор и демодулятор, фотоэлектронный умножитель, узкополосный фильтр, линейный усилитель и фазометр, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности измерений, в него введены последовательно соединенные первый низкочастотный генератор второй масштабной частоты,первый фазокомпенсационный блок, второй фазокомпенсационный блок и пятый фазокомпенсационный блок, вьмод которого подключен к электронно-оптическому демодулятору, последовательно соединенные второй низкочастотный генератор и третий фазокомпенсацион- . ный блок, выход которого подключен к электронно-оптическому демодулятору, последовательно соединенные удвоитель низкой частоты и четвертый фазокомпенсационный блок, выход

3

14453 второй вход — колебания низкочастотного генератора 6.

Для формирования третьей масштабной частоты этим же методом на один вход второго фазокомпенсационного бло

5 ка 5 подаются высокочастотные колебания с выхода первого блока 4, а на другой его вход — низкочастотные колебания генератора 7.

1а

Колебания масштабных частот,введенные в резонатор модулятора, иодулируют световой лазерный луч и после отражения от объекта поступают на вход электронно-оптического демоду лятора 8. Для осуществления преобразования масштабных частот в промежу-. точную частоту в резонатор электронно-оптического демодулятора введены три опорньм высокочастотных коле бания от трех других фазокомпенсациоиных блоков 9, 10 и 11 с нужньз4 разносом частот. Третий фаэокомпенсационный блок 9 подключен к генератору высокой частоты 1 и второму генера- 25 тору 7 низкой частоты. На вьмоде этого блока формируется однополосныйсигйал, частота которого равна сумме частот этих двух генераторов.Четвертый фазокомпенсационный блок 10 подключен к выходу первого фазокомпенсационного блока 4 и к удвоителю 12 частот, на выходе этого блока формируется однополосный сигнал, частота которого равна сумме частот этих двух колебаний.

Пятый фазокомпенсационный блок 11, подключенный к выходу второго фазокомпенсационного блока 15 и к утроителю 13 низкой частоты, на выходе формирует однополосный сигнал, частота которого равна сумме частот этих двух колебаний.

После преобразования масштабньм частот в электронно-оптическом демо4с дуляторе 8 оптический луч поступает на фотоэлектронный умножитель 14,После преобразования в электрические ко. лебания и усиления в линейном усилителе 15 сигналы поступают на три

50 узкополосньм полосовьм фильтра 16-18, каждый из которых несет информацию . о задержке фазы на трассе на своей частоте. Однако на этих частотах очень малый предел однозначного измерения дальности. Для расширения этого предела в схему светодальномера.введены два дополнительных смесителя 19 и 20, каждый из которых

52

4 формирует разностную частоту между первым и вторым и между вторым и третьим каналами соответственно. Далее этн колебания разностных частот поступают на вход второго и третьего фазометров. С целью получения высокой точности измерения дальности колебания с выхода первого фильтра des преобразования поступают непосредственно на вход первого фазометра.

Для формирования опорных колебаний для фазометров использованы те же источники низкочастотных колебаний — генераторы 7, 12 и 13. Для приведения частот сигнальных и опорных колебаний на входах всех фаэометров к одной частоте в цепи опорных колебаний второго и третьего счетчиков введены еще два дополнительньм смесителя 24 и 25, .на выходах которых формируются колебания разностньм частот первого 7 и второго 12, а также второго 12 и третьего 13 генераторов низких частот, В результате этого частоты сигнальньм и опорньм колебаний, поступающих на входы всех трех счетчиков, оказываются равными, что позволяет унифицировать счетчики и по их показаниям в цифрах произвести отсчет однозначной дальности .с высокой точностью

Формула изобретения г

I)

li l I

)I

Составитель В.Назаров

Редактор И.Васипьева Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Тираж Подписное

ВНЯИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

3$3p35, Москва, Ж-35, Раушская наб.1 д. 4/5

Заказ 1084

ЮЮ ВМ Ь Ю Ф ФЮЙВЮ ФВ

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1445352 6 которого подключен к электронно-опти- компенсационных блоков соединены с ческому демодулятору, последователь- электронно-оптичесКим модулятором,выно соединенные утроитель низкой час-. ход второго низкочастотного генератоты четвертый вспомогательный сме- тора соединен с входом второго фазоЭ 5 ситель и третий фазометр, последова- компенсационного блока, входом третельно соединенные третий. вспомо- . тьего вспомогательного смесителя, гательный смеситель и второй фаэо- входом первого фаэометра, через утрометр, последовательно соединенные пер- итель частоты с входом пятого фазовый узкополосный и первый фаэометр, ð компенсационного блока и через удвторой узкополосный фильтр, третий воитель частоты — с входом третьего узкополосный фильтр, первый вспомо- и четвертого вспомогательных смесигательный смеситель, второй вспомо- телей, выход. линейного усилителя гательный смеситель, выход высоко- подключен к входам первого, второго частотного генератора первой масштаб- )g и третьего узкополосных фильтров, перной частоты соединен с входом третье- вый и второй узкополосный фильтр

ro фаэокомпенсационного блока и вхо- через первый вспомогательный смедом первого фазокомпенсационного бло- ситель соединены с вторым фазометром, ка, выход которого соединен с элект- а третий и второй узкополосные фильтронно-оптическим модулятором и вхо - 2О ры соединены через. второй вспомогадом четвертого фаэокомпенсационного тельный смеситель с третьим фаэоблока, выходы второго и первого фазо- метром.