RU2117964C1 - Small-sized radar of motor vehicle - Google Patents
Small-sized radar of motor vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2117964C1 RU2117964C1 RU97110692A RU97110692A RU2117964C1 RU 2117964 C1 RU2117964 C1 RU 2117964C1 RU 97110692 A RU97110692 A RU 97110692A RU 97110692 A RU97110692 A RU 97110692A RU 2117964 C1 RU2117964 C1 RU 2117964C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- code
- input
- synthesizer
- signal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предложение относится к радиолокации и может быть использовано на транспортных средствах для поддержания оптимальной дистанции и скорости, предотвращения столкновений и обеспечения безопасности дорожного движения в транспортном потоке. The proposal relates to radar and can be used on vehicles to maintain optimal distance and speed, prevent collisions and ensure traffic safety in the traffic stream.
Известны радиолокационные средства обнаружения потенциальноопасных препятствий на трассе, сигнализирующие водителю о них при достижении критических значений скорости сближения и дальности до препятствия, [1, с. 153, 221]. Known radar detection of potentially dangerous obstacles on the highway, signaling the driver about them when reaching critical values of the speed of approach and the distance to the obstacle, [1, p. 153, 221].
Устройство предполагает установку на лидирующем автомобиле пассивного приемоответчика, что существенно усложняет его реализацию и ограничивает сферу его применения. The device involves the installation of a passive transponder on a leading car, which significantly complicates its implementation and limits its scope.
Известны радиолокационные средства обеспечения безопасной дистанции между движущимися транспортными средствами [2]. Устройство содержит радиолокационную систему измерения дальности и относительной скорости, датчик собственной скорости и панель индикаторов. Безопасность обеспечивается за счет автоматического воздействия на систему торможения транспортного средства при уменьшении расстояния между ним и потенциальным препятствием до некоторой критической величины. Known radar means to ensure a safe distance between moving vehicles [2]. The device contains a radar system for measuring range and relative speed, a sensor of its own speed and a panel of indicators. Safety is ensured by automatically acting on the vehicle's braking system while reducing the distance between it and the potential obstacle to a certain critical value.
Однако торможение не всегда является оптимальным действием на конкретную сложившуюся дорожную ситуацию и нередко лучше, не снижая скорости, выполнить объезд (опережение) впереди идущего транспортного средства. Поэтому выключение водителя из процесса управления в такой момент не желательно. Кроме того, необходимость оборудования транспортных средств датчиками собственной скорости и автоматической системой торможения ограничивают применение таких систем, которые, к тому же, как правило, приводят к завышению величины безопасной дистанции и к снижению плотности потока при движении в колонне. However, braking is not always an optimal effect on a specific prevailing road situation and it is often better, without slowing down, to bypass (ahead of) the vehicle in front. Therefore, turning off the driver from the control process at such a moment is not desirable. In addition, the need to equip vehicles with their own speed sensors and an automatic braking system limits the use of such systems, which, moreover, tend to overestimate the safe distance and reduce the flux density when moving in a convoy.
Известно радиолокационное устройство для предупреждения столкновения транспортных средств, содержащее приемопередатчик, измеритель собственной скорости, устройство обработки сигнала и процессор, который вырабатывает команду на включение тревожной сигнализации [3]. Known radar device for preventing collisions of vehicles, containing a transceiver, a speed meter, a signal processing device and a processor that generates a command to enable an alarm [3].
Это устройство не имеет разрешения обнаруживаемых объектов по дальности, что приводит к увеличению ложных срабатываний и уменьшению вероятности обнаружения опасных объектов на фоне других предметов, попавших в луч диаграммы направленности антенны приемопередатчика. This device does not have the resolution of detectable objects in range, which leads to an increase in false positives and a decrease in the likelihood of detecting dangerous objects against the background of other objects that fall into the beam of the antenna pattern of the transceiver.
Наиболее близким аналогом является устройство предупреждения столкновения транспортного средства по международной заявке [4]. The closest analogue is a vehicle collision avoidance device according to the international application [4].
Устройство содержит последовательно соединенные генератор модулирующей частоты, модулятор, генератор СВЧ, направленный ответвитель, один вход которого через вентиль соединен с передающей антенной, смеситель, второй вход которого через вентиль соединен с приемной антенной, предварительный усилитель, полосовой фильтр, регулятор усиления, коммутатор, усилитель промежуточной частоты, второй смеситель, узкополосный фильтр, детектор, усилитель, первое устройство выборки и хранения, первый фильтр низких частот, фазовый компаратор, запоминающее устройство, измеритель скорости сближения, формирователь поясов, регистр, двоичный сумматор, цифроаналоговый преобразователь, управляемый источник напряжения, перестраиваемый генератор, выход которого соединен с гетеродинным входом второго смесителя. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные генератор опорного напряжения, инвертор, второй формирователь импульсов, второе устройство выборки и хранения, второй фильтр нижних частот, регулируемый повторитель, выход которого соединен с вторым входом фазового компаратора. К второму выходу измерителя скорости сближения подключен измеритель тормозного пути, на второй вход которого поступает информация с датчика скорости движения. Источник светового сигнала и источник звукового сигнала соединены с выходом измерителя тормозного пути. Устройство содержит также первый формирователь импульсов, формирователь стробирующих импульсов, цифровое пороговое устройство. При этом блоки модулятора, генератора СВЧ, направленного ответвителя, вентили, антенны и смеситель образуют приемо-передающую часть. Полосовой фильтр, регулятор усиления и коммутатор предназначены для полосового усиления обрабатываемого сигнала. Блоки второго смесителя, узкополосного фильтра, детектора и усилителя выполняют функцию анализатора спектра сигнала фильтровым способом с гетеродинным преобразованием частоты [5, с. 76-77, рис. 5-74]. The device contains a serially connected modulating frequency generator, a modulator, a microwave generator, a directional coupler, one input of which is connected to a transmitting antenna through a valve, a mixer, the second input of which is connected to a receiving antenna through a valve, a preliminary amplifier, a bandpass filter, a gain regulator, a switch, an amplifier intermediate frequency, second mixer, narrow-band filter, detector, amplifier, first sampling and storage device, first low-pass filter, phase comparator, memory The present device, the meter convergence rate shaper belts, a register, the binary adder, a digital to analog converter controlled by a voltage source, a tunable oscillator, whose output is connected to the local oscillator input of the second mixer. In addition, the device includes a series-connected reference voltage generator, an inverter, a second pulse shaper, a second sampling and storage device, a second low-pass filter, an adjustable repeater, the output of which is connected to the second input of the phase comparator. The braking distance meter is connected to the second output of the approach speed meter, the second input of which receives information from the speed sensor. The light source and the sound source are connected to the output of the braking distance meter. The device also comprises a first pulse shaper, a gate pulse shaper, and a digital threshold device. In this case, the blocks of the modulator, microwave generator, directional coupler, gates, antennas and mixer form the transmit-receive part. The band-pass filter, gain control and switch are designed for band-pass amplification of the processed signal. The blocks of the second mixer, narrow-band filter, detector, and amplifier perform the function of a signal spectrum analyzer by the filter method with a heterodyne frequency conversion [5, p. 76-77, fig. 5-74].
При этом блоки цифроаналогового преобразователя, управляемого источника напряжения и перестраиваемый генератор выполняют функцию синтеза гетеродинной частоты описанного анализатора спектра. Управляющий сигнал в виде цифрового кода вырабатывает формирователь поясов и регистр. Можно предположить, что включение системы сделано с пульта управления, а необходимые питающие напряжения формируются вторичным источником питания. In this case, the blocks of the digital-to-analog converter, the controlled voltage source, and the tunable generator perform the synthesis function of the local oscillator frequency of the described spectrum analyzer. The control signal in the form of a digital code is generated by the belt shaper and register. It can be assumed that the system was turned on from the control panel, and the necessary supply voltages are formed by the secondary power source.
