RU2365941C1 - Way of measurement of range to object and device for its realisation - Google Patents

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: invention concerns systems with use of reflexion or secondary emission of electromagnetic or other waves, namely to range finders. The invention consists in registration of number of impulses of reference frequency, realisation of circular scanning of space by the diagram of orientation of an intake with angular speed ω reception of a signal rayed by object at its finding in the directional diagram, measurement of time interval T of object finding in the directional diagram, calculation of range to object from the expression:

. The range finder realising the way, contains a reception path, a key, an impulse counter, a calculator and the memory unit with an indicator connected in series, and also the generator of impulses of reference frequency, an initiator of angular speed ω an initiator of length L of a cross section of the directional diagram of the receiving aerial, and the output of the generator of impulses of reference frequency is jointed to a key input terminal, and exits of an initiator of angular speed ω an initiator of length L of a cross section of the directional diagram of the receiving aerial are connected to calculator input terminals.

EFFECT: possibility of measurement of range without use of an emission signal.

2 cl_; 1 dwg

Description

Изобретение относится к системам с использованием отражения или вторичного излучения электромагнитных или иных волн, а именно к дальномерам.The invention relates to systems using reflection or secondary radiation of electromagnetic or other waves, namely, range finders.

Известен способ измерения расстояния до объекта, включающий регистрацию числа импульсов эталонной частоты за время от момента посылки зондирующего импульса до момента приема отраженного (Федоров Б.С. Лазеры и их применение, Москва, ДОСААФ, 1973, с.51).A known method of measuring the distance to the object, including recording the number of pulses of the reference frequency for the time from the moment of sending the probe pulse to the moment of receiving the reflected one (Fedorov B.S. Lasers and their application, Moscow, DOSAAF, 1973, p.51).

Известен импульсный дальномер, содержащий приемопередающий тракт, триггер и последовательно соединенные генератор импульсов эталонной частоты, ключ, счетчик дальности, запоминающее устройство с индикатором, а также содержащий счетчик числа циклов измерений, выход которого подключен к другому входу запоминающего устройства, первый выход приемопередающего тракта соединен с входами соответственно установки единицы триггера и счетчика числа циклов измерений, второй выход приемопередающего тракта соединен с входом установки нуля триггера (Патент США №3968491, кл. G01S 9/04, 1976).Known pulse range finder containing a transceiver path, a trigger and serially connected pulse generator of a reference frequency, a key, a range counter, a memory device with an indicator, and also containing a counter of the number of measurement cycles, the output of which is connected to another input of the storage device, the first output of the transceiver path is connected to the inputs respectively of the installation of the trigger unit and the counter of the number of measurement cycles, the second output of the transceiver path is connected to the input of the zero setting of the trigger EPA (US Patent No. 3968491, CL G01S 9/04, 1976).

Недостатком известных способа и устройства является невозможность измерения дальности без использования сигнала излучения.A disadvantage of the known method and device is the inability to measure range without using a radiation signal.

Технической задачей изобретения является расширение возможности способа и устройства за счет обеспечения возможности измерения дальности без использования сигнала излучения.An object of the invention is to expand the capabilities of the method and device by providing the ability to measure range without using a radiation signal.

Известно, что линейная скорость V при круговом перемещении может быть определена из выражения V=ωD,It is known that the linear velocity V during circular movement can be determined from the expression V = ωD,

где ω - угловая скорость перемещения;where ω is the angular velocity of movement;

D - дальность до объекта.D - distance to the object.

При наличии приемного устройства с прямоугольной диаграммой направленности и осуществлении сканирования с угловой скоростью ω считая известным поперечное сечение L диаграммы направленности и измеряя время T нахождения объекта в диаграмме направленности при ее сканировании, можно определить линейную скорость из выраженияIf you have a receiving device with a rectangular radiation pattern and perform scanning with an angular velocity ω, considering the cross section L of the radiation pattern known and measuring the time T of the object being in the radiation pattern when scanning it, you can determine the linear speed from the expression

.

.

