Радиодальномер

 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиодальномерных системах ближней навигации и посадки. Цель изобретения - повышение надежности измерения дальности при маневрировании самолета. Радиодальномер содержит генератор 1 запросных импульсов, блок 2 управления, цифровой измеритель 3 дальности, блоки 4, 6 и 8 управления обменом информацией, регистр 5 признака, блок 7 коммутации, приемник 9, элементы И 10 и 14, элемент ИЛИ 11, триггер 12, блоки задержки 13 и 16, передатчик 15, антенный переключатель 16, вычислительный блок 19, N-приемопередающих антенн 20 и управляемый коммутатор 17. Цифровой измеритель 3 дальности содержит элемент И 22, счетчик 22, триггер 24 и генератор 21 тактовых импульсов. Поставленная цель достигается за счет параллельного измерения дальности до маяка через разные антенны из числа антенн, с которыми может работать радиодальномер. Это позволяет измерять дальность до маяка без срывов слежения за дальностью, если ответный сигнал маяка принимается хотя бы на одну антенну. 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиодальномерных системах ближней навигации и посадки. Цель изобретения повышение надежности измерения дальности при маневрировании самолета. На фиг.1 дана структурная схема предлагаемого радиодальномера; на фиг.2 временные диаграммы работы предлагаемого радиодальномера. Радиодальномер содержит последовательно соединенные генератор 1 запросных импульсов и блок 2 управления, последовательно соединенные цифровой измеритель 3 дальности и первый блок 4 управления обменом информации (БУОИ), последовательно соединенные регистр 5 признака и второй БУОИ 6, последовательно соединенные блок 7 коммутации и третий БУОИ 8, последовательно соединенные приемник 9, первый момент И 10, элемент ИЛИ 11 и триггер 12, последовательно соединенные первый блок 13 задержки, второй элемент И 14, передатчик 15, антенный переключатель 16 и управляемый коммутатор 17, второй блок 18 задержки, вычислительный блок 19, а также N приемопередающих антенн 201-20N. Первый вход регистра 5 признака является входом сигнала "ПРИЗНАК МАЯКА". Второй вход регистра 5 признака и вход управления управляемого коммутатора 17 подключены к первому выходу блока 2 управления, вход управления второго БУОИ 6, другой вход элемента ИЛИ 11 и вход первого блока 13 задержки подключены к выходу генератора 1 запросных импульсов. Другой вход второго элемента И 14 подключен к второму выходу блока 2 управления. Вход-выход второго БУОИ 6, вторые входы-выходы первого 4 и третьего 8 БУОИ и второй вход блока 2 управления подключены к входу-выходу вычислительного блока 19. Вход управления первого БУОИ 4 подключен к выходу первого элемента И 10. Входы ЗАПУСК и ОСТАНОВ цифрового измерителя 3 дальности подключены к выходу второго элемента И 14 и выходу элемента ИЛИ 11 соответственно, выход цифрового измерителя 3 к входу установки триггера 12. Выход последнего соединен с другим входом первого элемента И 10. Вход второго блока 18 задержки подключен к выходу третьего БУОИ 8, вход управления которого связан с выходом второго блока 18 задержки. Вход управления блока коммутации подключен к выходу третьего БУОИ 8, вход и выход блока 7 к выходу и входу автоматической регулировки усиления приемника 9 соответственно. Вход приемника 9 подключен к выходу антенного переключателя 16. Входы-выходы приемопередающих антенн 201-20N подключены к соответствующим N входам-выходам управляемого коммутатора 17. Выход вычислительного блока 19 является выходом радиодальномера. Цифровой измеритель 3 дальности может быть выполнен, как показано на фиг.1. Он содержит последовательно соединенные генератор 21 тактовых импульсов (ТИ), элемент И 22 и счетчик 23, входы и выходы которого подключены к входу-выходу цифрового измерителя дальности 3, а также триггер 24, причем входы установки и сброса триггера 24 подключены к входам ЗАПУСК и ОСТАНОВ цифрового измерителя 3 соответственно. Выход триггера 24 подключен к другому входу элемента И 22, а выход переполнения счетчика 23 к выходу цифрового измерителя 3 дальности. Радиодальномер работает следующим образом. Импульс с выхода генератора 1 запросных импульсов является импульсом начала цикла (фиг.2,а). Он поступает на первый вход блока 2 управления и изменяет код на первом его выходе. Код на выходе блока 2 изменяется от 1 до N, где число N число приемопередающих антенн, с которыми может работать радиодальномер, и определяет номер антенных 20k, через которую в данном цикле измерения осуществляется связь с маяком. Этот код поступает с первого выхода блока 2 управления на второй вход регистра 5 признака и на вход управления управляемого коммутатора 17, который по этому подключает к выходу передатчика 15 и входу приемника 9 