фазовый измеритель дальности с устройством компенсации систематической погрешности

Формула изобретения

ФАЗОВЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ДАЛЬНОСТИ С УСТРОЙСТВОМ КОМПЕНСАЦИИ СИСТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ, содержащий наземную станцию, состоящую из передатчика и приемника несущей и первого фазометра, бортовую станцию, состоящую из последовательно соединенных приемника несущей, усилителя модулирующей частоты, передатчика несущей, при этом второй выход усилителя модулирующей частоты соединен с вторым входом передатчика несущей, отличающийся тем, что в него дополнительно введены в наземную станцию формирователь частоты, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами передатчика несущей, первый и второй смесители, второй фазометр, первый и второй интеграторы, первый и второй фильтры нижних частот, сумматор, делитель постоянного напряжения, при этом первый и второй выходы приемника несущей соединены соответственно с первыми входами первого и второго смесителей, вторые входы которых соединены соответственно с четвертым и пятым выходами формирователя частот, выход первого смесителя соединен с первым входом первого фазометра, выход второго смесителя - с первым входом второго фазометра, вторые входы первого и второго фазометров соединены с третьим выходом формирователя частот, выход первого фазометра через последовательно соединенные первый интегратор и первый фильтр нижних частот соединен с первым входом сумматора, выход второго фазометра через последовательно соединенные второй интегратор и второй фильтр нижних частот соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с входом делителя постоянного напряжения, выход которого является выходом измерителя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике радионавигации и может использоваться для измерения дальности.

Целью изобретения является повышение точности фазового измерителя дальности путем компенсации систематической погрешности, вызванной эффектом Доплера и фазовой задержкой в блоках дальномера, при совместной обработке измеряемого фазового сдвига на двух поднесущих частотах.

На чертеже представлена структурная электрическая схема фазового измерителя дальности с устройством компенсации систематической погрешности. Она содержит: наземную станцию, в состав которой входят формирователь 1 частот, передатчик 2 несущей ₁, приемник 3 несущей ₂, смесители 4 и 5, фазометры 6 и 7, интеграторы 8 и 9, фильтры 10 и 12 нижних частот, сумматор 11, делитель 13 постоянного напряжения, бортовую станцию, в состав которых входят приемник 14 несущей ₁, усилитель 15 модулирующих частот, передатчик 16 несущей ₂.

Фазовый измеритель дальности с устройством компенсации систематической погрешности работает следующим образом.

С первого и второго выходов формирователя 1 частот модулирующие частоты ₁ и одновременно поступают на вход передатчика 2. Высокочастотные колебания несущей ₁, излучаемые передатчиком 2, принимаются приемником 14 бортовой станции. Приемник 14 осуществляет прием запросного сигнала, преобразование и раздельную фильтрацию модулирующих частот ₁, ₂ .Выделенные модулирующие частоты ₁, ₂усиливаются в усилителе 15 и поступают на вход модулятора передатчика 16 для модуляции несущей ₂, Передатчик 16 обеспечивает формирование ответного сигнала на заданном энергетическом уровне, модулированного двумя модулирующими частотами ₁, ₂ . Высокочастотные сигналы несущей ₂ принимаются приемником 3 наземной станции. Измерение фазовой задержки, несущей информацию о дальности, осуществляется на промежуточной частоте после гетеродинирования поднесущих ₁ и ₂ в смесителях 4 и 5, причем в смесителе 4 гетеродинирование производится без инвертирования спектра частот, а в смесителе 5 - с инвертированием спектра, сигнал на выходе смесителей 4, 5 имеют одинаковые начальные фазы. В результате преобразования сигналов на выходе смесителей 4 и 5 сдвиги фаз, вызванные эффектом Доплера и задержками в блоках дальномера, имеют противоположные знаки, и выражения имеют вид

v₁^ll=v_osin[(_p+_допл.1)(t-_o)+

+₁+_o]+₁+_o]+n₁(t); (1)

v₂^ll=v_osin[(_p- _допл.2)(t-_o)-

-₂+_o]+n₂ (t). (2)

Сигнал на третьем выходе формирователя 1 частот можно записать в виде

v_p = v_osin _pt + _o.

Тогда в результате сравнения фаз сигналов (1), (2) с опорным сигналом начальная фаза _o компенсируется и на выходах фазометров 6,7 для момента времени t_k имеют

_1k=t_kдопл.1-_o(_p+_допл.1)+

+₁+n₁(t);

_2k=-t_kдопл.2-_o(_p+_допл.2)-

-₂+n₂(t) .

На интервале измерения, меньшем интервалa корреляции, медленно изменяющиеся процессы слабо влияют на характер связей, имеющихся в сигнале и осреднение результатов измерений фазы в интеграторах 8, 9 позволяет сгладить аддитивные шумы, а в сумматоре 11 произвести компенсацию систематической ошибки измерений.

В разрабатываемом устройстве при использовании бортовой станции измерение дальности производится без накапливания погрешностей.

Таким образом, фазовый измеритель дальности с устройством компенсации систематической погрешности при совместной обработке измеряемого фазового сдвига на двух поднесущих частотах позволяет исключить влияние эффекта Доплера и задержек сигнала в блоках дальномера.