Дальность до объекта можно определить из выраженияThe distance to the object can be determined from the expression

В данном выражении известны L и ω, а значение T можно определить как время нахождения объекта в диаграмме направленности.In this expression, L and ω are known, and the value of T can be defined as the time the object spent in the radiation pattern.

Технический результат изобретения достигается тем, что в предлагаемом способе измерения дальности до объекта, включающем регистрацию числа импульсов эталонной частоты, дополнительно осуществляют круговое сканирование пространства диаграммой направленности приемного устройства, имеющей длину поперечного сечения L с угловой скоростью ω, принимают излучаемый объектом сигнал при его нахождении в диаграмме направленности, измеряют временной интервал нахождения объекта в диаграмме направленности T, определяют дальность до объекта из выраженияThe technical result of the invention is achieved by the fact that in the proposed method of measuring the distance to the object, including recording the number of pulses of the reference frequency, an additional circular scan of the space is carried out by the radiation pattern of the receiving device having a cross-section length L with an angular velocity ω, the signal radiated by the object is received when it is in radiation pattern, measure the time interval the object is in the radiation pattern T, determine the distance to the object from rage

,

,

где ω - угловая скорость сканирования; T - временной интервал нахождения объекта в диаграмме направленности; L - длина поперечного сечения диаграммы направленности приемной антенны.where ω is the angular scanning speed; T is the time interval of finding the object in the radiation pattern; L is the length of the cross section of the radiation pattern of the receiving antenna.

Реализацию способа осуществляет дальномер, содержащий приемный тракт, генератор импульсов эталонной частоты, ключ и запоминающее устройство с индикатором, в который дополнительно введены счетчик импульсов и вычислитель, причем выход приемного тракта соединен с управляющим входом ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов эталонной частоты, а выход с входом счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом вычислителя, выход которого соединен с входом запоминающего устройства с индикатором, второй и третий входы вычислителя соединены соответственно с выходами задатчиков угловой скорости ω и длины L поперечного сечения диаграммы направленности антенны.The method is implemented by a range finder containing a receiving path, a pulse generator of a reference frequency, a key and a memory device with an indicator, in which a pulse counter and a calculator are additionally introduced, the output of the receiving path being connected to a key control input, the second input of which is connected to the output of a reference frequency pulse generator and the output with the input of the pulse counter, the output of which is connected to the first input of the calculator, the output of which is connected to the input of the storage device with an indicator, the second and the third inputs of the calculator are connected respectively to the outputs of the angular velocity adjusters ω and the length L of the cross section of the antenna pattern.

На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения дальности, где 1 - приемный тракт; 2 - ключ; 3 - генератор импульсов эталонной частоты; 4 - счетчик импульсов; 5 - вычислитель; 6 - запоминающее устройство с индикатором; 7 - задатчик угловой скорости ω, 8 - задатчик длины L поперечного сечения диаграммы направленности антенны.The drawing shows a structural diagram of a device for measuring range, where 1 is the receiving path; 2 - key; 3 - pulse generator of the reference frequency; 4 - pulse counter; 5 - calculator; 6 - storage device with an indicator; 7 - adjuster of angular velocity ω, 8 - adjuster of length L of the cross section of the antenna radiation pattern.

Устройство для измерения дальности до объекта содержит последовательно соединенный приемный тракт 1, ключ 2, счетчик импульсов 4, вычислитель 5 и запоминающее устройство с индикатором 6, а также генератор 3 импульсов эталонной частоты, задатчик 7 угловой скорости ω и задатчик 8 длины L поперечного сечения диаграммы направленности антенны, причем выход генератора 3 импульсов эталонной частоты соединен с входом ключа 2, а выходы задатчика 7 угловой скорости ω и задатчика 8 длины L поперечного сечения диаграммы направленности антенны соединены с входами вычислителя 5.The device for measuring the distance to the object contains a serially connected receiving path 1, a key 2, a pulse counter 4, a calculator 5 and a memory with indicator 6, as well as a pulse frequency generator 3, a reference angular velocity adjuster 7 and a cross-sectional length adjuster 8 of the cross-sectional length L directivity of the antenna, and the output of the generator 3 pulses of the reference frequency is connected to the input of the key 2, and the outputs of the adjuster 7 of the angular velocity ω and the adjuster 8 of length L of the cross section of the antenna pattern are connected to moves calculator 5.

