(Статья может редактироваться со временем при появлении новой информации)
Как отмечалось в моей статье №25, по заявкам на изобретения проводят, в лучшем случае, две экспертизы: формальную и, по существу, а также, помимо, Роспатент рассматривает материалы заявки на предмет содержания в них сведений, относящихся к государственной тайне.
Что касается последнего, то в материалах заявки предлагаемых ниже таких сведений не обнаружено (отмечено в моих статьях: №1; №4 и в [25 из ст.№5]).
А вот в отношении первого, то заявка была отозвана (по заявке Роспатент прекратил делопроизводство) не пройдя даже стадии формальной экспертизы, в принципе, из-за не лаконичного названия изобретения.
Заявление в Роспатент
Я, автор и заявитель заявки на выдачу патента на изобретения «Способы определения местоположения точки на поверхности сферы и устройства для их осуществления», руководствуясь положениями пункта 1 статьи 1366 «Гражданского кодекса Российской Федерации», обязуюсь, в случае выдачи мне патента на изобретение, передать исключительное право на изобретение (уступить патент), лицу, первому изъявившему такое желание и уведомившему об этом меня и федеральный орган исполнительной власти по интеллектуальной собственности – гражданину Российской Федерации или российскому юридическому лицу, на условиях, соответствующих договору заключенному между мной и покупателем моей собственности
Автор и заявитель заявки В.Л.Семенов
Реферат
Изобретения относятся к робототехнике и могут быть использованы при реализации устройств предупреждения транспортных средств (УПТС) от столкновений. Целью изобретения является – создание недорогого, всесторонне определяющего, малогабаритного УПТС, что достигается за счёт излучения приёмопередающей антенной <О>, из точки О – центра сферы, ЛЧМ сигнала с частотой f, изменяющейся по закону ограниченной возрастающей прямой, при её частоте модуляции F, девиации d, скорости изменения g=Fd и времени tз=f/g, за которое свет, со скоростью С, проходит расстояние в f/d раз большее чем расстояние S=C/F однозначного определения дальности и приёма отраженного точкой Тi ЛЧМ сигнала шестью приёмными антеннами: <А>, <В>, <Е>, <Л>, <М> и <Д>, расположенными: антенны - <А>, <В>, <М> и <Д> в точках А, В, М, Д на плоскости пересекающей сферу с радиусом R по её диаметрам с отрезками АОВ и МОД перпендикулярными друг другу и пересекающимися в точке О; антенны - <Е> и <Л> в точках Е и Л на плоскости пересекающей сферу по её диаметру с отрезком ЕОЛ, перпендикулярному отрезкам АОВ и МОД. При этом излученные и отражённые точкой Тi ЛЧМ сигналы, после их смешивания в СВЧ смесителях (ССМ) – нагрузках антенн, преобразуют в сигналы биений с частотами: FО, FА, FВ, FМ, FД, FЕ и FЛ, в ФРС - формирователе разностных сигналов. И после обнаружения ФМВ – формирователем метки времени, момента возникновения частоты FО=2Rg/С сигнала биений, сформированного на выходе ССМ – нагрузке антенны <О>, при нахождении точки Тi, приближающейся со скоростью V к центру сферы и находящейся на удалении R+Vtз от него, проводят в ФКУ – формирователе кода управления, формирование цифровых чисел (ЦЧ), соответствующих вычисленным теоретически ЦЧ, определяющими местоположение точек Тi на поверхности сферы и которыми, реально полученными ЦЧ, списывается из ППЗУ заранее рассчитанная и записанная в нём информация о местоположение точек Тi на поверхности сферы, по заранее определённым адресам ППЗУ, соответствующим теоретически определённым ЦЧ.
