УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ И СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ

1. Устройство измерения расстояния, которое измеряет расстояние до объекта измерения, содержащее:
источник сигнала, который выводит сигнал, имеющий множество разных частотных компонентов в пределах определенной полосы частот;
модуль передачи, который передает этот сигнал в виде волнового колебания;
модуль детектирования смешанной волны, который детектирует смешанную волну, состоящую из бегущей волны, включающей в себя либо волновое колебание, передаваемое модулем передачи, либо сигнал, выводимый источником сигнала, и отраженной волны волнового колебания, переданного модулем передачи, и отраженного от объекта измерения;
модуль анализа частотного компонента, который анализирует частотный компонент смешанной волны, детектированной модулем детектирования смешанной волны; и
модуль расчета расстояния, который определяет спектр расстояния путем дополнительной обработки анализируемых данных с использованием спектрального анализа и рассчитывает расстояние до объекта измерения.
2. Устройство измерения расстояния по п.1, в котором источник сигнала содержит множество генераторов одиночной частоты, каждый из которых генерирует разный компонент с одиночной частотой, и сумматор, который синтезирует сигналы, генерируемые множеством генераторов одиночной частоты.
3. Устройство измерения расстояния по п.1, в котором источник сигнала содержит генератор одиночной частоты, который генерирует компонент с одиночной частотой, и модулятор, который модулирует сигнал, генерируемый генератором одиночной частоты.
4. Устройство измерения расстояния по п.1, в котором источник сигнала содержит источник шума, который выводит частотный компонент в пределах определенной полосы частот.
5. Устройство измерения расстояния по любому из пп.1-4, в котором модуль анализа частотного компонента включает в себя аналого-цифровой (АЦ) преобразователь, который преобразует смешанную волну, детектируемую модулем детектирования смешанной волны, в цифровой сигнал, и сигнальный процессор, который анализирует частотные компоненты данных, выводимых из АЦ преобразователя, и рассчитывает размер каждого частотного компонента.
6. Устройство измерения расстояния по любому из пп.1-4, в котором модуль анализа частотного компонента включает в себя множество полосовых фильтров и модуль детектирования уровня, который детектирует выходной уровень полосового фильтра.
7. Устройство измерения расстояния по любому из пп.1-4, в котором модуль расчета расстояния рассчитывает спектр расстояния, подвергая данные, проанализированные модулем анализа частотного компонента, анализу Фурье.
8. Устройство измерения расстояния по п.5, в котором модуль расчета расстояния рассчитывает спектр расстояния, подвергая данные, проанализированные модулем анализа частотного компонента, анализу Фурье.
9. Устройство измерения расстояния по п.6, в котором модуль расчета расстояния рассчитывает спектр расстояния, подвергая данные, проанализированные модулем анализа частотного компонента, анализу Фурье.
10. Устройство измерения расстояния по любому из пп.1-4, в котором
множество модулей детектирования смешанной волны расположены в разных положениях;
модуль анализа частотного компонента анализирует частотные компоненты каждой смешанной волны, детектируемой модулями детектирования смешанной волны; и
модуль расчета расстояния рассчитывает спектр расстояния, используя проанализированные данные частотного компонента множества полученных смешанных волн.
11. Устройство измерения расстояния по п.5, в котором
множество модулей детектирования смешанной волны расположены в разных положениях;
модуль анализа частотного компонента анализирует частотные компоненты каждой смешанной волны, детектируемой модулями детектирования смешанной волны; и
модуль расчета расстояния рассчитывает спектр расстояния, используя проанализированные данные частотного компонента множества полученных смешанных волн.
12. Устройство измерения расстояния по п.6, в котором
множество модулей детектирования смешанной волны расположены в разных положениях;
модуль анализа частотного компонента анализирует частотные компоненты каждой смешанной волны, детектируемой модулями детектирования смешанной волны; и
модуль расчета расстояния рассчитывает спектр расстояния, используя проанализированные данные частотного компонента множества полученных смешанных волн.
13. Устройство измерения расстояния по п.7, в котором
множество модулей детектирования смешанной волны расположены в разных положениях;
модуль анализа частотного компонента анализирует частотные компоненты каждой смешанной волны, детектируемой модулями детектирования смешанной волны; и
модуль расчета расстояния рассчитывает спектр расстояния, используя проанализированные данные частотного компонента множества полученных смешанных волн.
14. Способ измерения расстояния, который измеряет расстояние до объекта измерения, содержащий этапы, на которых:
передают сигнал, имеющий множество различных частотных компонентов в определенной полосе частот, в виде волнового колебания;
детектируют смешанную волну, состоящую из бегущей волны, включающей в себя либо переданное волновое колебание, либо сигнал, и отраженной волны в виде переданного волнового колебания, отраженного от объекта измерения;
анализируют частотный компонент детектированной смешанной волны; и
определяют спектр расстояния, дополнительно подвергая данные, проанализированные с использованием анализа частотного компонента, спектральному анализу, и, таким образом, рассчитывают расстояние до объекта измерения.