приемопередающую антенну 20k. Кроме того, импульс с выхода генератора 1 запросных импульсов поступает на вход первого блока 13 задержки и вход управления второго БУОИ 6, а также проходит через элемент ИЛИ 11 на вход сброса триггера 12. При поступлении импульса на вход управления второго БУОИ 6 он инициирует ввод в вычислительный блок 19 информации о признаке маяка и номере антенны 20, которая уже установлена к этому времени на его втором входе, так как организация обмена требует времени большего, чем срабатывание триггера 12. После этого начинает функционировать подпрограмма подготовки радиодальномера к работе с заданным маяком через заданную антенну 20k. При необходимости временная задержка может быть специально включена в процедуру обмена информации через второй БУОИ 6. Во время работы подпрограммы подготовки радиодальномера из вычислительного блока 19 через первый БУОИ 4 в счетчик 23 цифрового измерителя 3 дальности вводится значение временной задержки ответных импульсов наземного маяка в дополнительном коде, через третий БУОИ 8 в приемник 9 вводится информация об АРУ для данного маяка при работе с использованием данной антенны 20k. Передача кода АРУ осуществляется следующим образом. На шине вычислительного блока 19 выставляется адрес, присвоенный третьему БУОИ 8. Этот адрес декодируется в третьем БУОИ 8 и на его выходе появляется сигнал, который переключает блок 7 коммутации на передачу информации из третьего БУОИ 8 в приемник 9. Этот же сигнал поступает на вход второго блока 18 задержки. После этого из блока 19 передается код АРУ в приемник 9. Затем информация о мощности входного сигнала от данного маяка при работе с использованием данной антенны 20k, которая однозначно определяется кодом АРУ, передается в блок 2 управления. Для этого на шине вычислительного блока 19 выставляется адрес, присвоенный блоку 2 управления, а затем передается требуемая информация. Если мощность входного сигнала на выбранной антенне 20k превышает заданное пороговое значение, то на втором выходе блока 2 управления устанавливается сигнал, который разрешает прохождение импульсов через второй элемент И 14 (фиг.2,б). Благодаря наличию первого блока 13 задержки импульс на выходе последнего появляется через время , которое задается так, чтобы к этому моменту закончилось функционирование подпрограммы, подготовки радиодальномера к работе с назначенным маяком с использованием выбранной антенны 20k (фиг. 2,в). Если второй элемент И 14 открыт сигналом с второго выхода блока 2 управления, то импульс с выхода первого блока 13 задержки поступает на вход передатчика 15 (фиг.2,г) и вызывает формирование запросного сигнала, который излучается через антенну 20k (фиг.2,д). Если второй элемент И 14 заперт, то формирования запросного сигнала не происходит. Это исключает излучение заведомо бесполезных запросных сигналов, которые могут мешать работе других радиодальномеров и загружать маяк, при недостаточной для измерения дальности мощности ответных сигналов маяка на заданной антенне 20. В этом случае в данном цикле производится только измерение мощности входного сигнала от данного маяка на антенне 20k. Одновременно с запуском передатчика 15 импульс с выхода второго элемента И 14 запускает цифровой измеритель 3 дальности, устанавливая триггер 24 в состояние логической "1". При этом разрешается прохождение тактовых импульсов с генератора 21 ТИ через элемент И 22 на счетчик 23. При отработке начальной задержки счетчик 23 переполняется и на выходе цифрового измерителя 3 дальности появляется импульс (фиг.2,е), который поступает на вход установки триггера 12 и устанавливает на его выходе состояние логической "1" (фиг.2, ж). Логическая "1" с выхода триггера 12 поступает на вход первого элемента И 10 и разрешает прохождение через него импульсов с выхода приемника 9. В момент переполнения счетчика 23 он обнуляется и продолжает подсчет тактовых импульсов до прихода ответного сигнала. Ответный сигнал (фиг.2,з), обрабатывается в приемнике 9 (фиг.2,и) и останавливает измерение в цифровом измерителе 3 дальности, сбрасывая триггеры 24 и триггер 12 и прекращая тем самым прохождение импульсов с выхода приемника 9 через элемент И 10. Если ответного импульса не оказывается, то окончание измерения в цифровом измерителе 3 дальности и сброс триггера 12 осуществляется или первым по времени после отработки начальной задержки в цифровом измерителе 3 дальности импульсом с выхода приемника 9 или очередным импульсом с выхода генератора 1 запросных импульсов. Строб слежения организуется программно, длительность его выбирается исходя из требований помехоустойчивости радиодальномера и обеспечения необходимых скоростей полета самолета. При наличии ответного сигнала (фиг. 2,и), он также поступает на