Данное устройство формирует зондирующий частотно-модулированный сигнал, принимает сигнал, отраженный от объекта в зоне обнаружения, выполняет анализ спектра принятого сигнала фильтровым способом с гетеродинным преобразованием частоты, фазовое компарирование сигналов различных спектральных составляющих, измерение собственной скорости и тормозного пути, вырабатывает сигнал о возможности столкновения при уменьшении текущего расстояния до величины тормозного пути. This device generates a probing frequency-modulated signal, receives a signal reflected from an object in the detection zone, performs an analysis of the spectrum of the received signal by a filter method with heterodyne frequency conversion, phase compares the signals of various spectral components, measures its own speed and stopping distance, generates a signal about the possibility of a collision by reducing the current distance to the braking distance.
Недостатки данного устройства:
ограничение по чувствительности из-за малого времени последетекторного усреднения сигнала устройствами выборки и хранения;
ограничение допустимого динамического диапазона входных сигналов из-за влияния паразитной амплитудной модуляции СВЧ передатчика, попадающей в тракт фильтрового анализатора спектра через гетеродинный тракт высокочастотной части радиолокатора;
ограничение допустимого динамического диапазона входных сигналов, определяемое характеристиками узкополосного фильтра (не более 60 дБ), для увеличения динамического диапазона в прототипе применен регулятор усиления для ближних дальностей. Однако одновременно с полезным действием эта схема подавляет сигнал в ближней зоне, что и ограничивает чувствительность устройства в этой зоне, т.е. подавляя сигнал для обеспечения динамического диапазона по максимально возможной величине сигналов, отраженных от крупногабаритных объектов (грузовиков, автопоездов и т.п.), одновременно подавляется до уровня шумов сигнал от малоразмерных объектов (мотоциклов, легковых автомобилей и т. п. ), в результате не исключаются ложные срабатывания схемы от крупногабаритных объектов и пропуски сигналов от малоразмерных объектов;
ограничение применения из-за необходимости измерения собственной скорости автомобиля, информация о которой непосредственно, без учета реального тормозного пути и времени реакции водителя, не определяет безопасность движения.The disadvantages of this device:
sensitivity limitation due to the short time of post-detector signal averaging by sampling and storage devices;
limitation of the allowable dynamic range of input signals due to the influence of spurious amplitude modulation of the microwave transmitter falling into the path of the filter spectrum analyzer through the heterodyne path of the high-frequency part of the radar;
the limitation of the allowable dynamic range of the input signals, determined by the characteristics of the narrow-band filter (not more than 60 dB), to increase the dynamic range in the prototype, a gain control is applied for short-range ranges. However, at the same time as the useful action, this circuit suppresses the signal in the near zone, which limits the sensitivity of the device in this zone, i.e. suppressing the signal to provide a dynamic range for the maximum possible value of signals reflected from large-sized objects (trucks, road trains, etc.), the signal from small objects (motorcycles, cars, etc.) is simultaneously suppressed to the noise level, as a result false positives of the circuit from large-sized objects and omissions of signals from small-sized objects are not excluded;
restriction of use due to the need to measure the vehicle’s own speed, information about which directly, without taking into account the real braking distance and the reaction time of the driver, does not determine traffic safety.
Если за признак безопасности принять равенство нулю относительной скорости Vотн объектов, то безопасная дистанция D может определяться формулой
D = const + Vотн. • Vотн./2а
где a - ускорение торможения транспорта на трассе (1 - 6 м/с•с);
const - постоянная, характеризующая расстояние, которое определяется временем реакции водителя на сигнал опасности до момента нажатия тормозной педали (≈ 4 - 16 м).If, for a sign of safety, we take the relative velocity Vrel of objects to zero, then the safe distance D can be determined by the formula
D = const + Vrel • Vrel. / 2a
where a is the acceleration of vehicle braking on the highway (1 - 6 m / s • s);
const is a constant characterizing the distance, which is determined by the response time of the driver to the danger signal until the brake pedal is pressed (≈ 4 - 16 m).
Для случая наезда на неподвижное препятствие относительная скорость, измеряемая радиолокатором, равна собственной скорости транспортного средства, что исключает необходимость отдельного прибора измерения собственной скорости в этом режиме обнаружения препятствия. При движении в составе колонны транспортных средств целесообразно перейти на режим поддержания фиксированной дистанции. Это вызвано тем, что очень много факторов обуславливают безопасную дистанцию, поэтому решение о выборе величины дистанции должен принять сам водитель. In the case of a collision with a stationary obstacle, the relative speed measured by the radar is equal to the vehicle’s own speed, which eliminates the need for a separate device for measuring its own speed in this obstacle detection mode. When moving in a convoy of vehicles, it is advisable to switch to a fixed distance maintenance mode. This is due to the fact that a lot of factors determine a safe distance, so the driver must decide on the choice of distance.
Другим недостатком известного устройства является отсутствие в сигнале оповещения водителя об опасности столкновения информации о текущем расстоянии до объекта. Сигнал оповещения в этом устройстве несет информацию об уменьшении расстояния между транспортными средствами до величины, сопоставимой с величиной тормозного пути. Это приводит к ограничению применения данного устройства при движении в колонне транспортных средств, когда неизвестна величина коэффициента сцепления шин с дорожным покрытием, а требуется соблюдать интервал, определенный приказом по колонне. В этом случае у водителя резко ограничивается возможность маневра, диктуемого условиями трассы и практическим опытом самого водителя, что связано с дополнительными нервными перегрузками и, соответственно, с нервозными действиями водителя в процессе торможения. Another disadvantage of the known device is the lack of a warning signal to the driver about the danger of collision information about the current distance to the object. The warning signal in this device carries information about reducing the distance between vehicles to a value comparable to the value of the braking distance. This leads to the limitation of the use of this device when driving in a convoy of vehicles when the magnitude of the coefficient of adhesion of tires to the road surface is unknown, and it is necessary to observe the interval determined by the order for the convoy. In this case, the driver’s ability to maneuver dictated by the conditions of the route and the practical experience of the driver himself is sharply limited, which is associated with additional nervous overloads and, accordingly, with the nervous actions of the driver during braking.
Кроме того, сигнал оповещения формируется только по приближающимся препятствиям. Данное обстоятельство не позволяет использовать устройство-прототип для работы в режиме поддержания заданной дистанции, когда требуется оповестить водителя не только о приближении к препятствию, но и об отставании от лидера. In addition, an alert signal is generated only by approaching obstacles. This fact does not allow the use of a prototype device to work in the mode of maintaining a given distance, when it is necessary to notify the driver not only about approaching an obstacle, but also about lagging behind the leader.
