RU2076333C1 - Range finding system with measurement of phase of radio signal - Google Patents

Range finding system with measurement of phase of radio signal Download PDF

Info

Publication number
RU2076333C1
RU2076333C1 SU4786719A RU2076333C1 RU 2076333 C1 RU2076333 C1 RU 2076333C1 SU 4786719 A SU4786719 A SU 4786719A RU 2076333 C1 RU2076333 C1 RU 2076333C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
phase
frequency
antenna
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.И. Кокорин
Original Assignee
Кокорин Владимир Иванович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кокорин Владимир Иванович filed Critical Кокорин Владимир Иванович
Priority to SU4786719 priority Critical patent/RU2076333C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2076333C1 publication Critical patent/RU2076333C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology, development of high-precision measurement systems for geodesy and radio navigation. SUBSTANCE: range finding system with measurement of phase of radio signal incorporates ground and airborne transceiving stations each including reference frequency generator, frequency synthesizer, transmitter, antenna switch, antenna, receiver, phase detector and commutator- former. Ground station has correction unit, static processing unit and indicator connected in series. Correction unit is manufactured to realize equation
Figure 00000003
, where Δγj is value of correction on frequency fj; C is speed of rotation of radio wave; ψj is measured phase shift on frequency fj; j is number of frequencies, j=1,2,...n. Thus increase of accuracy of range measurement is achieved thanks to determination of corrections on additional frequencies. EFFECT: increased accuracy of range measurement. 3 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании высокоточных измерительных систем в геодезии и радионавигации. The invention relates to measuring equipment and can be used to create high-precision measuring systems in geodesy and radio navigation.

Известна дальномерная система с измерением разности фаз на частоте модуляции (авт.св. N 819767), содержащая наземную и бортовую приемопередающие станции, при этом бортовая приемопередающая станция содержит приемопередающую антенну, последовательно соединенные генератор опорной частоты, делитель частоты и передатчик, последовательно соединенные приемник, блок переменной задержки, блок статической обработки достоверных сигналов и индикатор, выход генератора опорной частоты соединен со вторым входом блока статической обработки достоверных сигналов, приемопередающая антенна соединена с выходом передатчика и входом приемника, наземная приемопередающая станция содержит передатчик, приемник и приемопередающую антенну, соединенную с выходом передатчика и входом приемника, выход которого соединен с входом передатчика. Known rangefinder system with measuring the phase difference at the modulation frequency (autosw. N 819767), containing ground and airborne transceiver stations, while the airborne transceiver station contains a transceiver antenna, serially connected reference frequency generator, frequency divider and transmitter, serially connected receiver, a variable delay unit, a static processing unit for reliable signals and an indicator, the output of the reference frequency generator is connected to the second input of the static processing unit reliably x signals, antenna connected to the output of the transmitter and receiver input, ground transceiver station includes a transmitter, a receiver and a receive antenna coupled to the transmitter output and receiver input, whose output is connected to the input of the transmitter.

Недостатком устройства является низкая точность измерения расстояния между наземной и бортовой станциями за счет измерения разности фаз на частоте модуляции. The disadvantage of this device is the low accuracy of measuring the distance between the ground and airborne stations by measuring the phase difference at the modulation frequency.

Целью изобретения является повышение точности измерения. The aim of the invention is to improve the accuracy of measurement.

Это достигается тем, что дальномерная система, содержащая наземную и бортовую приемопередающие станции, бортовая приемопередающая станция содержит приемопередающую антенну, передатчик, приемник, генератор опорной частоты, блок статической обработки, выход которого соединен с индикатором, наземная приемопередающая станция содержит приемопередающую антенну, передатчик и приемник введены в наземную приемопередающую станцию антенный переключатель, фазовый детектор, решающий блок, синтезатор частот, фазовращатель, генератор опорной частоты и коммутатор-формирователь, выходы которого соединены с управляющими входами передатчика, антенного переключателя и фазового детектора, выход которого соединен с входом решающего блока, выходы решающего блока соединены с управляющими входами синтезатора частот и фазовращателя, выход которого соединен со входами передатчика, выход генератора опорной частоты соединен с первым входом фазового детектора, с входами синтезатора частот и коммутатора-формирователя, приемопередающая антенна соединена с антенным переключателем, выход которого соединен с первым входом приемника, а вход антенного переключателя соединен с выходом передатчика, выходы синтезатора частот соединены с входом фазовращателя и вторым входом приемника, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, в бортовую станцию введены антенный переключатель, фазовый детектор, решающий блок, блок поправок, синтезатор частот и коммутатор формирователь, выходы которого соединены с управляющими входами передатчика, антенного переключателя и фазового детектора, выход которого соединен с входом решающего блока, выходы решающего блока соединены с входом блока поправок, с управляющими входами коммутатора-формирователя, синтезатора частот и генератора опорной частоты, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, с входами синтезатора частот и коммутатора-формирователя, приемопередающая антенна соединена с антенным переключателем, выход которого соединен с выходом передатчика, выходы синтезатора частот соединены с входом передатчика и вторым входом приемника, выход которого соединен со вторым входом фазового детектора, выход блока поправок соединен с входом блока статистической обработки, а блок поправок выполнен с возможностью реализации управления:

