Способ измерения расстояний

Способ измерения расстояний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СССР

Класс .21а, 48

ОП И CN, НИ Е И ЗОБР Е T Ö ЦД

И. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зррегисаущровано в Бюро .изойретвений fîñïüèíà при СНК f+gP г

33. «А. Ильин

©пасюб иажерения расстопяий

Заявлено 30 октября 1942 г. в НКО за.М ..7536 (ЗЯТЮ) :9рублинояадо ЛО аяреля 1944 тода

Используется частотная .модуляция по закону пилообразной нци ломаной юривой с .постоянной,скоpocTbIo .изменения частоты. 8 этом случае, как известно, к (1шах драил) Fm 1, Предлагаемый ееоео6 отличается от существующего .способа измерения расстояний до предмета, от ражающего электромагнитные колебания, тем, что на приеме частота, получаемая в результате детектирования прямого и отраженного частотно-модулированного сигнала, остается постоянной.

В зависимости от расстояния до отражающего предмета автоматически изменяется глубина частотной модуляции или частота модуляции так, чтобы частота биений оставалась постоянной.

Сущность изобретения поясняется чертежом, изображающим блоксхему уст1ройства для осуществления предлагаемого способа; в левой части схемы показан передатчик, состоящий из модулятора М, генератора Г и преобразователя П, а в правой части —,приемник с преселекторсм и детектором П-D, усилителем У, дискриминатором — ДР и автоматической регулировкой усиления АРУ.

Антенна передатчика излучает частотно-модулированные электромагнитные колебания УКВ или ДЦВ генератора, который модулируется по частоте специальным модулятором. где 1maxi min — максимальное иминимальное значения частоты генератора, F — частота модуляции, 1 — расстояние до отражающего предмета, С вЂ” скорость распространения электромагнитных колебаний, К вЂ” коэфициент, F — частота биений между прямым и отраженным лучом

Антенна приемника принимает одновременно прямой и отраженный сигналы, которые после преселектора подаются на детектор. В,результате детектирования выделяется частота биений F. Первый усилителг пропускает узкую полосу частот и имеет максимальное усиление на частоте F„, Автоматическая регулировка усиления поддерживает выходное напряжение постоянным при различЫ 63509 ном уровне отраженных сигналов.

Усиленное напряжение с частотой F подается: на дискриминатор, имею.щий резонансную рабочую частоту Р, . В за висимости от частоты F на выходе дискриминатора изменяется постоянное напряжение. Выходное. напряжение дискриминатора управляет преобразователем П. Преобразователь при различных расстояниях 1 до отражающего предмета изменяет или глубину частогной модуляций, или частоту модуляции передатчика так, чтобы частота F была равной г „ или близкой

Фаза выходного напряжения дискриминатора выбирается такой, что, если при данной F в первый момент F ) v,, то выходное напряжение дискриминатора уменьшает глубину частотной модуляции или частоту модуляции преобразователя, т. е. и F. Это уменьшение происходит до момента, пока не получится Fp F В качестве дискримиHB тора может быть использована одна из известных схем. Преобразователь, как указано, изменяет глубину модуляции или частоту модуляции в зависимости от выбранного метода. При изменении глубины модуляции преобразователь может быть выполнен аналогично устройству, включенному на выходе дискриминатора в схемах с автоподстройкой частоты. При изменении частоты модуляции преобразователем модуляция может осуществляться, как обычно, изменением емкости переменного конденсатора, включенного в контур генератора, ротор которого вращается мотором постоянного тока. Изменение частоты модуляции осуществляется изменением скорости вращения мотора.

Для этого, например, выходное напряжение дискриминатора, усиленное каскадом усилителя постоянного тока, питает обмотку возбуждения шунтового мотора так, чтобы изменение выходного напряжения дискриминатора вызывало изменение числа оборотов мотора, В последнем случае необходимо иметь мотор с малым моментом инерции, чтобы сократить время нестационарных процессов.

Для показания расстояний может быть использован магнитоэлектрический прибор, включенный на выхоре дискриминатора и имеющий шйалу в метрах до отражающего предмета, При отсутствии отражающего предмета в зоне действия устройства глубина,модуляции или частота модуляции должны быть минимальными с тем, чтобы при появлении и уменьшении расстояний до отражающего предмета глубина модуляции или частота модуляции повышались, Предлагаемое устройство может быть использовано как абсолютный альтиметр, обнаружитель самолетов и для других::целей.

Для расширения поисковой зоны в устройстве должна быть соответствующим образом подобрана полоса пропускания усилителя и чувствительность дискриминатора. Кроме этого, может применяться специальная автоматика, которая, при отсутствии отражающих предметов, изменяла бы глубину модуляции или частоту модуляции в необходимых пределах с тем, чтобы при появлении отражающего сигнала прибор автоматически начинал измерять расстояние.

Полоса пропускания часгот приемника данного устройства может быть меньше в 50 — 100 раз, чем при обычном методе. Соответственно уменьшаются помехи на прием.

Следовательно, чувствительность приемника может быть повышена в 8 — 10 раз, при этом предлагаемый способ дает соответствующий выигрыш мощности передатчика или дальности действия, уменьшая основной недостаток частотного метода — высокий уровень помех.

При отсутствии в рабочей зоне отражающего предмета стрелка прибора всегда будет находиться за шкалой.

Используя две рабочих полосы пропускания приемника (на низких и более высоких частотах), легко получить устройство с двумя шкалами и с большой точностью измерения дистанций, ¹ 63509

Отв. редактор Д. А. Михайлов

Техн. редактор М. С. Бондарев

1101629. Подписано к печати 14/VII 1945 г. Тираж 500 экз. Цена 65 к. 33К. 73

Типография Госпланиздата, им. Воровского, Калуга

Данный способ позволяет измерять меньшиерасстояния, по сравнению с обычным способом, благодаря узкой полосе частот. При этом уменьшаются помехи и уменьшается влияние самых низких паразитных частот (амплитудная модуляция и проч.).

Альтиметр, построенный на указанном принципе, позволит измерять меньшие высоты из-за уменьшения влияния земли и устранения явления, при котором в обычном методе частотомер альтиметра измеряет не самую .низшую частоту (кратчайшее расстояние до земли), а более высокие частоты боковых отражений, Изобретатель полагает, что использование предлагаемого способа позволит решить проблему посадочного альтиметра с диапазоном измеряемых высот от 2 — 3 до 300—

500 м и весом 5 — 6 кг. При этом передатчик может быть выполнен

ыа лампах типа «5Колудь».

Предмет изобретения

1. Способ измерения расстояний до объекта, отражающего электромагнитные волны, путем измерения частоты биений на выходе приемника, воспринимающего как прямые, так и отраженные объектом волны частотно-модулированного передат чика, отличающийся тем, что глубину или частоту частотной модуляции передатчика изменяют обратно пропорционально расстоянию до объекта с тем, чтобы сохранить частоту биений постоянной, с целью ослабления влияния помех.

2. Устройство для осуществления способа поп.1, отличающееся применением включенного на выходе частотного детектора, у которого изменение напряжения на выходе, указывающее на изменение расстояния до объекта, вызывает срабатывание приспособления, осуществляющего упомянутое изменение глубины или частоты модуляции передатчика.