Для устранения указанных недостатков прототипа и повышения достоверности работы в устройствах малогабаритного радиолокатора, содержащего последовательно соединенные приемопередающую высокочастотную часть, управляющий вход которой соединен с выходом генератора импульсов, и предварительный усилитель, а также блок полосового усиления, фильтровой анализатор спектра, блок звуковоспроизведения, последовательно соединенные генератор кода, сумматор и синтезатор гетеродинной частоты, выход которого соединен с гетеродинным входом фильтрового анализатора спектра, последовательно соединенные пульт управления, вторичный источник питания и источник опорного напряжения, введены двухполярный ограничитель, режекторный фильтр, последовательно соединенные интегратор, демультиплексор, блок амплитудного дискриминатора, мультиплексор, ключ, блок задержки, блок фиксации кода, синтезатор сигнала звуковых частот, а также последовательно соединенные синтезатор импульсных последовательностей и формирователь синхроимпульсов, последовательно соединенные селектор смены кода и расширитель импульса, выход которого соединен с управляющим входом ключа, выход ключа соединен также с вторым входом блока фиксации кода, при этом логические входы разрядов блока фиксации кода соединены с логическими выходами разрядов сумматора, первый выход синтезатора импульсных последовательностей соединен с вторым входом генератора кода и с логическим входом разряда второго числа сумматора, выход источника опорного напряжения соединен с опорным входом блока амплитудного дискриминатора, первый и второй выходы формирователя синхроимпульсов соединены с первым и вторым управляющими входами демультиплексора и мультиплексора, логические входы разрядов селектора смены кода соединены с логическими выходами разрядов генератора кода, последовательно соединены синтезатор импульсных последовательностей, синтезатор сигнала звуковых частот и блок звуковоспроизведения, последовательно соединены предварительный усилитель, режекторный фильтр, блок полосового усиления, двухполярный ограничитель, фильтровой анализатор спектра и интегратор. To eliminate the aforementioned disadvantages of the prototype and to increase the reliability of operation in small-sized radar devices containing a serially connected transceiver high-frequency part, the control input of which is connected to the output of the pulse generator, and a preliminary amplifier, as well as a band-gain unit, a filter spectrum analyzer, a sound reproduction unit, a series-connected generator code, adder and synthesizer heterodyne frequency, the output of which is connected to the heterodyne input filter a new spectrum analyzer, a control panel, a secondary power supply and a voltage reference connected in series, a bipolar limiter, a notch filter, an integrator, a demultiplexer, an amplitude discriminator unit, a multiplexer, a key, a delay unit, a code fixation block, an audio frequency signal synthesizer are introduced, as well as sequentially connected pulse synthesizer and clock generator, serially connected code change selector and a pulse expander, the output of which is connected to the control input of the key, the output of the key is also connected to the second input of the code block, the logic inputs of the bits of the code block are connected to the logical outputs of the bits of the adder, the first output of the pulse synthesizer is connected to the second input of the code generator and the logical input of the discharge of the second number of the adder, the output of the reference voltage source is connected to the reference input of the amplitude discriminator unit, the first and second outputs of the synchronizer pulses are connected to the first and second control inputs of the demultiplexer and multiplexer, the logic inputs of the bits of the code change selector are connected to the logical outputs of the bits of the code generator, the pulse synthesizer, the audio signal synthesizer and the audio block are connected in series, the preliminary amplifier, notch filter, and the bandpass block are connected in series amplifiers, bipolar limiter, filter spectrum analyzer and integrator.
На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - эпюры сигналов, поясняющие работу устройства; на фиг. 4 - пример реализации алгоритма работы генератора кода; на фиг. 5 - схема реализации блока полосового усилителя со звуковоспроизводящим устройством; на фиг. 6 - функциональная схема фильтрового анализатора спектра; на фиг. 7 - синтезатор гетеродинной частоты; на фиг. 8 - блок амплитудного дискриминатора. In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed device; in FIG. 2 and 3 are diagrams of signals explaining the operation of the device; in FIG. 4 - an example implementation of the algorithm of the code generator; in FIG. 5 is a block diagram of an implementation of a strip amplifier unit with a sound reproducing device; in FIG. 6 is a functional diagram of a filter spectrum analyzer; in FIG. 7 - synthesizer heterodyne frequency; in FIG. 8 - block amplitude discriminator.
Устройство радиолокатора содержит последовательно соединенные приемопередающую высокочастотную часть 1(ППВЧ), управляющий вход которой соединен с выходом генератора импульсов 2(ГИ), предварительный усилитель 3(ПУ), режекторный фильтр 4(РФ), блок полосового усиления 5(БПУ), двухполярный ограничитель 6(ДО), фильтровой анализатор спектра 7(ФАС), интегратор 8(И), демультиплексор 9(ДМ), блок амплитудного дискриминатора 10(БАД), мультиплексор 11(М), ключ 12(К), блок задержки 13(БЗ), блок фиксации кода 14(БФК), синтезатор сигнала звуковых частот 15(ССЗЧ), блок звуковоспроизведения 16(Б3). Устройство содержит также последовательно соединенные генератор кода 17(ГК), сумматор 18(С), синтезатор гетеродинной частоты 19(СГЧ), последовательно соединенные селектор смены кода 20(ССК) и расширитель импульса 21(РИ). Управление устройством осуществляют последовательно соединенные блоки пульта управления 22(БПУ), вторичного источника питания 23(ВИП) и источника опорного напряжения 24(ИОН), последовательно соединенные синтезатор импульсных последовательностей 25(СИП) и формирователь синхроимпульсов 28(ФСИ). Выход источника опорных напряжений 24 соединен с опорным входом блока амплитудного дискриминатора 10. Выход синтезатора гетеродинной частоты 19 соединен с гетеродинным входом фильтрового анализатора спектра 7. Выход расширителя импульса 21 соединен с управляющим входом ключа 12. Выход ключа 12 соединен с входом блока задержки 13 и вторым входом блока фиксации кода 14. Логические выходы разрядов сумматора 18 соединены с логическими входами блока фиксации кода 14 и логическими входами синтезатора гетеродинной частоты 19. Логические выходы разрядов блока фиксации кода 14 соединены с управляющими входами синтезатора сигнала звуковых частот 15. Логические выходы разрядов генератора кода 17 соединены с логическими входами разрядов первого числа сумматора 18 и логическими входами разрядов селектора смены кода 20. Логический вход второго разряда второго числа сумматора 18 соединен с первым выходом синтезатора импульсных последовательностей 25. На остальные логические входы разрядов второго числа сумматора 18 подан уровень логического нуля. Первый выход синтезатора импульсных последовательностей 25 соединен также с управляющим входом генератора кода 17 и первым входом формирователя синхроимпульсов 26, второй вход которого соединен с вторым выходом синтезатора импульсных последовательностей 25. Остальные выходы синтезатора 25 соединены с входами синтезатора звуковых частот 15. Первый выход формирователя синхроимпульсов 26 соединен с первым управляющим входом демультиплексора 9 и первым управляющим входом мультиплексора 11. Второй выход формирователя синхроимпульсов 26 соединен с вторым управляющим входом демультиплексора 9 и вторым управляющим входом мультиплексора 11. Блок амплитудного дискриминатора 10 выполнен двухканальным, поэтому демультиплексор 9 разделяет сигнал с выхода интегратора 8 на два входа блока амплитудного дискриминатора 10, подключение двух выходов которого к входу ключа 12 осуществляет мультиплексор 11. The radar device contains a series-connected transceiver high-frequency part 1 (PPHF), the control input of which is connected to the output of a pulse generator 2 (GI), a pre-amplifier 3 (PU), a notch filter 4 (RF), a band-pass amplifier 5 (BPU), a bipolar limiter 6 (DO), filter spectrum analyzer 7 (FAS), integrator 8 (I), demultiplexer 9 (DM), amplitude discriminator 10 (BAA), multiplexer 11 (M), key 12 (K), delay unit 13 (BZ ), code lock block 14 (BFK), sound frequency synthesizer 15 (SSCC), sound block reproduction 16 (B3). The device also contains a series-connected code generator 17 (CC), an adder 18 (C), a local oscillator frequency synthesizer 19 (RHF), a series-connected code change selector 20 (CCK) and a pulse expander 21 (RI). The device is controlled by series-connected blocks of the control panel 22 (BPU), secondary power source 23 (VIP) and reference voltage source 24 (ION), series-connected pulse sequence synthesizer 25 (SIP) and clock generator 28 (FSI). The output of the
Работа устройства заключается в следующем. The operation of the device is as follows.
