Способ измерения скорости малоразмерного высокоскоростного объекта при пробитии разнесенных преград и устройство для его осуществления

Изобретение относится к измерительным системам, основанным на относительном перемещении объекта, а именно к радиолокационным способам измерения скорости. Достигаемым техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения скорости объекта за преградой, в том числе разнесенной. Сущность изобретения заключается в том, что за счет дополнительного радиолокационного устройства обеспечивают постоянное нахождение объекта в диаграмме направленности, причем центры диаграмм направленности первого и дополнительного радиолокационных устройств располагают под острыми углами к направлению полета объекта, симметрично относительно преграды или центра преград. 1 ил.

 

Изобретение относится к радиолокационным способам измерения скорости и может быть использовано при проведении испытаний, связанных с малоразмерными высокоскоростными объектами, в том числе при их взаимодействии с объектами, которые можно представить в виде набора разнесенных преград.

Известен способ измерения скорости движущихся объектов, заключающийся в фиксировании объекта в диаграмме направленности радиолокационного устройства, излучающего непрерывный радиолокационный сигнал, где ось диаграммы направленности радиолокационного устройства совпадает с направлением на объект, приеме отраженного от объекта сигнала, выделении частоты Доплера, определении скорости исследуемого объекта из формулы

V=F_д·λ(2·cosα),

где F_д - частота Доплера, λ - длина волны, α - угол наблюдения цели /1/.

Известен радиолокационный измеритель скорости, содержащий плату индикации и последовательно соединенные плату СВЧ и плату АРУ, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, блок вычисления быстрого преобразования Фурье, блок нахождения номера фильтра, в котором обнаружен сигнал с максимальной амплитудой, блок вычисления значения скорости и блок построения скоростной траектории, выход которого соединен со входом платы индикации /1/.

Недостатками известных способа и устройства является невозможность измерения скорости объекта за преградой, в том числе разнесенной, вследствие его затенения последней.

Технической задачей изобретения является расширение функциональной возможности радиолокационного измерителя скорости за счет обеспечения измерения скорости объекта за преградой, в том числе разнесенной.

Решение технической задачи изобретения заключается в том, что в способе измерения скорости малоразмерного высокоскоростного объекта при пробитии преград, заключающемся в излучении радиолокационным устройством непрерывного радиолокационного сигнала и фиксировании объекта в диаграмме направленности, приеме отраженного от объекта сигнала, выделении частоты Доплера, определении скорости исследуемого объекта из формулы V=F_д·λ/(2·cosα), где F_д - частота Доплера, λ - длина волны, α - угол наблюдения цели, дополнительно измеряют скорость объекта за преградой, в том числе разнесенной, обеспечивают постоянное нахождение объекта в диаграмме направленности за счет дополнительно установленного второго радиолокационного устройства, причем центры диаграмм направленностей радиолокационных устройств располагают под острыми углами к направлению полета объекта, симметрично относительно преграды или центра преград.

Сущность устройства, реализующего заявляемый способ, заключается в том, что в радиолокационный измеритель скорости, содержащий первое радиолокационное устройство, содержащее плату индикации и последовательно соединенные первый модуль СВЧ и первую плату АРУ, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, блок вычисления быстрого преобразования Фурье, блок нахождения номера фильтра, в котором обнаружен сигнал с максимальной амплитудой, блок вычисления значения скорости и блок построения скоростной траектории, выход которого соединен со входом платы индикации, дополнительно включено второе радиолокационное устройство, установленное с существующим радиолокационным устройством под острыми углами к направлению полета объекта, симметрично относительно преграды или центра преград, содержащее последовательно соединенные второй модуль СВЧ, вторую плату АРУ и сумматор, причем выходы первой и второй плат АРУ соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемые способ и устройство отличаются наличием новых действий, связанных с расширением функциональных возможностей, за счет измерения скорости объекта за преградой, в том числе разнесенной, и новых элементов схемы: второго радиолокационного устройства, содержащего второй модуль СВЧ, вторую плату АРУ и сумматор. Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что хотя новые элементы известны из уровня техники, но только в заявляемых способе и устройстве появляется возможность расширения функциональной возможности за счет измерения скорости объекта за преградой, в том числе разнесенной. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию патентоспособности «новизна».

Устройство для измерения скорости малоразмерного высокоскоростного объекта при пробитии разнесенных преград содержит плату 1 индикации и последовательно соединенные первый 2 модуль СВЧ и первую 3 плату АРУ, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь 4, блок 5 вычисления быстрого преобразования Фурье, блок 6 нахождения номера фильтра, в котором обнаружен сигнал с максимальной амплитудой, блок 7 вычисления значения скорости и блок 8 построения скоростной траектории, выход которого соединен со входом платы 1 индикации, последовательно соединенные второй 9 модуль СВЧ, вторая 10 плата АРУ и сумматор 11, причем выходы первой 3 и второй 10 плат АРУ соединены с соответствующими входами сумматора 11, выход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя 4.

На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения скорости малоразмерного высокоскоростного объекта при пробитии разнесенных преград.

Устройство для измерения скорости малоразмерного высокоскоростного объекта при пробитии разнесенных преград функционирует следующим образом.

Объект метают по траектории метания, при своем перемещении объект пробивает разнесенные преграды. Первый 2 и второй 9 модули СВЧ излучают и принимают отраженную от объекта СВЧ энергию. Первоначально объект попадает в диаграмму направленности первого 2 модуля СВЧ. На выходе первого 2 модуля СВЧ формируется сигнал на частоте Доплера, которая зависит от скорости перемещения объекта. Этот сигнал поступает через первую 3 плату АРУ на первый вход сумматора 11, с выхода которого поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 4, с выхода которого через блок вычисления быстрого преобразования Фурье 5, блок нахождения номера фильтра, в котором обнаружен сигнал с максимальной амплитудой 6, блок вычисления значения скорости 7 и блок построения скоростной траектории 8 поступает на вход платы 1 индикации. После пробития преграды объект попадает в зону затенения для первого 2 модуля СВЧ, однако он будет находиться в диаграмме направленности второго 9 модуля СВЧ. Сигнал с выхода второго 9 модуля СВЧ через вторую 10 плату АРУ поступает на второй вход сумматора 11, с выхода которого через перечисленные выше блоки поступает на вход платы 1 индикации. Таким образом, объект постоянно находится в диаграмме направленности первого 2 или второго 9 модуля СВЧ, что позволяет постоянно измерять его скорость и исключать затенение объекта преградой.

Источники информации

1. Измеритель скорости движения транспортных средств дистанционный «БАРЬЕР 2М», издательство «Коммунар», г.Запорожье, 1991 (прототип).

Способ измерения скорости малоразмерного высокоскоростного объекта при пробитии разнесенных преград, заключающийся в излучении радиолокационным устройством непрерывного радиолокационного сигнала, приеме отраженного от объекта сигнала, выделении частоты Доплера, определении скорости исследуемого объекта из формулы V=F_д·λ(2·cosα), где F_д - частота Доплера, λ - длина волны, α - угол наблюдения цели, отличающийся тем, что измеряют скорость объекта за преградой, в том числе разнесенной, обеспечивают постоянное нахождение объекта в диаграмме направленности за счет дополнительно установленного второго радиолокационного устройства, причем центры диаграмм направленностей радиолокационных устройств располагают под острыми углами к направлению полета объекта, симметрично относительно преграды или центра преград.