Figure 00000004

где Δrj величина поправки на частоте fj; С скорость распространения радиоволн; ψj измеренный фазовый сдвиг на частоте fj; j количество частот j 1, 2, n.This is achieved by the fact that a ranging system comprising a ground and airborne transceiver station, an airborne transceiver station contains a transceiver antenna, a transmitter, a receiver, a reference frequency generator, a static processing unit, the output of which is connected to an indicator, a ground transceiver station contains a transceiver antenna, a transmitter and a receiver an antenna switch, a phase detector, a decision unit, a frequency synthesizer, a phase shifter, a reference clock generator were introduced into the ground transceiver station currents and a switch-driver, the outputs of which are connected to the control inputs of the transmitter, the antenna switch and the phase detector, the output of which is connected to the input of the decision block, the outputs of the decision block are connected to the control inputs of the frequency synthesizer and phase shifter, the output of which is connected to the inputs of the transmitter, the output of the reference generator frequency is connected to the first input of the phase detector, with the inputs of the frequency synthesizer and the commutator-shaper, the transceiver antenna is connected to the antenna switch, the output to is connected to the first input of the receiver, and the input of the antenna switch is connected to the output of the transmitter, the outputs of the frequency synthesizer are connected to the input of the phase shifter and the second input of the receiver, the output of which is connected to the second input of the phase detector, an antenna switch, a phase detector, and a deciding unit are introduced into the airborne station corrector, frequency synthesizer and commutator shaper, the outputs of which are connected to the control inputs of the transmitter, antenna switch and phase detector, the output of which is connected to the input of the deciding block, the outputs of the deciding block are connected to the input of the corrector, with the control inputs of the driver-shaper, frequency synthesizer and the reference frequency generator, the output of which is connected to the first input of the phase detector, with the inputs of the frequency synthesizer and the driver-shaper, the transceiver antenna is connected to the antenna switch the output of which is connected to the output of the transmitter, the outputs of the frequency synthesizer are connected to the input of the transmitter and the second input of the receiver, the output of which is connected to the second input of the phase projector of, correction block output is connected to the input of the statistical processing unit, a correction unit configured to implement control:
Figure 00000004

where Δr j correction value at a frequency f j ; With the speed of propagation of radio waves; ψ j measured phase shift at a frequency f j ; j is the number of frequencies j 1, 2, n.

Введение в бортовую и наземную станции перечисленных блоков с описанными связями позволяет повысить точность измерения расстояния между станциями за счет определения поправок расстояний на дополнительных частотах устройства. The introduction of the listed blocks with the described connections into the airborne and ground stations makes it possible to increase the accuracy of measuring the distance between stations by determining the distance corrections at the additional frequencies of the device.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 3 вариант реализации решающего блока. In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed device; in FIG. 2 timing diagrams explaining his work; in FIG. 3 embodiment of the decision block.