Водитель транспортного средства с помощью пульта управления 22 подключает вторичный источник 23 к бортовой сети транспортного средства. The driver of the vehicle using the control panel 22 connects the secondary source 23 to the on-board network of the vehicle.
Генератор импульсов 2 формирует (эпюра А1 фиг. 2) непрерывную последовательность импульсов треугольной формы, которые управляют режимом частотной модуляции излучения приемопередающей высокочастотной части 1, аналогично [6] . The
Отраженный от препятствия сигнал принимается блоком 1 и преобразовывается в сигнал биений низкой частоты. Сигнал биений на выходе приемопередающей высокочастотной части 1 содержит также и сигнал паразитной амплитудной модуляции в виде импульсов треугольной формы. Величина амплитуды этого паразитного сигнала, как правило, сопоставима с амплитудой сигнала, соответствующего отражению от грузового автомобиля. Поэтому после широкополосного усиления в блоке предварительного усиления 3 (А2 фиг. 2) выполняется подавление первой гармоники частоты следования импульсов генератора 2 (А3 фиг. 2). The signal reflected from the obstacle is received by unit 1 and converted into a low-frequency beat signal. The beat signal at the output of the transceiver high-frequency part 1 also contains a parasitic amplitude modulation signal in the form of triangular pulses. The magnitude of the amplitude of this spurious signal, as a rule, is comparable with the amplitude of the signal corresponding to the reflection from the truck. Therefore, after the broadband amplification in the pre-amplification unit 3 (A2 of FIG. 2), the first harmonic of the pulse repetition rate of the generator 2 (A3 of FIG. 2) is suppressed.
В блоке полосового усиления 5 формируется требуемый вид амплитудно-частотной характеристики устройства, для чего осуществляется
подавление следующих за первой гармоник частоты следования импульсов, низкочастотных допплеровских частот и низкочастотных сигналов биений, обусловленных отражениями от ближайшей подстилающей поверхности;
подавление высокочастотных сигналов биений, обусловленных отражениями от крупных удаленных объектов, расстояние до которых больше, чем заданный рабочий диапазон дальностей (5 - 150 м), что в конкретном примере реализации устройства соответствует участку частот 5...150 кГц (А5 фиг. 2). Так как динамический диапазон сигналов от препятствий более 60 дБ, после полосового усиления выполняется в блоке 6 ограничение максимального значения амплитуды сигнала (А4 фиг. 2).In the block of band gain 5, the required type of the amplitude-frequency characteristic of the device is formed, for which purpose
suppression of pulses following the first harmonics, low-frequency Doppler frequencies and low-frequency beat signals due to reflections from the nearest underlying surface;
suppression of high-frequency beat signals caused by reflections from large distant objects, the distance to which is greater than the specified operating range of ranges (5 - 150 m), which in a specific example of implementation of the device corresponds to the frequency range 5 ... 150 kHz (A5 of Fig. 2) . Since the dynamic range of signals from obstacles is more than 60 dB, after band amplification, in block 6, the maximum value of the signal amplitude is limited (A4 of Fig. 2).
Уровень ограничения выбран таким образом, чтобы фильтровой анализатор спектра 7 работал без насыщения во всем диапазоне амплитуд сигналов на выходе блока 6. The restriction level is selected so that the filter spectrum analyzer 7 operates without saturation in the entire range of signal amplitudes at the output of block 6.
В фильтровом анализаторе спектра 7 выполняются следующие операции:
аналоговое умножение анализируемого сигнала и сигнала гетеродинной частоты;
узкополосная фильтрация сигнала промежуточной частоты;
усиление отфильтрованного сигнала;
детектирование сигнала промежуточной частоты.The following operations are performed in the filter spectrum analyzer 7:
analog multiplication of the analyzed signal and the heterodyne frequency signal;
narrow-band filtering of the intermediate frequency signal;
amplification of the filtered signal;
intermediate frequency signal detection.
Управление работой анализатора спектра 7 выполняется путем циклического изменения значения гетеродинной частоты на выходе синтезатора гетеродинной частоты 19. Работа фильтрового анализатора спектра 7 поясняется графиком А6 на фиг. 2, где - fо. ..fn+2 - центральные частоты дискретных интервалов анализируемого участка спектра; fпч - центральная частота полосы пропускания фильтра 40 (пунктиром показана полоса пропускания фильтра 40); fгN = fN + fпч дискретная гетеродинная частота, соответствующая N-му дискретному интервалу анализируемого участка спектра; fвип - частота генерации задающего генератора вторичного источника питания. The operation of the spectrum analyzer 7 is controlled by cyclically changing the heterodyne frequency value at the output of the heterodyne frequency synthesizer 19. The operation of the spectrum analyzer 7 is illustrated by graph A6 in FIG. 2, where - fo. ..fn + 2 - central frequencies of discrete intervals of the analyzed part of the spectrum; fpch is the center frequency of the passband of the filter 40 (the dotted line shows the passband of the filter 40); fgN = fN + fph discrete heterodyne frequency corresponding to the N-th discrete interval of the analyzed part of the spectrum; fwip is the frequency of generation of the master oscillator of the secondary power source.
Формирование кода, управляющего синтезатором гетеродинной частоты 19, выполняется следующим образом. The formation of the code that controls the synthesizer of the local oscillator frequency 19 is as follows.
Генератор кода 17 осуществляет циклическую генерацию четырехразрядных кодов центральных частот дискретных интервалов анализируемого участка спектра. Значения этих кодов изменяются в интервале от 0 до N. Смена кода на выходе генератора кода 17 осуществляется через каждые три периода управляющей последовательности импульсов на первом выходе синтезатора импульсных последовательностей 25 (а1 фиг. 3), подаваемой на управляющий вход генератора 17. The code generator 17 cyclically generates four-digit codes of the central frequencies of the discrete intervals of the analyzed section of the spectrum. The values of these codes vary in the range from 0 to N. The code is changed at the output of the code generator 17 every three periods of the control pulse sequence at the first output of the pulse sequence synthesizer 25 (a1 of Fig. 3) supplied to the control input of the generator 17.
Работа генератора кода 17 поясняется графиками а6 и а7 фиг. 3, где изображены эпюры напряжений на первом и втором выходах блока 17 при генерации кода N = 1 в течение трех периодов а1 и смене этого кода на N=2. Остальные разряды блока 17 при этом имеют уровень логического нуля. The operation of the code generator 17 is illustrated by graphs a6 and a7 of FIG. 3, which shows the voltage diagrams at the first and second outputs of block 17 when generating the code N = 1 for three periods a1 and changing this code to N = 2. The remaining bits of block 17 have a logic zero level.
Алгоритм работы генератора кода 17 изображен на фиг. 4. The algorithm of the code generator 17 is shown in FIG. 4.
После генерации начального кода N=No анализируется выполнение условия t > 3T, где t - длительность времени присутствия кода N=No на выходе генератора кода 17; T - период управляющей последовательности импульсов. After generating the initial code N = No, the fulfillment of the condition t> 3T is analyzed, where t is the length of time the code N = No is present at the output of the code generator 17; T is the period of the control sequence of pulses.
Если условие не выполняется, генерируется код N=No. If the condition is not met, the code N = No is generated.
