Патент на изобретение №2365941

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ ДО ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к системам с использованием отражения или вторичного излучения электромагнитных или иных волн, а именно к дальномерам. Технический результат изобретения – обеспечение возможности измерения дальности без использования сигнала излучения. Изобретение заключается в регистрации числа импульсов эталонной частоты, осуществлении кругового сканирования пространства диаграммой направленности приемного устройства с угловой скоростью , приеме излучаемого объектом сигнала при его нахождении в диаграмме направленности, измерении временного интервала Т нахождения объекта в диаграмме направленности, определении дальности до объекта из выражения: . Дальномер, реализующий способ, содержит последовательно соединенные приемный тракт, ключ, счетчик импульсов, вычислитель и запоминающее устройство с индикатором, а также генератор импульсов эталонной частоты, задатчик угловой скорости и задатчик длины L поперечного сечения диаграммы направленности приемной антенны, причем выход генератора импульсов эталонной частоты соединен с входом ключа, а выходы задатчика угловой скорости и задатчика длины L поперечного сечения диаграммы направленности приемной антенны соединены с входами вычислителя. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к системам с использованием отражения или вторичного излучения электромагнитных или иных волн, а именно к дальномерам.

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).

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).

Недостатком известных способа и устройства является невозможность измерения дальности без использования сигнала излучения.

Технической задачей изобретения является расширение возможности способа и устройства за счет обеспечения возможности измерения дальности без использования сигнала излучения.

Известно, что линейная скорость V при круговом перемещении может быть определена из выражения V=D,

где – угловая скорость перемещения;

D – дальность до объекта.

При наличии приемного устройства с прямоугольной диаграммой направленности и осуществлении сканирования с угловой скоростью считая известным поперечное сечение L диаграммы направленности и измеряя время T нахождения объекта в диаграмме направленности при ее сканировании, можно определить линейную скорость из выражения

.

Дальность до объекта можно определить из выражения

В данном выражении известны L и , а значение T можно определить как время нахождения объекта в диаграмме направленности.

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 , 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 – угловая скорость сканирования; T – временной интервал нахождения объекта в диаграмме направленности; L – длина поперечного сечения диаграммы направленности приемной антенны.

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 и длины L поперечного сечения диаграммы направленности антенны.

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 , 8 – задатчик длины L поперечного сечения диаграммы направленности антенны.

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 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 и задатчика 8 длины L поперечного сечения диаграммы направленности антенны соединены с входами вычислителя 5.

Устройство функционирует следующим образом. Антенна приемного тракта 1 осуществляет сканирование пространства со скоростью . При попадании объекта в диаграмму направленности приемного тракта 1 на его выходе формируется сигнал, длительность T которого пропорциональна угловой скорости 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 ,

где – 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.

Формула изобретения

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 , 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 – угловая скорость сканирования;
T – временной интервал нахождения объекта в диаграмме направленности;
L – длина поперечного сечения диаграммы направленности приемной антенны.

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 и длины L поперечного сечения диаграммы направленности антенны.

РИСУНКИ