Устройство содержит бортовую станцию 1, состоящую из последовательно соединенных передатчика 2, антенного переключателя 3, приемника 4, фазового детектора 5, решающего блока 6, синтезатора частот 7, генератора опорной частоты 8, коммутатора-формирователя 9, антенны 10, последовательно соединенных блока поправок 11, блока статистической обработки 12 и индикатора 13, выходы синтезатора частот 7 соединены с передатчиком 2 и приемником 4, выходы решающего блока 6 соединены с коммутатором-формирователем 9, блоком поправок 11 и генератором опорной частоты 8, выход которого соединен с синтезатором частот 7, фазовым детектором 5, коммутатором-формирователем 9, выходы которого соединены с управляющими входами передатчика 2, фазового детектора 5 и антенного переключателя 3, соединенного с антенной 10. Наземная станция содержит последовательно соединенные передатчик 15, антенный переключатель 16, приемник 17, фазовый детектор 18, решающий блок 19,синтезатор частот 20, фазовращатель 21, соединенный с передатчиком 15, генератор опорной частоты 22, коммутатор-формирователь 23, антенну 24, второй выход синтезатора частот 20 соединен с приемником, выход решающего блока 19 соединен с фазовращателем 21, выходы коммутатора-формирователя 23 соединены с управляющими входами передатчика 15, фазового детектора 18 и антенного переключателя 16, соединенного с антенной 24, выход генератора опорной частоты 22 соединен с синтезатором частот 20, коммутатором-формирователем 23 и фазовым детектором 18. The device comprises an on-board station 1, consisting of a series-connected transmitter 2, an antenna switch 3, a receiver 4, a phase detector 5, a decision unit 6, a frequency synthesizer 7, a reference frequency generator 8, a shaper switch 9, an antenna 10, and a series of corrections 11 , statistical processing unit 12 and indicator 13, the outputs of the frequency synthesizer 7 are connected to the transmitter 2 and the receiver 4, the outputs of the decision unit 6 are connected to the commutator-shaper 9, the amendment block 11 and the reference frequency generator 8, the output of which is connected to a frequency synthesizer 7, a phase detector 5, a driver-shaper 9, the outputs of which are connected to the control inputs of the transmitter 2, a phase detector 5, and an antenna switch 3 connected to the antenna 10. The ground station contains a series-connected transmitter 15, an antenna switch 16, receiver 17, phase detector 18, decision block 19, frequency synthesizer 20, phase shifter 21 connected to transmitter 15, reference frequency generator 22, commutator-shaper 23, antenna 24, second output synthesizer and the frequency 20 is connected to the receiver, the output of the deciding unit 19 is connected to the phase shifter 21, the outputs of the switch-former 23 are connected to the control inputs of the transmitter 15, the phase detector 18 and the antenna switch 16 connected to the antenna 24, the output of the reference frequency generator 22 is connected to the frequency synthesizer 20, a shaper-switch 23 and a phase detector 18.

Решающий блок 6, 19 (фиг. 3) содержит микропроцессорный модуль 25, шина адреса которого соединена с адресными входами постоянного запоминающего элемента 26, оперативного запоминающего элемента 27 и входами дешифраторов 28, 29, выходы которого соединены с управляющими входами запоминающих элементов 26 и 27, управляющие выходы микропроцессорного модуля 25 "Чтение", "Запись" соединены со входами управления постоянного 26 и оперативного 27 запоминающих элементов соответственно, информационные входы-выходы микропроцессорного модуля 25 соединены с выходами постоянного запоминающего элемента 26, с информационными входами-выходами оперативного запоминающего элемента 27, с входами регистров 30-35, выходы дешифратора 28 соединены через элементы 36-41 с входами управления регистров 30-35. The decision block 6, 19 (Fig. 3) contains a microprocessor module 25, the address bus of which is connected to the address inputs of the read-only memory element 26, the read-only memory element 27 and the inputs of the decoders 28, 29, the outputs of which are connected to the control inputs of the storage elements 26 and 27, the control outputs of the microprocessor module 25 "Read", "Write" are connected to the control inputs of the constant 26 and operational 27 memory elements, respectively, the information inputs and outputs of the microprocessor module 25 are connected to the output and permanent memory element 26, to data inputs-outputs of random access memory element 27 to input registers 30-35, the outputs of decoder 28 are connected through elements 36-41 from the control inputs of the registers 30-35.

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

Генераторы опорной частоты 8 и 22 вырабатывают непрерывные гармонические сигналы частотой f, которые поступают на коммутаторы-формирователи 9 и 23 и синтезаторы частот 7 и 20. Синтезаторы частот 7 и 20 вырабатывают для излучения опорный сигнал частотой f0 и несколько дополнительных сигналов с частотами f1, f2, fi, кроме того в синтезаторах частот 7 и 20 формируются сигналы гетеродина для приемников 4 и 17 с частотой f, f, f, f, при этом управление частотой излучаемых (принимаемых) сигналов осуществляется решающим блоком 6 (19), причем f0 f fПР, f1 - f fПР, f2 f fПР, fi - f fПР, где fПР промежуточная частота, выделяемая блоками 4 и 17, на которой осуществляется измерение фазы принятых сигналов. Коммутаторы-формирователи 9 и 23 вырабатывают сигналы управления для блоков 2 (фиг. 2а), 3 (фиг. 2б), 5 (фиг. 2в) и 18 (фиг. 2г) соответственно.The reference frequency generators 8 and 22 generate continuous harmonic signals of frequency f, which are fed to the shaper switches 9 and 23 and frequency synthesizers 7 and 20. Frequency synthesizers 7 and 20 generate a reference signal for frequency f 0 and several additional signals with frequencies f 1 , f 2, f i, in addition to frequency synthesizer 7 and 20 are formed by a local oscillator signal for receiver 4 and 17 at a frequency f 0r, f 1G, f 2r, f Id, wherein the frequency control radiated (received) signals is carried out deciding unit 6 (19), and f 0 f f PR , f 1 - f 1G f PR , f 2 f 2G f PR , f i - f f PR , where f PR is the intermediate frequency allocated by blocks 4 and 17, at which the phase of the received signals is measured. Shaper-switches 9 and 23 generate control signals for blocks 2 (Fig. 2a), 3 (Fig. 2b), 5 (Fig. 2c) and 18 (Fig. 2d), respectively.