Если условие выполнилось, происходит смена кода на значение N=N+1. После анализа выполнения условия N=Nmax анализируется выполнение условия t > 3T. Так происходит до тех пор, пока не выполнится условие N=Nmax. После этого выполняется смена кода на минимальное значение No. С разрядных выходов генератора кода 17 информация поступает на разрядные входы первого числа сумматора 18. На второй разряд второго сумматора 18 подана управляющая последовательность импульсов с первого выхода блока 25. Другие разряды второго числа сумматора 18 имеют уровень логического нуля. На выходе сумматора формируется код М. If the condition is met, the code changes to the value N = N + 1. After analyzing the fulfillment of the condition N = Nmax, the fulfillment of the condition t> 3T is analyzed. This happens until the condition N = Nmax is satisfied. After that, the code is changed to the minimum value No. From the bit outputs of the code generator 17, the information goes to the bit inputs of the first number of the adder 18. A second sequence of pulses from the first output of block 25 is fed to the second bit of the second adder 18. Other bits of the second number of adder 18 have a logic zero level. At the output of the adder, the M code is generated.
M=N, если на первом выходе синтезатора импульсных последовательностей 25 присутствует уровень логического нуля;
M= N + 2, если на первом выходе синтезатора импульсных последовательностей 25 присутствует уровень логической единицы.M = N, if the logic zero level is present at the first output of the pulse sequence synthesizer 25;
M = N + 2, if the logical unit level is present at the first output of the pulse sequence synthesizer 25.
Работа сумматора 18 поясняется на эпюрах а8, а9, а10 фиг. 3, где изображены, соответственно, сигналы с выходов третьего, второго и первого разрядов сумматора. Четвертый разряд при этом имеет уровень логического нуля. Синтезатор гетеродинной частоты 19 в соответствии с входным кодом формирует соответствующую гетеродинную частоту. Следовательно, анализ спектра сигнала выполняется последовательно, причем периодически выполняется анализ участка спектра с кодом N и участка спектра с кодом N+2. Период анализа этих участков равен периоду последовательности импульсов на первом выходе синтезатора 25. Длительность существования этой пары кодов равна трем периодам указанной последовательности, после чего осуществляется анализ участков спектров, соответствующих следующей паре кодов. The operation of the adder 18 is illustrated in the diagrams a8, a9, a10 of FIG. 3, which shows, respectively, the signals from the outputs of the third, second and first bits of the adder. The fourth digit in this case has a logical zero level. The local oscillator frequency synthesizer 19 in accordance with the input code generates the corresponding local oscillator frequency. Therefore, the analysis of the spectrum of the signal is performed sequentially, and periodically the analysis of the portion of the spectrum with code N and the portion of the spectrum with code N + 2. The analysis period of these sections is equal to the period of the pulse sequence at the first output of the synthesizer 25. The duration of this pair of codes is three periods of the specified sequence, after which the sections of the spectra corresponding to the next pair of codes are analyzed.
Продетектированный сигнал с выхода фильтрового анализатора спектра поступает в блок интегратора 8. В этом блоке 8 выполняется формирование огибающей сигнала анализируемой спектральной составляющей отраженного от объекта сигнала. Так как фильтровой анализатор спектра 7 выполняет операции анализа спектра последовательно, огибающая сигнала на интеграторе 8 имеет вид последовательности импульсов, форма которых зависит от постоянной времени интегратора. Если постоянная времени много меньше времени анализа текущей области спектра, то форма импульса приближается к прямоугольнику (а5 фиг. 3). The detected signal from the output of the filter spectrum analyzer enters the integrator 8. In this block 8, the envelope of the signal is analyzed by the analyzed spectral component of the signal reflected from the object. Since the filter spectrum analyzer 7 performs the spectrum analysis operations sequentially, the envelope of the signal on the integrator 8 has the form of a sequence of pulses, the shape of which depends on the time constant of the integrator. If the time constant is much less than the analysis time of the current region of the spectrum, then the pulse shape approaches the rectangle (a5 of Fig. 3).
Если интегратор имеет постоянную времени, сопоставимую с временем анализа текущей области спектра, то интегратор должен быть выполнен с принудительным обнулением, т. е. сбрасываемым. В этом случае управление работой интегратора осуществляется с третьего выхода формирователя синхроимпульса 26. Так как эта связь не является обязательной, она не показана на фиг. 1. If the integrator has a time constant comparable with the analysis time of the current region of the spectrum, then the integrator must be performed with forced zeroing, i.e., reset. In this case, the operation of the integrator is controlled from the third output of the clock generator 26. Since this connection is not mandatory, it is not shown in FIG. one.
Преобразование последовательного сигнала на выходе интегратора 8 в два параллельных сигнала на входе блока амплитудного дискриминатора 10 выполняется демультиплексором 9 в соответствии с управляющими сигналами на первом и втором выходах формирователя синхроимпульса 26 (а2, а3 фиг. 3. На первый выход демультиплексора 9 сигнал поступает в течение второй четверти периода последовательности импульсов с первого выхода синтезатора импульсных последовательностей 25. На второй выход демультиплексора 9 сигнал поступает в течение четвертой четверти периода последовательности импульсов с первого выхода синтезатора импульсных последовательностей 25. В перерывах поступления сигнала демультиплексор 9 разрывает цепь между входом и выходом (разомкнутый ключ). В блоке амплитудного дискриминатора 10 выполняются следующие операции:
накопление информации с выходов демультиплексора 9;
относительное сравнение накопленных сигналов;
сравнение относительной разности накопленных сигналов с уровнем опорного напряжения, формируемого на выходе источника 24, эпюры напряжений на выходах блока 10 показаны (а13 и а14 на фиг. 3).The conversion of the serial signal at the output of the integrator 8 into two parallel signals at the input of the
accumulation of information from the outputs of the demultiplexer 9;
relative comparison of accumulated signals;
comparing the relative difference of the accumulated signals with the level of the reference voltage generated at the output of the
Преобразование двух параллельных сигналов на выходе блока амплитудного дискриминатора 10 в один последовательный сигнал осуществляется в мультиплексоре 11 по командам с формирователя синхроимпульсов 26. Так как принцип работы устройства - последовательный анализ спектра, то после смены кода на выходе генератора кода 17 в первый период последовательности импульсов на первом выходе синтезатора импульсных последовательностей 25 на выходе мультиплексора 11 формируется ложный сигнал обнаружения. Для исключения дальнейшего прохождения этого ложного сигнала служат блоки: селектор смены кода 20, расширитель импульса 21 и ключ 12. После смены кода на выходе генератора кода 17, на выходе селектора смены кода 20 формируется короткий импульс, а4 фиг. 3, который расширяется до длительности, равной трем четвертям периода последовательности импульсов с первого выхода синтезатора импульсных последовательностей 25, а15 фиг. 3. На время действия этого импульса ключ 12 прерывает прохождение логического сигнала с выхода мультиплексора 11. Если прохождение сигнала разрешено, то сигнал обнаружения, а16 фиг. 3, запускает блок задержки 13 и блок фиксации кода 14 в режим записи текущего кода с выхода сумматора 18. Если следующий сигнал обнаружения не будет сформирован в течение последующих 0,2 - 0,5 с, то на выходе блока задержки сформируется импульс стирания информации в блоке фиксации кода 14. После стирания информации на выходе блока 14 устанавливается максимальное значение кода. В соответствии с кодом, сформированным на выходе блока фиксации кода 14, синтезатор сигнала звуковых частот 15 формирует из импульсных последовательностей, поступающих с выхода синтезатора импульсных последовательностей 25, комбинацию сигнала звуковых частот. Каждому возможному коду соответствует свой сигнал звуковых частот. Этот сигнал поступает на вход блока звуковоспроизведения 16. Акустический сигнал блока звуковоспроизведения анализируется водителем транспортного средства. При этом разрешенным интервалом движения в колонне транспортных средств может соответствовать режим отсутствия сигнала звука. Если расстояние до объекта больше допустимого, блок звуковоспроизведения 16 формирует сигнал высокой частоты. Если же это расстояние меньше допустимого - формируется звуковой сигнал низкой частоты. The conversion of two parallel signals at the output of the
Малогабаритный радиолокатор конструктивно реализован в виде соединенных кабелями трех блоков: приемопередающее устройство, блок обработки и блок индикации. В приемопередающее устройство входят приемопередающая высокочастотная часть 1, генератор импульсов 2, предварительный усилитель 3, режекторный фильтр 4, блок полосового усиления 5. The small-sized radar is structurally implemented in the form of three blocks connected by cables: a transceiver device, a processing unit, and an indication unit. The transceiver includes a transceiver high-frequency part 1, a
В блок индикации объединены элементы пульта управления 17 и акустическая система 36. The display unit combines the elements of the control panel 17 and the
В блок обработки объединены остальные схемные блоки, которые размещены на двух платах. Подвод питания к радиолокатору осуществляется через разъемы блока обработки. The processing unit combines the remaining circuit blocks, which are located on two boards. The power supply to the radar is through the connectors of the processing unit.