Устройство функционирует следующим образом. Антенна приемного тракта 1 осуществляет сканирование пространства со скоростью ω. При попадании объекта в диаграмму направленности приемного тракта 1 на его выходе формируется сигнал, длительность T которого пропорциональна угловой скорости ω перемещения диаграммы направленности, длине L поперечного сечения диаграммы направленности антенны и дальности до объекта. Данный сигнал поступает на управляющий вход ключа 2, чем разрешает прохождение сигналов с выхода генератора 3 импульсов эталонной частоты на вход счетчика импульсов 4. На выходе счетчика импульсов 4 формируется код, пропорциональный T, который поступает в вычислитель 5. На выходе которого вычисляется дальность D до объекта из выражения

,The device operates as follows. The antenna of the receiving path 1 scans the space at a speed ω. When an object hits the radiation pattern of the receiving path 1, a signal is generated at its output, the duration T of which is proportional to the angular velocity ω of the radiation pattern, the length L of the cross section of the antenna pattern and the distance to the object. This signal is fed to the control input of the key 2, which allows the passage of signals from the output of the generator 3 pulses of the reference frequency to the input of the pulse counter 4. At the output of the pulse counter 4, a code proportional to T is generated, which enters the calculator 5. The output of which calculates the range D to object from expression

,

где ω - угловая скорость сканирования; Т - временной интервал нахождения объекта в диаграмме направленности; L - длина поперечного сечения диаграммы направленности антенны. Сигнал, пропорциональный дальности D до объекта, запоминается и индицируется запоминающим устройством с индикатором 6.where ω is the angular scanning speed; T is the time interval the object is in the radiation pattern; L is the length of the cross section of the antenna pattern. A signal proportional to the distance D to the object is stored and indicated by a memory device with indicator 6.

Claims (2)

1. Способ измерения дальности до объекта, включающий регистрацию числа импульсов эталонной частоты, отличающийся тем, что осуществляют круговое сканирование пространства диаграммой направленности приемного устройства, имеющей длину поперечного сечения L с угловой скоростью ω, принимают излучаемый объектом сигнал при его нахождении в диаграмме направленности, измеряют временной интервал нахождения объекта в диаграмме направленности T, определяют дальность до объекта из выражения

,
где ω - угловая скорость сканирования;
T - временной интервал нахождения объекта в диаграмме направленности;
L - длина поперечного сечения диаграммы направленности приемной антенны.1. The method of measuring the distance to the object, including recording the number of pulses of the reference frequency, characterized in that they perform circular scanning of the space with a radiation pattern of a receiving device having a cross-section length L with an angular velocity ω, receive the signal radiated by the object when it is in the radiation pattern, measure the time interval of finding the object in the radiation pattern T, determine the distance to the object from the expression

,
where ω is the angular scanning speed;
T is the time interval of finding the object in the radiation pattern;
L is the length of the cross section of the radiation pattern of the receiving antenna. 2. Дальномер, содержащий приемный тракт, генератор импульсов эталонной частоты, ключ и запоминающее устройство с индикатором, отличающийся тем, что введены счетчик импульсов и вычислитель, причем выход приемного тракта соединен с управляющим входом ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов эталонной частоты, а выход - с входом счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом вычислителя, выход которого соединен с входом запоминающего устройства с индикатором, второй и третий входы вычислителя соединены соответственно с выходами задатчиков угловой скорости ω и длины L поперечного сечения диаграммы направленности антенны. 2. A range finder comprising a receiving path, a pulse generator of a reference frequency, a key and a memory device with an indicator, characterized in that a pulse counter and a calculator are introduced, the output of the receiving path being connected to a control input of a key, the second input of which is connected to the output of a pulse frequency generator and the output - with the input of the pulse counter, the output of which is connected to the first input of the calculator, the output of which is connected to the input of the storage device with an indicator, the second and third inputs of the calculator are connected respectively, with the outputs of the angular velocity adjusters ω and the length L of the cross section of the antenna pattern.