Устройство для измерения скорости

 

0 Il И С А Н И Е (и) 590687

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

i г. I

"1. 4 (51) М. Кл. 6 01S 9(44 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.08.76 (21) 2392495/18-09 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.78. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 08.02.78

Гасударственные комитет

Сонета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.396.96 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. А. Стрюков и Ю. М. Зверев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах ближней радиолокации.

Наиболее близким к данному изобретению является устройство для измерения скорости, содержащее приемную антенну и последовательно соединенные генератор высокой частоты, фазовый детектор, усилитель постоянного тока и блок управления частотой, выход которого соединен с входом генератора высокой частоты, соединенного своим вторым выходом с передающей антенной, при этом выход усилителя постоянного тока соединен с входом блока измерения частоты (1).

Работа известного устройства основана на эффекте затягивания в системе фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), которая содержит последовательно соединенные генератор высокой частоты, фазовый детектор, усилитель постоянного тока и блок управления частотой, выход которого соединен с входом генератора высокой частоты, при этом используется явление изменения частоты подстраиваемого генератора высокой частоты под действием энергии электромагнитного .колебания, отраженного от поверхности объекта, скорость которого измеряется.

Однако известное устройство не позволяет определить знака направления движения.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем определения знака направления движения.

Для этого в устройство для измерения скорости, содержащее приемную антенну и последовательно соединенные генератор высокой частоты, фазовый детектор, усилитель постоянного тока и блок управления частотой, выход .которого соединен с входом генератора высокой частоты, соединенного своим вторым выходом с передающей антенной, при этом выход усилителя постоянного тока соединен с входом блока измерения частоты, введены частотно-сдвигающий блок, датчик величины опорной частоты и блок вычитания, при этом частотно-сдвигающий блок включен между выходом .приемной антенны и вторым входом фазового детектора, а выход датчика величины опорной частоты соединен с первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом блока измерения частоты.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство содержит приемную антенну 1 и последовательно соединенные генератор 2 высокой частоты, фазовый детектор 3, усилитель 4 постоянного тока и блок 5 управления частотой, выход которого соединен с входом

30 генератора 2 высокой частоты, соединенного

590687 своим вторым выходом с передающей антенной 6, при этом выход усилителя 4 постоянного тока соединен с входом блока 7 измерения частоты, частотно-сдвигающий блок 8, датчик

9 величины опорной частоты и блок 10 вычитания, при этом частотно-сдвигающий блок 8 включен между выходом приемной антенны 1 и вторым входом фазового детектора 3, а выход датчика 9 величины опорной частоты соединен с первым входом блока 10 вычитания, второй вход которого соединен с выходом блока 7 измерения частоты.

Устройство для измерения скорости работает следующим образом.

Электромагнитные колебания, излучаемые генератором 2 высокой частоты, через передающую антенну 6 после отражения от поверхности 11 объекта, скорость движения которого измеряется, принимаются приемной антенной 1, имея относительно сигнала генератора

2 высокой частоты фазовое запаздывание р.

Если параметры устройства выбраны таким образом, что выполняется условие

106

4 м»кс —— И отр -=

25 где А макс — девиация частоты между сигна лом генератора высокой частоты и сигналом, отраженным от поверхности об ьекта;

К вЂ” коэффициент усиления разомкнутой системы ФАП"1;

R — расстояние от устройства до поверхности объекта, то величина фазового запаздывания определяется как

4rrR — fo

С где f, — собственная частота генератора высокой частоты;

С вЂ” скорость света.

Принятый сигнал поступает на частотносдвигающий блок 8, выполненный, например, в виде лампы бегущей волны, работающей в режиме серрадинирования, который изменяет частоту сигнала на некоторую опорную вели- 50 чину forr и соответственно фазу на величину т"ол : fon

Поэтому на выходе частотно-сдвигающего блока 8 фаза сигнала будет отставать от фа- 55 зы генератора 2 высокой частоты па величину

Ф = V + v- = 2-,. (Р, + f-), где F-„,— допплеровский сдвиг частоты приня- 60 того сигнала.

Этот сигнал детектируется фазовым детектором 3, с выхода которого управляющее напряжение через усилитель 4 постоянного тока

С помощью блока 5 управления частотой из- 05 меняет частоту генератора высокой частоты по закону

f r: f î + A E„p sin 2 (F» + f orr) t.

Таким образом, частота генератора 2 высокой частоты при облучении поверхности 11 объекта, движущегося со скоростью V, изменяется на величину

F =F»+1-.

Величина частоты F измеряется блоком 7 измерения частоты. Вычитая с помощью блока 10 вычитания из измеренного значения Р опорное значение оп, вырабатываемое датчиком величины 9 опорной частоты, можно определить значение допплеровской частоты с учетом направления движения объекта

F» — /оп

При этом необходимо, чтобы выполнялось условие

foa) » где FrrÄÄ, — максимальное значение допплеровского сдвига частоты.

Тогда, если объект движется от измерителя, то F = — F»+ fo и F» (0, а если объект движется на измеритель, то

Р = F» + /,„и F» ) О.

Сравнительные испытания данного устройства с известным показали, что оно определяет не только величину скорости движения, но и знак направления движения объекта, что позволяет, сохраняя высокую точность измерения радиальной скорости объекта, расширить функциональные возможности устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости, содержащее приемную антенну и последовательно соединенные генератор высокой частоты, фазовый детектор, усилитель постоянного тока и блок управления частотой, выход которого соединен с входом генератора высокой частоты, соединенного своим вторым выходом с передающей антенной, при этом выход усилителя постоянного тока соединен с входом блока. измерения частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем,, что, с целью расширения функциональных: возможностей путем определения знака направления двпжения, в него введены частотно-сдвигающий блок, датчик величины опорной частоты и блок вычитания, при этом частотно-сдвигающий блок включен между выходом приемной антенны и вторым входом фазового детектора, а выход датчика величины опорной частоты соединен с первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом блока измерения частоты

Источники информации, принятыс во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельсгво СССР Хо304865, М. Кл. G OIS 9/44, 28.12.69.

69О687

Составитель В. Иванов

Техред А, 1(амышникова 1(оррсктор 3. Тарасова

Редактор Н. Суханова

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3264j19 Изд. № 169 Тираж 725

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5