Способ измерения расстояний

 

Использование: радиотехника, ближайшая радиолокация. Сущность изобретения: в способе измерения расстояний излучают радиолокатором радиосигнал, принимают отраженный от объекта радиосигнал, осуществляют многократную циркуляцию радиосигнала между радиолокатором и объектом с последующим вычислением расстояния до объекта, при этом формируют из многократно циркулирующего радиосигнала автоколебания с автомодуляцией, выделяют и измеряют частоту автомодуляции, вычисляют расстояние до объекта по указанной в описании формуле. Цель изобретения расширение рабочего диапазаона в сторону измерения малых расстояний и повышение точности измерения. 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в ближайшей радиолокации.

Цель изобретения расширение рабочего диапазона в сторону измерения малых расстояний и повышение точности измерения.

На фиг. 1 приведены амплитудные характеристики системы с задержанной обратной связью (ЗОС), поясняющие природу автомодуляции; на фиг. 2 структурная схема устройства, реализующая предлагаемый способ.

Сущность способа измерения расстояний заключается в многократной циркуляции радиосигнала между ретранслятором-радиолокационной станцией (РЛС) и объектом. При этом из многократно циркулирующего радиосигнала выделяют и измеряют частоту автомодуляции f_a, величина которой обратно пропорциональна величине запаздывания τ_з сигнала между РЛС и объектом f_а .

На фиг. 1а приведены совмещенные амплитудная характеристика с ЗОС, в том числе нелинейного элемента и нагрузочная характеристика обратной связи.

Эти две характеристики при положительной обратной связи G > 1 пересекаются на падающем участке характеристики усилителя. При многократной циркуляции, как показано на фиг. 1а и б, через интервалы запаздывания τ_з происходит усиление радиосигнала, например, собственных шумов усилителя, причем на заключительном этапе возникает самопроизвольная амплитудная модуляция выходного сигнала (фиг. 1б) с периодом модуляции 2 τ_з, которая получила наименование частота автомодуляции. Т.е. сам спектр циркуляции между РЛС и обратной связью содержит по уровню примерно -30 дБ амплитудную модуляцию, пропорциональную величине запаздывания между РЛС и объектом, т.е. содержит информацию о дальности до объекта, которую можно выделить и измерить. Таким образом, по выходу ретранслятора РЛС выделяют и измеряют частоту автомодуляции, а на ее основе вычисляют величину запаздывания радиосигнала в свободном пространстве между РЛС и объектом τ_з. Зная величину запаздывания, обычным путем вычисляют дальность до объекта D τ_з˙C_o, где С_о скорость света в свободном пространстве. При этом наиболее точная информация о частоте (дальности) автомодуляции будет в предельном случае, когда нагрузочная кривая проходит через максимум амплитудной характеристики нелинейного элемента ретранслятора (фиг. 1в) (конец линейного участка амплитудной характеристики ретранслятора), где коэффициент обратной связи автогенератора стремится к единице (G ->> 1) и где частота автомодуляции отсутствует (f_a 0).

Суть предлагаемого способа заключается в выделении и измерении частоты автомодуляции. Таким образом в предлагаемом способе предусматривается следующая совокупность операций: сигнал, например собственные шумы, многократно циркулируют между РЛС, ретранслятором и объектом до возбуждения автоколебаний; из многократно циркулирующего сигнала выделяют и измеряют частоту автомодуляции f_a, величина которой обратно пропорциональна величине запаздывания τ_з радиосигнала между ретранслятором и объектом; измеряют частоту автомодуляции.

Измеритель расстояний для реализации предлагаемого способа содержит (фиг. 2) СВЧ-усилитель 1, между входом и выходом которого подключены соответственно приемная 2 и передающая 3 антенны, а к его выходу подключены последовательно детектор 4, фильтр 5 частоты автомодуляции, частотомер 6 и АРУ 7.

РЛС работает следующим образом.

При присутствии отражающего объекта ретранслятор возбуждается через внешнюю задержанную обратную связь (РЛС-объект-РЛС), а его сигнал промодулирован частотой автомодуляции f_a, которая детектируется и выделяется детектором 4 и фильтром 5 автомодуляции, а затем измеряется частотомером 6.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЙ, заключающийся в том, что излучают радиолокатором радиосигнал, принимают отраженный от объекта радиосигнал, осуществляют многократную циркуляцию радиосигнала между радиолокатором и объектом с последующим вычислением расстояния до объекта, отличающийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона в сторону измерения малых расстояний и повышения точности измерения, формируют из многократно циркулирующего радиосигнала автоколебания с автомодуляцией, выделяют и измеряют частоту автомодуляции f_а, вычисляют расстояние R до объекта по формуле где C_о скорость распространения электромагнитной волны.