Формула изобретения
1. Способ определения местоположения точки на поверхности сферы, заключающийся в списывании из запрограммированного постоянно запоминающего устройства (ППЗУ) хранящейся в ней информации о расположении точек Тi на поверхности сферы с радиусом R, относительно её центра в точке О и шести точек - А, В, М, Д, Е, Л расположенных: точки - А, В, М, Д в плоскости пересекающей сферу по её диаметру с отрезком АОВ, причём точки А и В на концах отрезка АОВ, а точки М и Д на концах отрезка МОД, перпендикулярному отрезку АОВ и лежащему с ним в одной плоскости; точки – Е и Л в плоскости пересекающей сферу по её диаметру с отрезком ЕОЛ, перпендикулярному отрезкам АОВ и МОД, из ППЗУ управляемым цифровыми числами (ЦЧ), младшие, средние и старшие разряды которых формируются цифровыми числами, соответственно: ЦЧАВ, ЦЧЕЛ и ЦЧООТ, соответствующими величинам определяемым выражениями, соответственно:
NАВ=С/2gТсч[√R2 - (КА+ОА)2+КА2 - √R2 - (КА+ОА)2+(КА+ОА+ОВ)2];
NЕЛ=С/2gТсч[√R2 - (КЕ+ОЕ)2+КЕ2 - √R2 - (КЕ+ОЕ)2+(КЕ+ОЕ+ОЛ)2] и N= 23,
где: ОА=ОВ=ОЕ=ОЛ=ОМ=ОД << R – расстояния от центра сферы и установленной в нём приёмопередающей антенной <О>, до, соответственно, приёмных антенн - <А>, <В>, <Е>, <Л>, <М> и <Д>, установленных, соответственно, в точках - А, В, М, Д, Е, Л и принимающих, излучённый антенной <О>, отражённый точкой Тi непрерывный линейно частотно модулированный (ЛЧМ) сигнал с частотой f, изменяющейся по закону ограниченной возрастающей прямой, при её частоте модуляции F, девиации d, скорости изменения g=Fd и времени tз=f/g, за которое свет, со скоростью С, проходит расстояние в f/d раз большее чем расстояние S=C/F однозначного определения дальности, ЛЧМ сигнал, излучаемый с целью обнаружения момента возникновения частоты Fо=2Rg/С разностного сигнала, способом по п. 6 или п. 8, при нахождении точки Тi на удалении R+tзV от центра сферы, точки Тi, способной отражать радиоволны и, возможно, приближающейся к поверхности сферы, с внешней стороны, со скоростью V; КА=КЕ – задаваемые расстояния для вычисления величин NАВ и NЕЛ, пропорциональных Тсч и после обнаружения момента возникновения частоты Fо, формирования, способом по п.10, ЦЧ для управления ППЗУ.
2. Устройство определения местоположения точки на поверхности сферы (УОМТПС), содержащее формирователь разностных сигналов (ФРС), выход <Fо> которого подключен, через формирователь метки времени (ФМВ), к одноимённому входу <Fо> формирователя кода управления (ФКУ) запрограммированным постоянным запоминающим устройством (ППЗУ), а выходы: <FА>, <FВ>, <FМ>, <FД>, <FЕ> и <FЛ> ФРС подключены к одноимённым входам: <FА>, <FВ>, <FМ>, <FД>, <FЕ> и <FЛ> ФКУ, выходы: <NАВ>, <NЕЛ>, <23> которого подключены к входам ППЗУ.
3. Формирователь разностных сигналов (ФРС) УОМТПС по п.2, содержащий приёмопередающую антенну <О>, вход которой работающий на передачу, подключен к мощному выходу передатчика (ПД), а выход, работающий на приём, к входу 1ОГО СВЧ смесителя (ССМ), совмещённого с антенной <О> и ПД а 2ОЙ вход 1ОГО ССМ подключен к выходу малой мощности ПД, а выход ССМ подключён, к входу 1ОГО фильтра разностных частот (ФРЧ), выход которого подключен к выходной шине <Fо>, а также приемные антенны: <А> и <В>, <М> и <Д>, <Е> и <Л>, первые 4ЫРЕ из которых расположены на одной плоскости, а остальные 2ВЕ – на плоскости перпендикулярной 1ОЙ, плоскостях, пересекающихся в точке О – месте установки приёмопередающей антенны <О>, при этом приемные антенны, парами, установлены на одноимённых концах жёстко укрепленных в точке О между собой стержнях: АОВ, МОД и ЕОЛ, на равных удалениях от точки О, под прямыми углами между отрезками стержней: ОА и ОМ, ОА и ОД, ОА и ОЕ, ОА и ОЛ, а также совмещённые с антенной <О> и 2ОЙ, ..., 7ОЙ ССМ, первые входы которых подключены, соответственно, к выходам приёмных антенн: <А>, <В>, <М>, <Д>, <Е>, <Л>, а вторые – к выходу малой мощности ПД, а выходы: 2ОГО, ..., 7ОГО ССМ, подключены, через, соответственно, 2ОЙ, ..., 7ОЙ ФРЧ, к, соответственно, выходным шинам: <FА>, <<FВ>>, <FМ>, <FД>, <FЕ> и <FЛ>.
