УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ
RANGE FINDER

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в системах поиска объектов
Известно устройство определения дальности, представленное в книге «Радиотехнические системы», Ю.М.Козаринов, 1990, стр.194-197. В нем определяется дальность путем измерения времени следования отраженного от объекта сигнала. Однако точность определения дальности не всегда достаточна.
Известно устройство определения дальности, описанное в вышеупомянутом источнике на стр.262-265. В нем синхронизатор выдает команду передающему устройству для излучения импульса и в преобразователь дальности для осуществления начала отсчета дальности. Отраженный от объекта сигнал поступает в приемное устройство, осуществляющее преобразование электромагнитной энергии в электрический сигнал, поступающий в преобразователь дальности, который определяет временное рассогласование между импульсом с синхронизатора и сигналом с приемного устройства, представляющее из себя информацию о дальности. Последняя отображается на индикаторе. Однако точность определения дальности может быть не всегда достаточна. С помощью предлагаемого устройства увеличивается точность определения дальности.
Достигается это введением двух вычитателей, датчика измеренной дальности до эталонных объектов и постоянного запоминающего устройства. При этом группа выходов преобразователя дальности соединена с первой группой входов первого вычитателя, имеющего группу выходов и вторую группу входов, соответственно соединенных: с группой входов индикатора и с группой выходов второго вычитателя, имеющего первую группу входов, соединенную через постоянное запоминающее устройство с группой выходов датчика измеренной дальности до эталонных объектов, соединенного также со второй группой входов второго вычитателя и имеющего группу входов, соединенную с вышеупомянутой группой выходов преобразователя дальности.
На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения:
1 - передающее устройство
2 - приемное устройство
3 - синхронизатор
4 - преобразователь дальности
5, 6 - вычитатели
7 - датчик измеренной дальности до эталонных объектов
8 - индикатор
9 - постоянное запоминающее устройство
При этом выход синхронизатора 3 соединен с входом передающего устройства 1 и с первым входом преобразователя дальности 4, имеющего второй вход, соединенный с выходом приемного устройства 2, имеющего группу выходов, соединенную с первой группой входов вычитателя 5, имеющего группу выходов и вторую группу входов, соответственно соединенных с группой входов индикатора 8 и с группой выходов вычитателя 6, имеющего первую группу входов, соответственно соединенную через постоянное запоминающее устройство 9 с группой выходов датчика измеренной дальности до эталонных объектов 7, соединенного также с второй группой входов вычитателя 6, имеющего группу входов, соединенную с вышеупомянутой группой выходов преобразователя дальности 4.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Синхронизатор 3 выдает команду передающему устройству 1 для излучения зондирующего импульса и на первый вход преобразователя дальности 4 для осуществления начала отсчета дальности. Отраженные от объектов сигналы поступают в приемное устройство 2, осуществляющее преобразование электромагнитной энергии в электрические сигналы, поступающие далее на второй вход преобразователя дальности 4, который определяет временное рассогласование между импульсом с синхронизатора и сигналом с приемного устройства, представляющее из себя информацию о дальности. Пример использования преобразователя дальности представлен, например, в книге Васина В.В., Степанова Б.М. «Справочник-задачник по радиолокации», М., 1977, стр.214, фиг.9.7.
В отличие от прототипа в предлагаемое устройство вводятся дополнительные узлы, а именно: вычитатели 5, 6, датчик измеренных дальностей от эталонных объектов 7 и постоянное запоминающее устройство 9, при этом в качестве эталонных объектов могут быть использованы неподвижные объекты в поле зрения устройства, дальность до которых заранее определяется с необходимой точностью относительно радиолокатора. В вычитателе 6 определяется разность между измеренной дальностью до эталонных объектов и фактической дальностью до этих объектов. При этом измеренные дальности с выхода преобразователя дальности 4 поступают в датчик 7, где они выделяются в моменты наличия заранее известных направлений на эталонные объекты в процессе обзора. Выделенные дальности с датчика 7 поступают в постоянное запоминающее устройство 9, где для каждого значения дальностей, наиболее близко совпадающего с эталонной дальностью, зашивается эта эталонная дальность, которая вычитается в вычитателе 6 из выделенной измеренной дальности с датчика 7. Таким образом, выполняются функции блока вторичной обработки, представленные, например, в книге Пестрякова В.П. и др. «Радиотехнические системы», 1985, стр.219. При отсутствии искусственных эталонных объектов можно использовать естественные объекты.
Количество эталонных объектов зависит от условий распространения электромагнитной энергии и рефракции, которые могут отличаться на разных направлениях и меняться с течением времени. Разность от вычитателя 6, представляющая из себя значения уточнения дальности, поступает в вычитатель 5, где запоминается до момента прихода следующей разности и вычитается из измеренных дальностей до целей, поступающих с преобразователя дальности 4, и разности, представляющие из себя уточненные дальности до целей, отображаются на индикаторе 8. Пример исполнения вычитателя с запоминанием вычитаемой информации представлен в книге Орлова И.А., Корнюшко В.Ф. «Основы вычислительной техники и организация вычислительных работ», «Энергоатомиздат», М., 1984, стр.94-96. Предлагаемое устройство может быть использовано для поиска воздушных целей, в том числе и низколетящих, также для поиска наземных и надводных объектов. При стабильных условиях распространения радиоволн и отсутствия рефракции достаточно одного эталонного объекта. При этом на величину разности, поступающей с вычитателя 6, влияют задержки сигнала внутри устройства, которые могут меняться с течением времени.
В процессе настройки определяется количество эталонных неподвижных объектов и определяется фактическая дальность до них с точностью, например, 5 метров, которая должна соответствовать точности определения дальности данного устройства.
Устройство с уменьшенной дальностью действия, где достаточно одного эталонного объекта, можно использовать в системах контроля движения на автодорогах, используя в качестве эталонного объекта неподвижный объект, а также для контроля воздушного движения, безопасности движения кораблей. При этом в качестве эталонного объекта может быть выбран другой корабль или объект на берегу, дальность до которого может быть определена с помощью лазера. При контроле за воздушным движением, в том числе и в ближней зоне, в качестве эталонного объекта может быть использован воздушный объект, дальность до которого также может быть определена с помощью лазера. В этом варианте применения в блок обработки 7 от лазера поступает информация о дальности до эталонного подвижного объекта и направлении до него. И после поступления значения дальности от преобразователя дальности 4 блок обработки 7, после анализа поступившей информации, выдает эту дальность от преобразователя и дальность от лазера в вычитатель 6. При этом постоянное запоминающее устройство 9 не участвует в работе, и его входы отключаются. Аналогичные действия происходят при вышеупомянутом использовании в качестве эталонного объекта корабля, а также подвижного наземного объекта. Таким образом, использование предлагаемого устройства расширяет тактико-технические характеристики и функциональные возможности радиолокационных средств, а следовательно, и обеспечивается экономический эффект.