Предусмотрена возможность подключения радиолокатора к розетке переносной лампы в кабине транспортного средства. По желанию водителя управление подключением питания к радиолокатору может осуществляться через контакты замка зажигания, для чего на входе вторичного источника питания 23 установлено реле, управляемое после включения пульта управления напряжением на контактах замка зажигания транспортного средства. It is possible to connect the radar to a portable lamp outlet in the vehicle cabin. At the request of the driver, the power supply to the radar can be controlled through the contacts of the ignition switch, for which a relay is installed at the input of the secondary power source 23, which is controlled after the voltage control panel is turned on at the contacts of the vehicle ignition switch.
Все силовые элементы блока питания 23 закреплены на теплоотводе, которым является днище корпуса блока обработки. Частота задающего генератора блока питания 23 выбрана исходя из условия обеспечения минимального паразитного сигнала на выходе фильтрового анализатора спектра 7 (А6 фиг. 2). All power elements of the power supply 23 are fixed to the heat sink, which is the bottom of the processing unit. The frequency of the master oscillator of the power supply 23 is selected based on the conditions for ensuring the minimum spurious signal at the output of the filter spectrum analyzer 7 (A6 of Fig. 2).
Приемопередающая часть 1 выполнена в полном соответствии с устройством по известному патенту РФ [6] . Оно содержит приемную антенну, передающую антенну, вентили, волноводные элементы, управляемый генератор Ганна, балансный смеситель, делитель мощности. Генератор импульсов 2 предназначен для получения последовательности треугольных импульсов. Схема этого генератора аналогична схеме генератора, описанного на с. 263-264 рис. 11.11 [7]. The transceiver part 1 is made in full accordance with the device according to the well-known patent of the Russian Federation [6]. It contains a receiving antenna, a transmitting antenna, valves, waveguide elements, a controlled Gunn generator, a balanced mixer, a power divider. The
Предварительный усилитель 3 выполнен широкополосным. Схема его аналогична общеизвестным, например, по схеме рис. 4.31 (с. 116-117), см. [7]. The pre-amplifier 3 is made broadband. Its scheme is similar to the well-known, for example, according to the scheme of Fig. 4.31 (p. 116-117), see [7].
Режекторный фильтр 4 выполнен по схеме фильтра с мостом Вина, см. например, рис. 5.29, с. 167 [7]. The notch filter 4 is made according to the filter scheme with the Wien bridge, see, for example, Fig. 5.29, p. 167 [7].
Блок полосового усилителя 5 может быть выполнен в виде цепочки общеизвестных фильтров ФВЧ и ФНЧ, см. [8] и [9]. В реализованном варианте устройства блок полосового усиления выполнен по схеме, изображенной на фиг. 5. Он содержит последовательно соединенные фильтр верхних частот 27(ФВЧ), усилитель 28(УС), буферный элемент 29(БЭ), выход которого соединен с входом ограничителя 6 максимального значения амплитуды. The unit of the strip amplifier 5 can be made in the form of a chain of well-known high-pass and low-pass filters, see [8] and [9]. In the implemented embodiment of the device, the strip gain unit is made according to the circuit shown in FIG. 5. It contains a series-connected high-pass filter 27 (HPF), an amplifier 28 (US), a buffer element 29 (BE), the output of which is connected to the input of the limiter 6 of the maximum amplitude value.
Так как в спектре сигнала до частот примерно 35 кГц может быть только сигнал от опасного объекта, дискретный анализ спектра целесообразно начинать после этой частоты. При анализе спектра сигнала до частоты 35 кГц решение о наличии сигнала от объекта в этом участке спектра принимается при обнаружении любой из частот от 5 до 35 кГц. Управление звуковоспроизводящим устройством 16 при наличии сигнала с частотой менее 35 кГц осуществляется путем дополнительной модуляции выходного сигнала синтезатора сигнала звуковой частоты 15. Since there can only be a signal from a dangerous object in the signal spectrum up to frequencies of about 35 kHz, it is advisable to start a discrete spectrum analysis after this frequency. When analyzing the signal spectrum up to a frequency of 35 kHz, the decision about the presence of a signal from an object in this part of the spectrum is made when any of the frequencies from 5 to 35 kHz is detected. The control of the
По описанным причинам можно в блоке полосового усилителя 5 снять сигнал с выхода фильтра высокой частоты 27, усилить в усилителе низких частот 30(УНЧ) и подать на вход введенных в устройство радиолокатора последовательно соединенных формирователя импульсов 31(ФИ), частотного дискриминатора 22(ЧД), управляемого генератора 33(УГ). При этом звуковоспроизводящее устройство 16 можно выполнить в виде последовательно соединенных модулятора 34(М), усилителя 35(У), акустической системы 36(АС). For the described reasons, it is possible to remove the signal from the output of the high-
Работа этого участка схемы заключается в следующем. The work of this section of the circuit is as follows.
Низкочастотные составляющие сигнала с выхода фильтра 27 усиливаются усилителем 30. Формирователь импульсов 31 может быть выполнен на триггере Шмитта, рис. 13. 11 с. 302 [7]. Он преобразует синусоидальный выходной сигнал в прямоугольный. В реализованном варианте формирователь импульса 31 собран на компараторе(КП) 37 (521 САЗ), на второй вход которого подано опорное напряжение с источника 38(ИОН). Частотный дискриминатор 32 определяет наличие частоты в участке спектра от 5 до 35 кГц. Если такая частота присутствует в анализируемом сигнале, запускается управляемый генератор 33, который формирует последовательность импульсов, модулирующих в модуляторе 34 сигнал, поступающий с выхода синтезатора сигнала звуковых частот 15. Так как обнаруженное препятствие вероятнее всего экранирует более удаленные объекты, акустическая система будет озвучивать модулированный управляемым генератором 33 сигнал, соответствующий максимальной величине кода с выхода сумматора 18. The low-frequency components of the signal from the output of the
Блок частотного дискриминатора 32 может быть построен в виде полосового фильтра с частотой среза 36 кГц., см.5.24 с. 165 [7]. The
Управляемый генератор 33 является запускаемым с блока 32 и может быть построен аналогично описанному на с. 268 рис. 11.20 [7]. The controlled
Блоки 32 и 33 могут быть выполнены программно на микроконтроллере генератора кода 17.
Модулятор 34 может быть выполнен на логической схеме 2И-НЕ или по схеме рис. 7.17 с. 195 [7].