4. Способ формирования разностных сигналов с помощью ФРС по п. 3, включающий: излучение приёмопередающей антенной <О> из точки О пространства ЛЧМ сигнала; смешивание, по отдельно, излучённого ЛЧМ сигнала с отражённым от точки Тi ЛЧМ сигналом, принятым антеннами - <О>, <А>, <В>, <М>, <Д>, <Е>, <Л;
выделение 1ЫМ фильтром разностных частот (ФРЧ) разностного сигнала с частотой Fб=2Rg/С-Fд, после смешивания в 1ОМ СВЧ смесителе (ССМ) излученного и отраженного от точки Тi, перемещающейся с радиальной скоростью Vi, ЛЧМ сигналов, где Fд – частота Допплера; выделение 2ЫМ, ..., 7ЫМ ФРЧ, сформированных после смешивания во 2ОМ, ..., 7ОМ ССМ, излученного и отраженного от точки Тi и принятого, соответственно, приёмными антеннами – <А>, <В>, <М>, <Д>, <Е>, <Л>, расположенными в точках - А, В, М, Д, Е, Л сферы, ЛЧМ сигналов, разностных сигналов с частотами, соответственно -
FiА=(Ri+АО+АТi)g/С-2fViCosZ1/С; FiВ=(Ri+ВО+ВТi)g/С-2fViCosZ2/С; FiМ=(Ri+МО+МТi)g/С-2fViCosZ3/С; FiД=(Ri+ДО+ДТi)g/С-2fViCosZ4/С; FiЕ=(Ri+ЕО+ЕТi)g/С-2fViCosZ5/С; FiЛ=(Ri+ЛО+ЛТi)g/С-2fViCosZ6/С, где Z1 ... Z6 – углы определяющие доплеровские составляющие разностных сигналов.
5. Формирователь метки времени (УФМВ) УОМТПС по п.2, содержащее последовательно соединенные: входную шину <<Fо>>; узкополосный полосовой фильтр (УПФ); преобразователь гармонического сигнала в последовательность положительных видеоимпульсов длительностью в пол периода частоты гармонического сигнала (ПР); 1ЫЙ элемент И (И), счётчик импульсов (СЧ) с 2ЫМ входом подключенным к выходу 3ЕГО дешифратора (ДШ); цифровой компаратор (ЦК) с 2ЫМИ входами подключенными к шине установки кода Х; 2ОЙ И с 2ЫМ входом подключенным к выходу элемента НЕ; регистр сдвига (РГ); 1ОЕ реле времени (РВ); 2ОЕ РВ; выходную шину <<Fо>>, а также последовательно соединенные: генератор счётных импульсов (ГСИ); 2ОЙ СЧ; 1ЫЙ ДШ с входом объединенным с входами 2ОГО и 3ЕГО ДШ; триггер (ТР) с 2ЫМ входом подключенным к выходу 2ОГО ДШ, и выходом подключенным к 2ОМУ входу 1ОГО И и входу элемента НЕ.
6. Способ обнаружения узкополосного разностного сигнала с помощью ФМВ по п.5, включающий: выделение УПФ, с полосой независящей от ширины спектра частот Допплера, разностных сигналов и преобразование их в последовательность положительных видеоимпульсов с частотой повторения Fо; формирование интервала tизм измерения частоты Fо; измерение частоты Fо за время tизм; сравнение измеренных результатов с значением должной частоты Fо, подлежащей обнаружению; формирование коротких импульсов в момент совпадения измеряемой и известной частот Fо, или начала превышения известной частоты Fоб, над измеряемой; суммирование, несколько раз, коротких импульсов; формирование импульса– метки времени в момент достижения суммы определенной величины, задержку на время tз импульса – метки времени и формирование по её окончанию строб - импульса.