В передатчике 2 осуществляется усиление сигналов от синтезатора частот 7 до необходимой величины и формирование выходных радиоимпульсных сигналов под воздействием управляющего сигнала от коммутатора-формирователя 9. Радиоимпульсный сигнал от передатчика 2, пройдя через антенный переключатель 3, излучается в пространство приемопередающей антенной 10 (фиг. 2д). Сигнал, излучаемый в пространство бортовой станции 1 в течение времени Ти, пройдя через среду распространения, принимается приемопередающей антенной 24 наземной станции 14 и через антенный переключатель 16 поступает на вход приемника 17. На второй вход приемника 17 подаются сигналы от синтезатора частот 20 с частотами (f, f, f, f). В приемнике 17 осуществляется преобразование принимаемого сигнала на частоту fПР (причем f0 f fПР, f1 f fПР и т.д.), затем сигналы фильтруются, усиливаются и поступают на фазовый детектор 18.In the transmitter 2, the signals from the frequency synthesizer 7 are amplified to the required value and the output radio pulse signals are generated under the influence of the control signal from the shaper-switch 9. The radio pulse signal from the transmitter 2, passing through the antenna switch 3, is emitted into the space by the transceiver antenna 10 (Fig. 2e ) The signal emitted into the space of the airborne station 1 during the time T and , passing through the propagation medium, is received by the transceiver antenna 24 of the ground station 14 and through the antenna switch 16 is fed to the input of the receiver 17. The signals from the frequency synthesizer 20 with frequencies are supplied to the second input of the receiver 17 (f 0G , f 1G , f 2G , f iG ). In the receiver 17, the received signal is converted to the frequency f PR (and f 0 f 0G f PR , f 1 f 1G f PR , etc.), then the signals are filtered, amplified and fed to the phase detector 18.

В фазовом детекторе 18 под действием управляющих сигналов (фиг. 2г) осуществляется измерение фазовых сдвигов принятых сигналов, при этом измеряются фазовые сдвиги

Figure 00000005
опорных сигналов частоты f0 и фазовые сдвиги Φ1, Φ2...Φi... дополнительных сигналов частотами f1, f2, fi. Информация с фазового детектора 18 поступает в решающий блок 19,в котором вычисляются фазовые соотношения
Figure 00000006

Полученные значения фазы ΔΦ1, ΔΦ2...ΔΦi запоминаются в решающем блоке 19. В течение интервала Тp излучаются в пространство сигналы от наземной станции 14, при этом управление частотой и фазой излучаемых сигналов осуществляется решающим блоком 19 через блоки 20 и 21 соответственно. В момент времени t, когда наземной станцией 14 излучаются в пространство основные сигналы частотой f0 фазовращатель 21 решающим блоком 19 установлен в исходном (нулевое) состоянии, тогда излучаемые опорные сигналы частотой f0 имеют фазу сигнала f генератора опорного сигнала 22. В течение интервала 2t, когда наземной станцией 14 излучаются в пространство дополнительные сигналы частотами f1, f2, fi, сигналами управления от решающего блока 19 устанавливаются в фазовращатель 21 фазовые сдвиги ΔΦ1, ΔΦ2...ΔΦi. соответственно.In the phase detector 18 under the influence of control signals (Fig. 2d), the phase shifts of the received signals are measured, while the phase shifts are measured
Figure 00000005
reference signals of frequency f 0 and phase shifts Φ 1 , Φ 2 ... Φ i ... additional signals with frequencies f 1 , f 2 , f i . Information from the phase detector 18 enters the decision block 19, in which the phase relations are calculated
Figure 00000006