Усилитель 35 выполнен по схеме транзисторного усилителя напряжения, в цепи коллектора которого включен высокоомный динамик, являющийся источником звука акустической системы 36. The
Двухполярный ограничитель 6 ограничивает максимальное значение амплитуды сигнала по двум уровням и выполнен по схеме аналогично рис. 13.1 с. 297 или рис. 13.16 с. 305 [7]. The bipolar limiter 6 limits the maximum value of the signal amplitude in two levels and is made according to the scheme similar to Fig. 13.1 sec 297 or fig. 13.16 p. 305 [7].
Фильтровый анализатор спектра 7 выполнен аналогично описанному на с. 76-77, рис. 5-74 [5]. Функциональная схема фильтрового анализатора спектра изображена на фиг. 6. Она содержит последовательно соединенные аналоговый перемножитель 39(АП), узкополосный фильтр 40(УФ), усилитель 41(У), детектор 42(Д), дифференциальный усилитель 43(ДУ), выход которого соединен с входом интегратора 8. The spectrum filter analyzer 7 is made as described on p. 76-77, fig. 5-74 [5]. A functional diagram of a filter spectrum analyzer is shown in FIG. 6. It contains a series-connected analog multiplier 39 (AP), a narrow-band filter 40 (UV), an amplifier 41 (Y), a detector 42 (D), a differential amplifier 43 (DU), the output of which is connected to the input of the integrator 8.
Аналоговый перемножитель 39 выполнен на микросхеме К525ПС2 см. с. 321-322, рис. 6.42а [10]. The
В качестве узкополосного фильтра 40 применен серийно выпускаемый электромеханический фильтр ФЭМ4-39-340. As a narrow-
Усилитель 41 выполнен широкополосным на дифференциальном усилителе 140 УД26. The
Блоки детектора 42 и дифференциальный усилитель 43 выполнены по схеме двухполупериодного детектора, изображенного на рис. 8.6, с. 205 [7]. При этом выходной блок 43 выполнен с единичным усилением. The blocks of the
Синтезатор гетеродинной частоты 19 выполнен в виде последовательно соединенных цифроаналогового преобразователя 44(ЦАП), масштабного усилителя 45(МУ), фильтра нижних частот 46(ФНЧ), управляемого генератора 47(УГ), при этом на опорный выход подано напряжение с третьего источника опорного напряжения 48(ИОН), а на третий вход блока 44 подано напряжение с выхода масштабного усилителя 45. Блоки 44, 45 и 48 собраны и включены по типовой схеме включения микросхемы 572ПА1, см. рис. 6. 82 с. 355 [10]. The local oscillator frequency synthesizer 19 is made in the form of a series-connected digital-to-analog converter 44 (DAC), a large-scale amplifier 45 (MU), a low-pass filter 46 (low-pass filter), a controlled generator 47 (UG), while the voltage is supplied to the reference output from a third reference voltage source 48 (ION), and the voltage from the output of the large-
Фильтр нижних частот 46 собран по схеме пассивного RC- фильтра. Управляемый генератор 47 собран по схеме генератора, управляемого напряжением из состава микросхемы К564ГГ1. Включение этого генератора - по схеме рис. 2.73 с. 279 [11]. The low-
Интегратор 8 может быть выполнен в виде пассивного RС фильтра или по схеме сбрасываемого интегратора, см. рис. 15.41 с. 349, [7], с управлением от блока формирователя синхроимпульсов 26. The integrator 8 can be made in the form of a passive RC filter or according to the resettable integrator circuit, see Fig. 15.41 p. 349, [7], with control from the block of the driver of the clock 26.
Демультиплексор 9 реализован на двух управляемых ключах 564КТЗ. Блок амплитудного дискриминатора 10 является двухканальным и собран на двух компараторах 521САЗ, см. фиг. 8. При этом входной сигнал по каждому входу поступает на входной интегратор(И) 49 или 50, имеющий в своем составе повторитель напряжения (см. , например, рис. 15.44 с. 350 [7]) и далее через сопротивление R на один из входов соответствующего компаратора(КМ) 51 или 52. На опорный вход обоих компараторов подается через сопротивление 10R напряжение с выхода источника опорного напряжения 24 и через сопротивление R информационный сигнал с выхода интегратора соседнего канала. Эпюры напряжений на выходах блоков 49 и 50 показаны на рис. а11 и а12 фиг.3. Следовательно, если сигнал одного из входов блока 10 больше сигнала второго входа на величину напряжения с выхода источника опорного напряжения 24, блок амплитудного дискриминатора 10 сформирует на соответствующем выходе уровень логической единицы. Demultiplexer 9 is implemented on two managed keys 564KTZ. The
Если интеграторы 49, 50 являются сбрасываемыми, см., например, рис. 15,41 с. 349 [7], то сигнал управления сбросом интеграторов 8 и 9 снимается с выхода блока 20. If the
Мультиплексор 11 может быть построен по известной схеме, например 564КП1. В реализованном устройстве мультиплексор собран на элементах 2И-НЕ аналогично схеме, изображенной на рис. 13.33, с. 313 [7]. Отличие состоит в том, что на второй и пятый входы ДД1.1 и ДД1.2 [7] поданы соответствующие синхроимпульсы с блока формирователя синхроимпульсов 26, а на выход включен инвертор на элементе НЕ. The multiplexer 11 can be built according to a known scheme, for example 564KP1. In the implemented device, the multiplexer is assembled on elements 2I-NOT similarly to the circuit shown in Fig. 13.33, p. 313 [7]. The difference is that the second and fifth inputs DD1.1 and DD1.2 [7] are supplied with the corresponding clock pulses from the block of the shaper of the clock pulses 26, and the inverter on the element NOT is switched on.
Ключ 12 собран на элементе ИЛИ-НЕ. Блок задержки 13 может быть реализован на схеме задержки, аналогичной схеме, см. рис. 12.8 с.275, [7] или на основе двоичного счетчика с дешифратором на выходе. Key 12 is assembled on an OR-NOT element. Delay unit 13 can be implemented on a delay circuit similar to that shown in Fig. 12.8 p.275, [7] or based on a binary counter with a decoder at the output.
Блок фиксации кода 14 собран на регистре 564ИР9. Синтезатор сигнала звуковых частот 15 может быть собран на основе мультиплексора 546КП2 или на комбинации 564КП1 и элементов 2И-НЕ. Block fixing code 14 is assembled on the register 564IR9. The synthesizer of the
Блок звуковоспроизведения 16 описан ранее. Сумматор 18 выполнен по схеме полного сумматора 564ИМ1, на входы разрядов первого числа которого подан код с выходов генератора кода 17, а на разряд 2 второго числа подан сигнал с выхода синтезатора импульсных последовательностей 25. Остальные разряды второго числа имеют нулевой уровень. The
Селектор длительности кода 20 реализован на цифровом компараторе 564ИП2, на входы первого числа которого подаются коды с выхода генератора 17, а на входы второго числа - те же коды, задержанные по времени. Это позволяет определить момент смены кода путем сравнения текущего и задержанного кодов на входы компаратора 564ИП2. The
Расширитель импульса 21 может быть реализован аналогично схеме рис. 12.7 с. 275 [7]. Pulse expander 21 can be implemented similarly to the circuit of Fig. 12.7 sec 275 [7].
Синтезатор импульсной последовательности 25 выполнен на последовательно соединенных кварцевом генераторе и двух счетчиках 564ИЕ10. The pulse sequence synthesizer 25 is made on a series-connected crystal oscillator and two 564IE10 counters.