7. ФМВ УОМТПС по п.2, содержащее последовательно соединенные: входную шину <Fо>; узкополосный полосовой фильтр (УПФ); преобразователь гармонического сигнала в последовательность положительных видеоимпульсов длительностью в пол периода частоты гармонического сигнала (ПР); элемент И (И) с 2ЫМ входом подключенным, через линию задержки (ЛЗ), к 1ОМУ своему входу; селектор импульсов (СЕЛ) по а.с. №1083355; РГ; 1ОЕ реле времени (РВ); 2ОЕ РВ; выходную шину <<Fо>>.
8. Способ обнаружения узкополосного разностного сигнала с помощью ФМВ по п.7, включающий: выделение УПФ, с полосой независящей от ширины спектра частот Допплера, разностных сигналов и преобразование их в последовательность положительных видеоимпульсов с частотой повторения Fо; задержку, на время tлз=(1/Fо) – tрз, последовательности видеоимпульсов с частотой повторения Fо, где tрз – время естественной задержки распространения сигналов в микросхемах серии, на которых выполнен СЕЛ; логическое перемножение задержанных и незадержанных видеоимпульсов; выделение СЕЛ импульсов длительностью от tрз до 2 tрз и преобразование их в короткие импульсы; суммирование, несколько раз, коротких импульсов и в момент достижения суммы определенной величины, формирование импульса – метки времени; задержку на время tз импульса – метки времени и формирование по её окончанию строб - импульса.
9. Формирователь кода управления (ФКУ) УОМТПС по п.2, содержащий 6ТЬ идентичных ячеек, каждая из которых выполнена в виде последовательно соединённых: преобразователя (соответственно, 1ОГО, ..., 6ОГО ПР) гармонического сигнала в последовательность положительных видеоимпульсов длительностью в пол периода частоты гармонического сигнала, с входом подключённым к входной шине (соответственно, шинам - <FА>, <FВ>, <FМ>, <FД>, <FЕ> и <FЛ>); 1ОГО входа элемента И (соответственно, 9ОГО, ..., 14ОГО И) подключённого также к 2ОМУ входу элемента И (соответственно, 15ОГО, ..., 20ОГО И) и вторым входом подключённым к входной шине <Fо>; регистра сдвига (соответственно, 1ОГО, ..., 6ОГО РГ); 2ОГО выхода РГ (соответственно, 1ОГО, ..., 6ОГО РГ); элемента И (соответственно, 15ОГО, ..., 20ОГО И); счетчика импульсов (соответственно, 1ОГО, ..., 6ОГО СЧ)) и выходов СЧ (соответственно, 1ОГО, ..., 6ОГО СЧ), а также 3ЕГО выхода РГ (соответственно, 1ОГО, ..., 6ОГО РГ) подключённого, через элемент НЕ (соответственно, 1ЫЙ, ..., 6ОЙ НЕ) к 3ЕМУ входу элемента И (соответственно, 9ОГО, ..., 14ОГО И), и 3ЕГО входа элемента И (соответственно, 15ОГО, ..., 20ОГО И) подключённого к 2ОЙ входной шине, при этом 2ЫЕ входные шины всех ячеек объединены и подключены к выходу генератора счётных импульсов (ГСИ), также объединены и все входной шины <<Fо>> всех ячеек, а выходы