The obtained phase values ΔΦ 1 , ΔΦ 2 ... ΔΦ i are stored in the decision block 19. During the interval T p, signals from the ground station 14 are radiated into space, while the frequency and phase of the signals emitted are controlled by the decision block 19 through blocks 20 and 21 respectively. At time t, when the ground station 14 are radiated into space basic frequency signal f 0 phase shifter 21, the deciding unit 19 is set to the initial (zero) state, then the reference signals emitted by frequency f 0 f have the phase reference signal generator 22. During the interval 2t when the ground station 14 emits additional signals into the space with frequencies f 1 , f 2 , f i , the phase shifts ΔΦ 1 , ΔΦ 2 ... ΔΦ i are set into the phase shifter 21 by the control signals from the decision block 19. respectively.

Таким образом, в течение интервала Тp наземная станция 14 излучает дополнительные сигналы, фаза которых равна фазе принятых сигналов в течение интервала Ти от бортовой станции 1, а также опорные сигналы, фаза которых равна фазе генератора опорного сигнала 22. В передатчике 15 осуществляется усиление сигналов от фазовращателя 21 и формирование выходных радиоимпульсных сигналов под воздействием управляющего сигнала от коммутатора-формирователя 23 (фиг. 2). Радиоимпульсный сигнал от передатчика 15, пройдя через антенный переключатель 16, излучается в пространство приемопередающей антенной 24 (фиг. 2е).Thus, during the interval T p, the ground station 14 emits additional signals whose phase is equal to the phase of the received signals during the interval T and from the airborne station 1, as well as reference signals whose phase is equal to the phase of the reference signal generator 22. In the transmitter 15, amplification signals from the phase shifter 21 and the formation of the output radio pulse signals under the influence of a control signal from the switch-former 23 (Fig. 2). The radio pulse signal from the transmitter 15, passing through the antenna switch 16, is emitted into the space of the transceiver antenna 24 (Fig. 2E).

Сигнал, излучаемый в пространство наземной станцией 14 в течение времени Тp, пройдя через среду распространения, принимается приемопередающей антенной 10 бортовой станции 1 и через антенный переключатель 3 поступает на вход приемника 4, на второй вход которого подаются сигналы от синтезатора частот 7 с частотами (f, f, f, f). В приемнике 4 осуществляется преобразование принимаемого сигнала на частоту fПР (причем f0 f fПР, f1 f fПР и т.д.), затем сигналы фильтруются, усиливаются и поступают на фазовый детектор 5. В фазовом детекторе 5 под воздействием управляющих сигналов (фиг. 2б) осуществляется измерение фазовых сдвигов, принятых сигналов, при этом измеряются фазовые сдвиги

Figure 00000007
опорных сигналов частоты f0 и фазовые сдвиги ψ1, ψ2...ψi, дополнительных сигналов частотами f1, f2, fi. Информация с фазового детектора 5 поступает в решающий блок 6, в котором вычисляются фазовые соотношения:
Figure 00000008

Полученные значения фазовых сдвигов Δψ1, Δψ2,...Δψi. запоминаются в решающем блоке 6, затем используются в решающем блоке 6 для устранения многозначности фазовых отсчетов. На практике частоты f0, f1, f2, fi выбираются таким образом, чтобы выполнялись соотношения f0 f1 F1, f0 f2 F2, f0 fi Fi, F1/F2 m1, F2/F3 m2, F(i-1)/Fi mi.The signal radiated into space by the ground station 14 during the time T p , passing through the propagation medium, is received by the transceiver antenna 10 of the airborne station 1 and through the antenna switch 3 is fed to the input of the receiver 4, to the second input of which signals from the frequency synthesizer 7 with frequencies ( f 0G , f 1G , f 2G , f iG ). In the receiver 4, the received signal is converted to the frequency f PR (and f 0 f f PR , f 1 f f PR , etc.), then the signals are filtered, amplified, and fed to the phase detector 5. In the phase detector 5 under the influence of the control signals (Fig. 2b) measures the phase shifts of the received signals, while the phase shifts are measured
Figure 00000007
reference signals of frequency f 0 and phase shifts ψ 1 , ψ 2 ... ψ i , additional signals with frequencies f 1 , f 2 , f i . Information from the phase detector 5 enters the decision block 6, in which the phase relations are calculated:
Figure 00000008

The obtained phase shifts Δψ 1 , Δψ 2 , ... Δψ i . stored in decision block 6, then used in decision block 6 to eliminate the ambiguity of phase readings. In practice, the frequencies f 0 , f 1 , f 2 , f i are chosen so that the relations f 0 f 1 F 1 , f 0 f 2 F 2 , f 0 f i F i , F 1 / F 2 m 1 , F 2 / F 3 m 2 , F (i-1) / F i m i .