15. Устройство измерения расстояния, которое измеряет расстояние до объекта измерения, содержащее:
источник сигнала, который выводит частотно-модулированный сигнал, полученный путем частотной модуляции несущей волны с определенной частотой, сигналом с произвольной частотой,
модуль передачи, который передает частотно-модулированный сигнал в виде волнового колебания;
модуль детектирования смешанной волны для детектирования смешанной волны, состоящей из бегущей волны, включающей в себя либо волновое колебание, переданное из модуля передачи, либо частотно-модулированный сигнал, выведенный из источника сигнала, и отраженной волны в виде волнового колебания, переданного из модуля передачи, отраженного от объекта измерения;
модуль детектирования амплитудного компонента, который детектирует амплитудный компонент смешанной волны, детектированной модулем детектирования смешанной волны; и
модуль расчета расстояния, который определяет спектр расстояния, дополнительно подвергая амплитудный компонент, детектированный модулем детектирования амплитудного компонента, спектральному анализу, и рассчитывает расстояние до объекта измерения.
16. Устройство измерения расстояния по п.15, в котором модуль расчета расстояния рассчитывает спектр расстояния, подвергая амплитудный компонент, детектируемый модулем детектирования амплитудного компонента, анализу Фурье.
17. Устройство измерения расстояния по п.15 или 16, в котором
множество модулей детектирования смешанной волны расположены в разных положениях;
модуль детектирования амплитудного компонента детектирует амплитудные компоненты каждой смешанной волны, детектированной модулями детектирования смешанной волны; и
модуль расчета расстояния рассчитывает спектр расстояния, используя данные амплитудного компонента множества полученных смешанных волн.
18. Способ измерения расстояния, который измеряет расстояние до объекта измерения, содержащий этапы, на которых:
передают сигнал, полученный путем частотной модуляции несущей волны с определенной частотой, сигналом с произвольной частотой, в качестве волнового колебания;
детектируют смешанную волну, состоящую из бегущей волны, включающей в себя либо переданное волновое колебание, либо частотно-модулированный сигнал, и отраженной волны в виде переданного волнового колебания, отраженного от объекта измерения;
детектируют амплитудный компонент детектированной смешанной волны; и
определяют спектр расстояния, дополнительно подвергая амплитудный компонент спектральному анализу, и рассчитывают, таким образом, расстояние до объекта измерения.
19. Устройство измерения расстояния, которое измеряет расстояние до объекта измерения, содержащее:
источник сигнала, который выводит сигнал с двойной частотой модуляции, полученный в результате двойной частотной модуляции несущей волны с определенной частотой вторым модулирующим сигналом, заранее частотно-модулированным первым модулирующим сигналом;
модуль передачи, который передает сигнал с двойной частотной модуляцией в качестве волнового колебания;
модуль детектирования смешанной волны для детектирования смешанной волны, состоящей из бегущей волны, включающей в себя либо волновое колебание, переданное модулем передачи, либо сигнал с двойной модуляцией, выведенный из источника сигнала, и отраженной волны в виде волнового колебания, переданного из модуля передачи, отраженного от объекта измерения;
модуль детектирования амплитудного компонента, который детектирует амплитудный компонент смешанной волны, детектированной модулем детектирования смешанной волны;
модуль выбора одиночной частоты, который выбирает один определенный частотный компонент из амплитудных компонентов, детектированных модулем детектированных амплитудного компонента;
модуль детектирования уровня сигнала, который детектирует уровень сигнала, полученный модулем выбора одиночной частоты; и
модуль расчета расстояния, который рассчитывает расстояние до объекта измерения на основе уровня сигнала, полученного модулем детектирования уровня сигнала.
20. Устройство измерения расстояния по п.19, в котором источник сигнала по отдельности генерирует первый модулирующий сигнал, второй модулирующий сигнал, модулированный первым модулирующим сигналом, и несущую волну; или
источник сигнала имеет средство сохранения сигнала с двойной модуляцией, в котором заранее сохраняют сигнал с двойной модуляцией; или
источник сигнала имеет средство сохранения второго модулирующего сигнала, в котором заранее сохраняют второй модулирующий сигнал, и средство генерирования несущей волны, которое генерирует несущую волну.
21. Устройство измерения расстояния по п.19 или 20, в котором
первый модулирующий сигнал представляет собой сигнал, который образует такую форму колебаний, которая ступенчато повышается или понижается в течение определенного первого периода; и
второй модулирующий сигнал представляет собой сигнал, полученный в результате модуляции пилообразного колебания с более коротким периодом, чем первый период, модулированный первым модулирующим сигналом.
22. Способ измерения расстояния, с помощью которого измеряют расстояние до объекта измерения, содержащий этапы, на которых:
передают в качестве волнового колебания сигнал с двойной модуляцией, полученный в результате двойной частотной модуляции несущей волны с определенной частотой вторым модулирующим сигналом, заранее частотно-модулированным первым модулирующим сигналом;
детектируют смешанную волну, состоящую из бегущей волны, включающей в себя либо переданное волновое колебание, либо сигнал с двойной частотной модуляцией, и отраженной волны, в виде волнового колебания, переданного модулем передачи, отраженного от объекта измерения;
детектируют амплитудный компонент детектированной смешанной волны;
выбирают один определенный частотный компонент из амплитудных компонентов;
детектируют уровень сигнала выбранного частотного компонента; и
рассчитывают расстояние до объекта измерения по уровню сигнала.