Формирователь синхроимпульсов 26 выполнен двухканальным. Первый канал основан на формировании логической функции 2И-НЕ из входных сигналов, а второй канал функции ИЛИ-НЕ. Блок 26 собран на элементах 564ЛА7 и 564ЛЕ5. Если интегратор 8 выполнен сбрасываемым, то сигнал управления этим интегратором 8 может быть сформирован на третьем выходе блока 26 путем дифференцирования инвертированного сигнала второго входа формирователя 26. The driver of the clock 26 is made of two channels. The first channel is based on the formation of the
Генератор кода 17 выполнен на микроконтроллере типа К1816БЕ39 и подключенным к нему регистре и постоянном запоминающем устройстве. The code generator 17 is made on a microcontroller type K1816BE39 and connected to it register and read-only memory.
Структура генератора кода 17 аналогична изображенной на рис. 2.13 с. 47 [12]. The structure of code generator 17 is similar to that shown in Fig. 2.13 p. 47 [12].
Алгоритм работы изображен на фиг. 4 и описан ранее. The operation algorithm is depicted in FIG. 4 and described previously.
Источник опорного напряжения 24 может быть выполнен на резистивном делителе стабилизированного напряжения с выхода вторичного источника питания 23. В реализованном устройстве опорное напряжение изменяется в зависимости от кода с выхода сумматора 18, а резистивный делитель включает в себя мультиплексор 564КП2, подключающий резистор соответствующего номинала к второму резистору делителя. The
Следовательно, все блоки заявляемого устройства могут быть реализованы на серийных радиоэлементах по известным типовым схемам. Совокупность этих известных блоков позволяет устранить недостатки прототипа и создать устройство, предупреждающее водителя об изменении дистанции звуковым сигналом переменной тональности. При этом осуществляется непрерывный циклический анализ спектра с запоминанием номера кода участка спектра, в котором выявлен сигнал от опасного объекта. Звуковой сигнал, соответствующий запомненному значению кода, формируется в течение 0,2 - 0,5 с после момента запоминания номера кода. Therefore, all the blocks of the claimed device can be implemented on serial radio elements according to known standard schemes. The combination of these known blocks eliminates the disadvantages of the prototype and create a device that alerts the driver about a change in distance with an audible signal of variable tonality. In this case, a continuous cyclic spectrum analysis is carried out with the code number of the spectrum segment in which the signal from the hazardous object is detected. An audio signal corresponding to the stored code value is generated within 0.2 - 0.5 s after the moment of storing the code number.
Заявляемое устройство было собрано в составе макета системы предупреждения столкновения "Радар" разработки КБ машиностроения г. Коломна. Испытание устройства на трассе в составе автомобиля ВАЗ 2105 дало положительные результаты. The inventive device was assembled as part of a prototype collision avoidance system "Radar" developed by the Design Bureau of Mechanical Engineering in Kolomna. Testing the device on the track as part of the VAZ 2105 car gave positive results.
Заявляемое устройство может быть применено в системах обеспечения безопасности движения в транспортной колонне, в системах поддержания заданной скорости и дистанции для сигнализации о приближении на минимально допустимую безопасную дистанцию и регулировки скорости в зависимости от этой дистанции. The inventive device can be used in traffic safety systems in a transport convoy, in systems for maintaining a given speed and distance to signal the approach to the minimum acceptable safe distance and adjust the speed depending on this distance.
Источники информации. Sources of information.
1. О. И. Шелухин, Радиосистемы ближнего действия. М., Радио и связь, 1989г. 1. O. I. Shelukhin, short-range radio systems. M., Radio and communications, 1989.
2. Патент США N 3898652, кл. 180-98. 2. US patent N 3898652, CL. 180-98.
3. Патент США N 4916450. 3. US patent N 4916450.
4. Заявка PCT/RU 94/00019. 4. Application PCT / RU 94/00019.
5. "Справочник по радиоэлектронным устройствам" под ред. Д.П. Линде, т. 2, М., "Энергия", 1978г. 5. "Handbook of electronic devices", ed. D.P. Linde, T. 2, M., "Energy", 1978.
6. Патент РФ N 2079149. 6. RF patent N 2079149.
7. Б. И. Горошков, Радиоэлектронные устройства, М., "Радио и связь", 1985г. 7. B. I. Goroshkov, Radio-electronic devices, M., "Radio and communications", 1985.
8. П. Вихров, "Радио", N 2/1990, Активный RC-фильтр нижних частот. 8. P. Vikhrov, “Radio”,
9. П. Вихров, "Радио", N 11/1991, Активный RC-фильтр верхних частот. 9. P. Vikhrov, "Radio", N 11/1991, Active RC high-pass filter.
10. Аналоговые и цифровые интегральные схемы. Под ред. С.В. Якубовского. - М.: Радио и связь, 1984. 10. Analog and digital integrated circuits. Ed. S.V. Yakubovsky. - M.: Radio and Communications, 1984.
11 В.Л. Шило. Популярные цифровые микросхемы. - М.: Радио и связь, 1987. 11 V.L. Awl. Popular digital circuits. - M .: Radio and communications, 1987.
12. В. Сташин, Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах. - М.: Энергоиздат, 1990г. 12. V. Stashin, Designing digital devices on single-chip microcontrollers. - M.: Energoizdat, 1990.
13. Авторское свидетельство N 794574, кл. G 01 S 15/08, B 60 K 31/00, СССР. 13. Copyright certificate N 794574, cl. G 01
14. Авторское свидетельство N 794575. 14. Copyright certificate N 794575.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97110692A RU2117964C1 (en) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | Small-sized radar of motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97110692A RU2117964C1 (en) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | Small-sized radar of motor vehicle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2117964C1 true RU2117964C1 (en) | 1998-08-20 |
| RU97110692A RU97110692A (en) | 1998-12-20 |
Family
ID=20194559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97110692A RU2117964C1 (en) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | Small-sized radar of motor vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2117964C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2533349C1 (en) * | 2013-08-02 | 2014-11-20 | Василий Андреевич Егоров | Radar set |
-
1997
- 1997-06-25 RU RU97110692A patent/RU2117964C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2533349C1 (en) * | 2013-08-02 | 2014-11-20 | Василий Андреевич Егоров | Radar set |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5181038A (en) | Target persistence filter for multi-frequency automotive radar system | |
| US5400032A (en) | Doppler control channel for a radar | |
| US4348675A (en) | FM-CW Radar system for use in an automotive vehicle | |
| JPS5825990B2 (en) | Simultaneous distance and relative velocity measurement device using reflection method | |
| US9121934B2 (en) | Radar system and detection method | |
| JP3102224B2 (en) | In-vehicle radar device | |
| JP3206437B2 (en) | FM-CW radar apparatus and object distance measuring method | |
| KR100208503B1 (en) | Multi-frequency automotive radar system | |
| RU2559869C1 (en) | Method and system for radio-frequency identification and location of railway transport | |
| RU2117964C1 (en) | Small-sized radar of motor vehicle | |
| JPH0145593B2 (en) | ||
| JP3031094B2 (en) | Frequency modulation radar equipment | |
| JP2657970B2 (en) | A device that measures the distance from a vehicle operating on the Doppler principle | |
| RU6245U1 (en) | SMALL VEHICLE RADAR | |
| US7084807B2 (en) | Method and apparatus for generating HF signals for determining a distance and/or a speed of an object | |
| KR102116699B1 (en) | Smart radar detector and method for controlling the same | |
| JPH0146836B2 (en) | ||
| JPH11272988A (en) | Traffic monitoring device | |
| JP2000199786A (en) | Fw-cw radar apparatus | |
| RU2190238C1 (en) | Radar device for prevention of motor vehicle collisions | |
| JP2628737B2 (en) | Radar device using frequency modulated wave | |
| JPH02212792A (en) | Fm-cw radar | |
| JPH04313090A (en) | Obstacle detecting apparatus for automobile | |
| JPH06208696A (en) | Supersonic wave type vehicle kind discriminating device | |
| RU2080620C1 (en) | Speed indicator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090626 |