Здесь F1 частота точной ступени (рабочая частота устройства); F2, F3, Fi частоты грубых ступеней; m1, m2, mi коэффициенты сопряжения частот.Here F 1 is the frequency of the exact stage (operating frequency of the device); F 2 , F 3 , F i frequencies of coarse steps; m 1 , m 2 , m i frequency conjugation coefficients.

Таким образом, величина фазового сдвига Δψ1 с учетом коррекции при устранении многозначности соответствует сигналу частотой F1, прошедшего дважды через среду распространения, равна времени запаздывания радиоволн в точке приема по отношению к моменту их излучения и может использоваться для точного определения расстояния (r) между антенной 10 бортовой станции 1 и антенной 24 наземной станции 14 при известной скорости распространения радиоволн и измеренной величине Δψ1 по формуле:

Figure 00000009

Кроме описанных операций из решающего блока 6 осуществляется передача информации об измеренных фазовых сдвигах ψ1, ψ2...ψi... на дополнительных частотах f1, f2, fi в блок поправок 11. При этом в блоке поправок 11 определяются прецизионные поправки к расстоянию для каждой из дополнительных частот устройства по формулам:
Figure 00000010

По формулам (6) вычисляются поправки к расстоянию r в течение каждого цикла измерения устройства Тц, значения которых передаются из блока поправок 11 в блок статистической обработки 12.Thus, the value of the phase shift Δψ 1 , taking into account the correction when eliminating ambiguity, corresponds to a signal with a frequency F 1 that has passed twice through the propagation medium, is equal to the delay time of the radio waves at the receiving point with respect to the moment of their emission and can be used to accurately determine the distance (r) between the antenna 10 of the airborne station 1 and the antenna 24 of the ground station 14 at a known propagation velocity of the radio waves and the measured value Δψ 1 according to the formula:
Figure 00000009

In addition to the operations described, from the decision block 6, information is transmitted on the measured phase shifts ψ 1 , ψ 2 ... ψ i ... at additional frequencies f 1 , f 2 , f i to the amendment block 11. In this case, the corrections block 11 determines precision corrections to the distance for each of the additional frequencies of the device according to the formulas:
Figure 00000010

According to formulas (6), corrections to the distance r are calculated during each measurement cycle of the device T c , the values of which are transferred from the block of amendments 11 to the block of statistical processing 12.

В блоке статистической обработки 12 осуществляется суммирование поправок Δr1, Δr2...Δri в течение заданного временного интервала, например, Тц по формуле:
Δr1+Δr2+...+Δri= ΔrΣ. (7)
Из блока 12 выдается на индикатор 13 значение поправки к расстоянию
Drизм= ΔrΣ/i. (8)
Таким образом, результирующее расстояние между антенной 10 и антенной 24 определяется выражением
rизм= r+Δrизм. (9)
Структурная схема варианта решающего блока 6(19) приведена на фиг. 3. Дешифратор 29 обеспечивает выбор постоянного 26 или оперативного 27 запоминающих элементов, в которых хранятся программы, константы или текущая информация соответственно. Микропроцессорный модуль 25 выполняет обработку и обмен информацией и связан с блоками 26-29 шиной адреса (ША) и с блоками 26, 27, 30-35 информационной шиной данных (ШД), может иметь управляющие выходы с сигналами "Чтение" и "Запись" для управления постоянным 26 и оперативным 27 запоминающими элементами соответственно "вывод" например, для вывода информации по шине (ШД) в блоки 7-9, 11, 20, 21, вход "запрос прерывания" - для ввода информации в решающий блок 6 (19) по сигналам от фазового детектора 5 (18), сигналы обращения (вывода) со стороны решающего блока 6 (19) к внешним блокам формируются путем дешифрирования кода адреса соответствующего регистра в дешифраторе 28 и коньюнкции его выходных сигналов с сигналом "вывод" в элементах И 36-41. По выходным сигналам элементов И 36-41 производится запись информации из микропроцессорного модуля 25 и регистры 30-35.
In the block of statistical processing 12, the summation of the corrections Δr 1 , Δr 2 ... Δr i is carried out for a given time interval, for example, T c according to the formula:
Δr 1 + Δr 2 + ... + Δr i = Δr Σ . (7)
From block 12, the value of the correction to the distance is displayed on the indicator 13
Dr ism = Δr Σ / i. (eight)
Thus, the resulting distance between the antenna 10 and the antenna 24 is determined by the expression
edited r = r + Δr edited. (9)
The block diagram of a variant of the decision block 6 (19) is shown in FIG. 3. The decoder 29 provides a choice of permanent 26 or operational 27 storage elements in which programs, constants or current information are stored, respectively. The microprocessor module 25 performs the processing and exchange of information and is connected with blocks 26-29 by the address bus (SHA) and with blocks 26, 27, 30-35 by the information data bus (SH), can have control outputs with the signals "Read" and "Write" for controlling the permanent 26 and operational 27 memory elements, respectively, “output”, for example, for outputting information on the bus (ST) to blocks 7–9, 11, 20, 21, the input “interrupt request” - for entering information into decision block 6 (19 ) according to the signals from the phase detector 5 (18), the access (output) signals from the side of the decision block 6 (19) to the external blocks are formed by decoding the address code of the corresponding register in the decoder 28 and conjugating its output signals with the signal "output" in the elements And 36-41. According to the output signals of the elements And 36-41, information is recorded from the microprocessor module 25 and registers 30-35.

Таким образом, благодаря новым элементам и связям достигается повышение точности измерения расстояний предлагаемым устройством, за счет учета фазовых сдвигов, измеренных на дополнительных частотах устройства f1, f2, fi и определения поправок расстояний с высокой точностью.Thus, thanks to new elements and connections, an increase in the accuracy of measuring distances by the proposed device is achieved by taking into account the phase shifts measured at the additional frequencies of the device f 1 , f 2 , f i and determining the distance corrections with high accuracy.

Claims (1)

Дальномерная система с измерением фазы радиосигнала, содержащая наземную и бортовую приемопередающие станции, при этом бортовая приемопередающая станция содержит приемопередающую антенну, передатчик, приемник, генератор опорной частоты, блок статистической обработки, выход которого соединен с индикатором, наземная приемопередающая станция содержит приемопередающую антенну, передатчик и приемник, отличающаяся тем, что в наземную станцию введены антенный переключатель, фазовый детектор, решающий блок, синтезатор частот, фазовращатель, генератор опорной частоты и коммутатор-формирователь, выходы которого соединены с управляющими входами передатчика, антенного переключателя и фазового детектора, выход которого соединен с входом решающего блока, выходы решающего блока соединены с управляющими входами синтезатора частот и фазовращателя, выход которого соединен с входом передатчика, выход генератора опорной частоты соединен с первым входом фазового детектора, с входами синтезатора частот и коммутатора-формирователя, приемопередающая антенна соединена с антенным переключателем, выход которого соединен с первым входом приемника, а вход антенного переключателя соединен с выходом передатчика, выходы синтезатора частот соединены с входом фазовращателя и вторым входом приемника, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, в бортовую станцию введены антенный переключатель, фазовый детектор, решающий блок, блок поправок, синтезатор частот и коммутатор-формирователь, выходы которого соединены с управляющими входами передатчика, антенного переключателя и фазового детектора, выход которого соединен с входом решающего блока, выходы решающего блока соединены с входом блока поправок, с управляющими входами коммутатора-формирователя, синтезатора частот и генератора опорной частоты, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, входами синтезатора частот и коммутатора-формирователя, приемопередающая антенна соединена с антенным переключателем, выход которого соединен с первым входом приемника, а вход антенного переключателя соединен с выходом передатчика, выходы синтезатора частот соединены с входами передатчика и вторым входом приемника, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, выход блока поправок соединен с входом блока статистической обработки, а блок поправок выполнен с возможностью реализации уравнения
Figure 00000011