СЧ ячеек подключены: 1ОЙ ячейки к 1ЫМ входам 1ОЙ схемы вычитания (СВ); 2ОЙ ячейки к 2ЫМ входам 1ОЙ СВ; 3ЬЕЙ ячейки к 1ЫМ входам 2ОЙ СВ; 4ОЙ ячейки к 2ЫМ входам 2ОЙ СВ; 5ОЙ ячейки к 1ЫМ входам 3ЬЕЙ СВ; 6ОЙ ячейки к 2ЫМ входам 3ЬЕЙ СВ, а выходы СВ подключены: 1ЫЕ, 2ОЙ и инверсный 3ТИЙ у 1ОЙ СВ к, соответственно, выходным шинам <NiАВ> разности длительностей двух импульсов – младшим выходам ФКУ, выходной шине <NiА>NiВ> знака разности двух импульсов, выходной шине <NВ>NА> знака разности двух импульсов; 1ЫЕ, 2ОЙ и инверсный 3ТИЙ у 2ОЙ СВ к, соответственно, выходным шинам <NМД> разности длительностей двух импульсов, выходной шине <NМ>NД> знака разности двух импульсов, выходной шине <NД>NМ> знака разности двух импульсов; 1ЫЕ, 2ОЙ и инверсный 3ТИЙ у 3ЬЕЙ СВ к, соответственно, выходным шинам <NЕЛ> разности длительностей двух импульсов – средним выходам ФКУ, выходной шине <NЕ>NЛ> знака разности двух импульсов, выходной шине <NЛ>NЕ> знака разности двух импульсов, а также, выходные шины: <NА>NВ>; <NВ>NА>; <NМ>NД>; <NД>NМ>; <NЕ>NЛ>; <NЛ>NЕ> подключены: <NА>NВ> - к первым входам 1ОГО, 4ОГО, 5ОГО и 8ОГО И; <NА<NВ> - к первым входам 2ОГО, 3ЕГО, 6ОГО и 7ОГО И; <NiМ>NiД> - к вторым входам 1ОГО, 2ОГО, 3ЕГО и 4ОГО И; <NМ<NД> – к вторым входам 5ОГО, 6ОГО, 7ОГО и 8ОГО И; <NЕ>NЛ> - к третьим входам 1ОГО, 2ОГО, 5ОГО и 6ОГО И; <NiЕ<NiЛ> - к третьим входам 3ЕГО, 4ОГО, 7ОГО и 8ОГО И, а
выходы 1ОГО, 2ОГО, 3ЕГО, 4ОГО, 5ОГО, 6ОГО, 7ОГО и 8ОГО И подключены к входам преобразователя десятичного кода в двоичный - старших выходов ФКУ.
10. Способ формирования кода управления с помощью ФКУ по п. 9, включающий: преобразование 6ТИ гармонических сигналов с частотами: FА, FВ, FМ, FД, FЕ, FЛ, сформированных способом по п. 4, после обнаружения момента возникновения частоты FО разностного сигнала, способом по п.6 или п.8, в последовательности положительных видеоимпульсов – меандры с импульсами длительностью в пол периода частот гармонических сигналов, соответственно, длительностью - НА=1/2FА, НВ=1/2FВ, НМ=1/2FМ, НД=1/2FД, НЕ=1/2FЕ, НЛ=1/2FЛ; логическое перемножение на 1ОМ, ..., 6ОМ элементах И (И), соответственно, импульсов длительностью - НА, НВ, НМ, НД, НЕ, НЛ, поступающими на их 1ЫЕ входы И, с положительным строб – импульсом (СИ), поступающим на их 2ЫЕ входы И, и с положительными потенциалами поступающими на 3ЬИ входы И с выходов, соответственно, 1ОГО, ..., 6ОГО инверторов (НЕ), преобразующих низкие потенциалы сформированные на 3ЬИХ выходах, соответственно, 1ОГО, ..., 6ОГО регистров сдвига (РГ), в положительные; переключение 1ОГО, ..., 6ОГО РГ, формируемыми импульсами на выходах, соответственно, 1ОГО, ..., 6ОГО И; логическое перемножение на 7ОМ, ..., 12ОМ И, соответственно, положительных