вход управления первого БУОИ 4 и инициирует ввод в вычислительный блок 19 через первый БУОИ 4 значения кода дальности измеренного в данном цикле зондирования. Время задержки в блоке 18 задается больше времени измерения максимальной дальности, но менее минимального интервала времени между импульсами на выходе генератора 1. При появлении импульса на выходе блока 18 третий БУОИ 8 инициирует ввод в блок 19 информации об АРУ при работе с выбранной антенной 20k из приемника 9. После этого в вычислительном блоке 19 производится вычисление скорректированного значения временного положения строба слежения, который определяет выходные данные о дальности. Если в данном цикле зондирования новый код дальности не поступает или не годится для обработки, то коррекция производится по скорости изменения предыдущих измерений дальности. При следующем сеансе связи с данным маяком через данную антенну 20k экстраполированное на этот момент значение временного положения строба слежения будет через первый БУОИ 4 в дополнительном коде введено в цифровой измеритель 3 дальности из вычислительного блока 19 до момента излучения запросного сигнала на назначенный маяк, как это описано выше. При работе с одним маяком информация о номере маяка не меняется, поэтому в следующем цикле измерения связь с маяком осуществляется через антенну 20k+1, и т.д. т.е. с использованием всех антенн 20. При одновременной работе с несколькими маяками частота импульсов на выходе генератора 1 по отношению к частоте смены маяков должна быть задана такой, чтобы при работе с одним маяком успеть осуществить связь с этим маяком через все антенны 20 не менее одного раза. Таким образом радиодальномер осуществляет непрерывное слежение за мощностью входных сигналов от заданного маяка на разные антенны 20 и одновременно осуществляет слежение за дальностью до этого маяка, используя все антенны 20, на которых сигнал, принимаемый от этого маяка, имеет мощность, при которой обеспечивается измерение дальности. Это обеспечивает непрерывное слежение за дальностью при маневрах самолета, в результате которых изменяется мощность сигналов маяка, принимаемых на разных антеннах, если хотя бы на одну антенну 20 принимается сигнал от этого маяка с достаточной для измерения дальности мощностью. В случае необходимости поддерживать частоту посылок запросного сигнала на уровне, не превышающем некоторого заданного значения, радиодальномер может работать следующим образом. Вычислительный блок 19 выделяет номера к и м, соответствующие антеннам 20k и 20м, на которые принимаются входной сигнал от маяка с наибольшими мощностями, а также вычисляет модуль разности между мощностями входного сигнала от маяка на этих антеннах. Мощность входного сигнала определяется по напряжению АРУ приемника 9. Эта информация передается из вычислительного блока 19 в блок 2 управления во время работы подпрограммы подготовки радиодальномера к работе. Причем информация о номере антенны, на которую принимается входной сигнал с наибольшей мощностью, номере другой антенны и модуле разности между мощностями входного сигнала на этих антеннах передается по определенным фиксированным адресам. Блок 2 управления обрабатывает полученную информацию и формирует на своем втором выходе сигнал, разрешающий формирование запросного сигнала только один раз за цикл работы со всеми N антеннами 20. Причем формирование запросного сигнала разрешается только при работе или с антенной 20k или с антенной 20м. При этом отношение частот излучения запросного сигнала через антенну 20к к частоте излучения запросного сигнала через антенну 20 м определяется разностью мощностей входных сигналов на этих антеннах 20к,м. В остальном радиодальномер работает также, как описано выше. Таким образом в этом случае обеспечивается постоянная частота излучения запросного сигнала независимо от совокупности мощностей входного сигнала, принимаемого всеми антеннами 20. При этом частота излучения запросных сигналов с использованием антенны 20, на которую принимается входной сигнал с максимальной мощностью, может регулироваться от максимально допустимой частоты посылок запросного сигнала до половины от этого максимального значения в зависимости от мощности входного сигнала на другой антенне 20, на которую принимается входной сигнал с максимальной мощностью из всех других антенн 20. Таким образом, радиодальномер обеспечивает параллельное измерение дальности через разные антенны из числа антенн, с которыми может работать радиодальномер. Это позволяет измерять дальность до маяка без срывов слежения за дальностью, если ответный сигнал маяка принимается хотя на одну антенну, что позволяет осуществлять криволинейные заходы на посадку без увеличения числа комплектов радиодальномеров на борту.