где Δγj величина поправки на частоте fj;
C скорость распространения радиоволн;
ψj измеренный фазовый сдвиг на частоте fj;
j количество частот, j 1, 2, n.
A ranging system with phase measurement of a radio signal, comprising a ground and airborne transceiver station, wherein the airborne transceiver station contains a transceiver antenna, a transmitter, a receiver, a reference frequency generator, a statistical processing unit, the output of which is connected to an indicator, a ground transceiver station contains a transceiver antenna, a transmitter and receiver, characterized in that an antenna switch, a phase detector, a deciding unit, a frequency synthesizer, a phase shifter are introduced into the ground station l, the reference frequency generator and the switch-driver, the outputs of which are connected to the control inputs of the transmitter, the antenna switch and the phase detector, the output of which is connected to the input of the decision block, the outputs of the decision block are connected to the control inputs of the frequency synthesizer and phase shifter, the output of which is connected to the input of the transmitter , the output of the reference frequency generator is connected to the first input of the phase detector, with the inputs of the frequency synthesizer and the commutator-shaper, the transceiver antenna is connected to the antenna a switch whose output is connected to the first input of the receiver, and the input of the antenna switch is connected to the output of the transmitter, the outputs of the frequency synthesizer are connected to the input of the phase shifter and the second input of the receiver, the output of which is connected to the second input of the phase detector, an antenna switch, a phase detector, are introduced into the on-board station, a deciding unit, an amendment unit, a frequency synthesizer and a commutator-shaper, the outputs of which are connected to the control inputs of the transmitter, antenna switch, and phase detector, the output of which connected to the input of the decision block, the outputs of the decision block are connected to the input of the correction block, with the control inputs of the driver-shaper, frequency synthesizer and the reference frequency generator, the output of which is connected to the first input of the phase detector, the inputs of the frequency synthesizer and the driver-shaper, the transceiver antenna is connected with an antenna switch, the output of which is connected to the first input of the receiver, and the input of the antenna switch is connected to the output of the transmitter, the outputs of the frequency synthesizer are connected to the inputs of the the sensor and the second input of the receiver, the output of which is connected to the second input of the phase detector, the output of the correction block is connected to the input of the statistical processing block, and the correction block is made with the possibility of implementing the equation
Figure 00000011

where Δγ j is the correction value at a frequency f j ;
C propagation speed of radio waves;
ψ j measured phase shift at a frequency f j ;
j is the number of frequencies, j 1, 2, n.
SU4786719 1990-01-26 1990-01-26 Range finding system with measurement of phase of radio signal RU2076333C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4786719 RU2076333C1 (en) 1990-01-26 1990-01-26 Range finding system with measurement of phase of radio signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4786719 RU2076333C1 (en) 1990-01-26 1990-01-26 Range finding system with measurement of phase of radio signal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2076333C1 true RU2076333C1 (en) 1997-03-27

Family

ID=21493769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4786719 RU2076333C1 (en) 1990-01-26 1990-01-26 Range finding system with measurement of phase of radio signal

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2076333C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2496232C1 (en) * 2012-03-20 2013-10-20 Федеральное бюджетное учреждение "27 Центральный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации" Transceiver for radio relay link
EA019096B1 (en) * 2011-07-12 2014-01-30 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) Phase radio navigation system
RU2587471C1 (en) * 2015-05-13 2016-06-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Method of measuring distance between onboard and ground transceiving stations

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 819767, кл. G 01 S 1/32, 1981. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA019096B1 (en) * 2011-07-12 2014-01-30 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) Phase radio navigation system
RU2496232C1 (en) * 2012-03-20 2013-10-20 Федеральное бюджетное учреждение "27 Центральный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации" Transceiver for radio relay link
RU2587471C1 (en) * 2015-05-13 2016-06-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Method of measuring distance between onboard and ground transceiving stations

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU608491B2 (en) Digital system for codeless phase measurement
GB2035559A (en) Moving object detecting device
JPH063442A (en) Equipment and method for radar
EP0063496B1 (en) Range-finding apparatus using encoded signals
RU2076333C1 (en) Range finding system with measurement of phase of radio signal
US7193692B2 (en) Laser range finder and method to measure a distance
JP2003028949A (en) Transmitting-receiving apparatus and radar apparatus
US2678440A (en) Airborne moving target indicating radar system
RU2188399C2 (en) Pulse-phase meter for measurement of thickness of layers of different liquids and their relative change at enhanced accuracy
JPH0242374A (en) Determination of pseudo range from earth orbit satellite
RU2042144C1 (en) Device for measuring parameters of motion of object
US3337840A (en) Doppler navigation system for nautical vessels
RU2088948C1 (en) Phase radio geodetic system
RU2110077C1 (en) Method determining course angle and coordinates of locations of objects by radio signals of spacecraft of satellite radio navigation systems
GB1278275A (en) Radio hyperbolic navigation
RU2048685C1 (en) Method for determining error of radio range finder
JPH05312950A (en) Ranging apparatus and method
RU2048676C1 (en) Radio signal phase meter
RU2048677C1 (en) Radio signal phase meter
RU2050552C1 (en) Device measuring phase of radio signal
US2562977A (en) Coarse and fine radar distance measuring system
US5420831A (en) Coho device for improving time measurement resolution
SU960869A2 (en) Device for reading graphic data
SU1741096A1 (en) Device for comparing time standards
SU1645818A1 (en) Phasic light distance finder