импульсов длительностями - НА, НВ, НМ, НД, НЕ, НЛ, поступающими на 2ЫЕ входы И, с положительными импульсами, поступающим на 1ЫЕ входы И с 2ЫХ выходов, соответственно, 1ОГО, ..., 6ОГО РГ, и со счётными импульсами, поступающими на их 3ЬИ входы И с периодом повторения Тсч; подсчет - NА=НА/Тсч, NВ=НВ/Тсч, NМ=НМ/Тсч, NД=НД/Тсч, NЕ=НЕ/Тсч, NЛ=НЛ/Тсч счётных импульсов, сформированных на выходах 7ОГО, ..., 12ОГО И, соответственно, 1ЫМ, ..., 6ЫМ счетчиками импульсов (СЧ), за время длительности импульсов – НА, НВ, НМ, НД, НЕ, НЛ; определение разностей - NАВ=NА–NВ, NМД=NМ–NД, NЕЛ=NЕ–NЛ и их знаков, при этом, при - NА>NВ, NМ>NД, NЕ>NЛ знаком разности считать – логическую 1, также как и при NВ>NА, NД>NМ, NЛ>NЕ, после инвертирования знаков величин - NА>NВ, NМ>NД, NЕ>NЛ; логическое перемножение на 13ОМ, ..., 20ОМ И логических 1 соответствующих неравенствам: NА>NВ – на 13ОМ, 16ОМ, 17ОМ и 20ОМ И; NВ>NА – на 14ОМ, 15ОМ, 18ОМ и 19ОМ И; NМ>NД – на 13ОМ, 14ОМ, 15ОМ и 16ОМ И; NД>NМ – на 17ОМ, 18ОМ, 19ОМ и 20ОМ И; NЕ>NЛ – на 13ОМ, 14ОМ, 17ОМ и 18ОМ И; NЛ>NЕ – на 15ОМ, 16ОМ, 19ОМ и 20ОМ И; преобразование десятичного цифрового числа, сформированного на выходах - 13ОГО, ..., 20ОГО И, в двоичное; формирование двоичного цифрового числа (ЦЧ), с младшими, средними и старшими разрядами определяемыми, соответственно, максимально возможными величинами разностей - NАВ и NЕЛ счётных импульсов и двоичным числом 23, соответствующим 8МИ И, с 13ОГО по 20ЫЙ.
11. Формирователь кода управления (ФКУ) УОМТПС по п.2, содержащий входные шины: <FА>, <FВ>, <FМ>, <FД>, <FЕ> и <FЛ>, которые подключены: <FА> к 1ОМУ входу 1ОГО смесителя (СМ) и входу 1ОГО умножителя (УМ) частоты; <FВ> к 2ОМУ входу 1ОГО СМ и входу 2ОГО УМ; <FЕ> к 1ОМУ входу 2ОГО СМ и входу 3ЕГО УМ; <FЛ> к 2ОМУ входу 2ОГО СМ и входу 4ОГО УМ; <FМ> к входу 5ОГО УМ; <FД> к входу 6ОГО УМ, при этом выход 1ОГО СМ подключен к выходным шинам <ЦЧАВ>, через последовательно соединённые: 1ЫЙ фильтр разностной частоты (ФРЧ); 7ОЙ УМ; 3ТИЙ СМ с 2ЫМ входом подключенным к 2ОМУ входу 4ОГО СМ и выходу генератора; 1ЫЙ фильтр суммарной частоты (ФСС); 1УЮ линию задержки (ЛЗ); 1ЫЙ преобразователь гармонического сигнала в меандр (ПР); 9ЫЙ элемент И (И) с 2ЫМ входом подключённым, через 2ОЙ ПР, к входу 1ОЙ ЛЗ; 1ЫЙ селектор импульсов (СЕЛ) по а. с. №1083355; 1ЫЙ преобразователь десятичного кода в двоичный (ПДКД), а выход 2ОГО СМ подключен к выходным шинам <ЦЧЕЛ>, через последовательно соединённые: 2ОЙ ФРЧ; 8ОЙ УМ; 4ТЫЙ СМ; 2ОЙ ФСС; 2УЮ ЛЗ; 3ИЙ ПР; 10ЫЙ И с 2ЫМ входом подключённым, через 4ЫЙ ПР, к входу 2ОЙ ЛЗ; 2ОЙ СЕЛ; 2ОЙ ПДКД, а также, выход 1ОГО УМ подключен к выходной шине <NА>NВ>, через последовательно соединённые: 3ЬЮ ЛЗ; 5ЫЙ ПР; 11ЫЙ И с 2ЫМ входом подключённым, через 6ОЙ ПР, к входу 3ЬЕЙ ЛЗ; 3ИЙ СЕЛ; 1ЫЕ входы 1ОГО цифрового компаратора (ЦК), а выход 2ОГО УМ подключен к выходной шине <NВ>NА>, через последовательно соединённые: 4УЮ ЛЗ; 7ОЙ ПР; 12ЫЙ И с 2ЫМ входом подключённым, через 8ОЙ ПР, к входу 4ОЙ ЛЗ; 4ЫЙ СЕЛ; 2ЫЕ входы 1ОГО ЦК, а выход 3ЕГО УМ подключен к выходной шине <NМ>NД>, через последовательно соединённые: 5УЮ ЛЗ; 9ЫЙ ПР; 13ЫЙ И с 2ЫМ входом подключённым, через 10ЫЙ ПР, к входу 5ОЙ ЛЗ; 5ЫЙ СЕЛ; 1ЫЕ входы 2ОГО ЦК, а выход 4ОГО УМ подключен к выходной шине <NД>NМ>, через последовательно соединённые: 6УЮ ЛЗ; 11ЫЙ ПР; 14ЫЙ И с 2ЫМ входом подключённым, через 12ЫЙ ПР, к входу 6ОЙ ЛЗ; 6ОЙ СЕЛ; 2ЫЕ входы 2ОГО ЦК, а выход 5ОГО УМ подключен к выходной шине <NЕ>NЛ>, через последовательно соединённые: 7УЮ ЛЗ; 13ЫЙ ПР; 15ЫЙ И с 2ЫМ входом подключённым, через 14ЫЙ ПР, к входу 4ОЙ ЛЗ; 7ОЙ СЕЛ; 1ЫЕ входы 3ЕГО ЦК, а выход 6ОГО УМ подключен к выходной шине <NЛ>NЕ>, через последовательно соединённые: 8УЮ ЛЗ; 15ЫЙ ПР; 16ЫЙ И с 2ЫМ входом подключённым, через 16ЫЙ ПР, к входу 8ОЙ ЛЗ; 8ОЙ СЕЛ; 2ЫЕ входы 3ЕГО ЦК, а также, выходные шины: <NА>NВ>; <NВ>NА>; <NМ>NД>; <NД>NМ>; <NЕ>NЛ>; <NЛ>NЕ> подключены: <NА>NВ> - к первым входам 1ОГО, 4ОГО, 5ОГО и 8ОГО И; <NА<NВ> - к первым входам 2ОГО, 3ЕГО, 6ОГО и 7ОГО И; <NiМ>NiД> - к вторым входам 1ОГО, 2ОГО, 3ЕГО и 4ОГО И; <NМ<NД> – к вторым входам 5ОГО, 6ОГО, 7ОГО и 8ОГО И; <NЕ>NЛ> - к третьим входам 1ОГО, 2ОГО, 5ОГО и 6ОГО И; <NiЕ<NiЛ> - к третьим входам 3ЕГО, 4ОГО, 7ОГО и 8ОГО И, а выходы 1ОГО, 2ОГО, 3ЕГО, 4ОГО, 5ОГО, 6ОГО, 7ОГО и 8ОГО И подключены к входам 3ЕГО ПДКД, выходы которого подключены к выходным шинам <ЦЧ23>, а 3ЬИвходы9ОГО, ...,16ОГО И объединены и подключены к входной шине <Fо>.
12. Способ формирования кода управления с помощью ФКУ по п. 11, соответствующему цифровому числу – ЦК, включающий, одновременное и по раздельное: смешивание сигналов с частотами FА и FВ, а также, FЕ и FЛ, сформированных способом по п. 4; выделение разностных сигналов с частотами FАВ=FА-FВ; и FЕЛ=FЕ-FЛ; повышение частот FАВ и FЕЛ разностных сигналов до величин FNАВ и FNЕЛ, посредством последовательного удвоения предыдущего значения и выделения, после удвоения, сигнала с суммарной частотой; смешивание разностных сигналов с частотами FNАВ и FNЕЛ с сигналом генератора непрерывной частоты fо; выделение сигналов с суммарными частотами FNАВ+fо и FNЕЛ+fо; задержку сигналов с частотами FNАВ+fо и FNЕЛ+fо на время tлз=[1/2(F1NСР+fо)]- tрз, где tрз – время естественной задержки элементов, на базе которых реализуется селектор (СЕЛ) импульсов по а. с. №1083355, а F1NСР - частота разностного сигнала, при которой выполняются условия –
{[1/2(FNАВ+fо)]=[1/2(FNЕЛ+fо)]} - [1/2(F1NСР+fо)] = tрз;