Формула изобретения

Радиодальномер, содержащий последовательно соединенные генератор запросных импульсов в первый блок задержки, передатчик, последовательно соединенные антенный переключатель, приемник, первый элемент И, элемент ИЛИ и триггер, выход которого подключен к другому входу первого элемента И, последовательно соединенные цифровой измеритель дальности и первый блок управления обменом информацией, последовательно соединенные регистр признака и второй блок управления обменом информацией, последовательно соединенные блок коммутации и третий блок управления обменом информацией, вычислительный блок, второй блок задержки, выход передатчика подключен к входу антенного переключателя, вход управления первого блока управления обменом информацией подключен к выходу первого элемента И, вход управления второго блока управления обменом информацией и другой вход элемента ИЛИ подключены к выходу генератора запросных импульсов, вход управления третьим блоком управления обменом информацией подключен к выходу второго блока задержки, вход "Останов" цифрового измерителя дальности подключен к выходу элемента ИЛИ, вход установки триггера подключен к выходу цифрового измерителя дальности, вход и выход блока коммутации подключены к выходу и входу автоматической регулировки усиления приемника соответственно, вход управления блока коммутации подключен к выходу третьего блока управления обменом информацией, вход-выход вычислительного блока подключен к первому входу-выходу второго и вторым входам-выходам первого и третьего блоков управления обменом информацией, первый вход регистра признака является входом сигнала "Признак" "Маяка", а выход вычислительного блока является выходом радиодальномера, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности измерения дальности при маневрировании самолета, введены второй элемент И, управляемый коммутатор, N приемопередающих антенн и блок управления, вход второго блока задержки подключен к выходу третьего блока управления обменом информацией, первый и второй входы блока управления подключены к выходу генератора запросных импульсов и входу-выходу вычислительного блока соответственно, второй вход регистра признака и вход управления управляемого коммутатора подключены к первому выходу блока управления, входы второго элемента И подключены к второму входу блока управления и выходу первого блока задержки, выход второго элемента И подключен к входу передатчика и входу запуска цифрового измерителя дальности, вход-выход управляемого коммутатора подключен к входу-выходу антенного переключателя, а входы-выходы N приемопередающих антенн подключены к N коммутируемым входам-выходам управляемого коммутатора соответственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Дальномер // 1702782
Изобретение относится к радиолокации

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиолокационных станциях (РЛС) измерения координат малоразмерных движущихся целей

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в ближайшей локации

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в тех областях, где возникает необходимость измерения временного положения видеоимпульса при любом соотношении между амплитудой сигнала и динамическим диапазоном приемника, в частности и при превышении амплитудой сигнала динамического диапазона приемника

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиолокационных станциях измерения координат малоразмерных движущихся целей

Изобретение относится к области радиолокации и радионавигации. Достигаемый технический результат - увеличение диапазона однозначного измерения дальности за счет выбора некратных периодов повторения псевдослучайных последовательностей, который определяется как наименьшее общее кратное произведений числа символов одной последовательности на тактовую частоту другой. Сущность изобретения заключается в использовании сигнала с квадратурным уплотнением, синфазная и квадратурная компоненты которого манипулируются по фазе двоичными псевдослучайными последовательностями с различными периодами повторения.
Наверх