преобразование задержанных и незадержанных сигналов с частотами FNАВ+fо и FNЕЛ+fо в меандры с импульсами длительностями ТАВ=1/2(FNАВ+fо) и ТЕЛ=[1/2(FNЕЛ+fо)]; логическое перемножение задержанных и незадержанных импульсов меандров на 1ОМ и 2ОМ элементах И (И), после подачи на них импульса разрешения; селекцию 1ЫМ и 2ЫМ СЕЛ коротких импульсов, сформированных после операций логических перемножений; формирование на том или ином выходе 1ОГО и 2ОГО СЕЛ, в зависимости от длительности импульсов на их входах, высоких потенциалов, представляющих десятичный код цифрового числа; преобразование десятичных кодов сформированных на выходах 1ОГО и 2ОГО СЕЛ в двоичные и отображение их на выходных шинах <ЦЧАВ> и <ЦЧЕЛ>; повышение частот: FА; FВ; FМ; FД; FЕ и FЛ, сформированных способом по п. 4, до величин: FNА; FNВ; FNМ; FNД; FNЕ и FNЛ, посредством последовательного удвоения предыдущего значения и выделения, после удвоения, сигнала с суммарной частотой; задержку сигналов с частотами: FNА; FNВ; FNМ; FNД; FNЕ и FNЛ на время t1лз=(1/2F2NСР) - tрз, где F2NСР - частота разностного сигнала при которой выполняются условия –
(1/2FNА=1/2FNВ=1/2FNМ=1/2FNД=1/2FNЕ=1/2FNЛ) - 1/2F2NСР = tрз;
преобразование задержанных и незадержанных сигналов с частотами: FNА; FNВ; FNМ; FNД; FNЕ и FNЛ в меандры с импульсами длительностями: ТА=1/2FNА; ТВ=1/2FNВ; ТМ=1/2FNМ; ТД=1/2FNД; ТЕ=1/2FNЕ и ТЛ=1/2FNЛ; логическое перемножение задержанных и незадержанных импульсов меандров с длительностями импульсов: ТА; ТВ; ТМ; ТД; ТЕ и ТЛ на 3ЕМ, ..., 8ОМ И, после подачи на них импульса разрешения; селекцию 3ИМ, ..., 8ЫМ СЕЛ коротких импульсов, сформированных после операций логических перемножений с импульсами длительностями: ТА; ТВ; ТМ; ТД; ТЕ и ТЛ; формирование на том или ином выходе 3ЕГО, ..., 8ОГО СЕЛ, в зависимости от длительности импульсов на их входах, высоких потенциалов, представляющих код цифрового числа (ЦЧ), соответственно, цифровые числа: ЦЧА, ЦЧВ, ЦЧМ, ЦЧД, ЦЧЕ и ЦЧЛ; сравнение ЦЧ: на 1ОМ цифровом компараторе (ЦК) - ЦЧА и ЦЧВ; на 2ОМ ЦК – ЦЧМ и ЦЧД; на 3ЕМ ЦК – ЦЧЕ и ЦЧЛ и получение на 1ЫХ выходах 1ОГО, 2ОГО и 3ЕГО ЦК положительных потенциалов, соответственно, при - ЦЧА>ЦЧВ; ЦЧМ>ЦЧД; ЦЧЕ>ЦЧЛ и получение на 2ЫХ выходах 1ОГО, 2ОГО и 3ЕГО ЦК положительных потенциалов, соответственно, при – ЦЧВ>ЦЧА; ЦЧД>ЦЧМ; ЦЧЛ>ЦЧЕ; логическое перемножение на 13ОМ, ..., 20ОМ И высоких потенциалов - логических 1 соответствующих неравенствам: ЦЧА>ЦЧВ – на 13ОМ, 16ОМ, 17ОМ и 20ОМ И; ЦЧВ>ЦЧА – на 14ОМ, 15ОМ, 18ОМ и 19ОМ И; ЦЧМ>ЦЧД – на 13ОМ, 14ОМ, 15ОМ и 16ОМ И; ЦЧД>ЦЧМ – на 17ОМ, 18ОМ, 19ОМ и 20ОМ И; ЦЧЕ>ЦЧЛ – на 13ОМ, 14ОМ, 17ОМ и 18ОМ И; ЦЧЛ>ЦЧЕ – на 15ОМ, 16ОМ, 19ОМ и 20ОМ И; преобразование десятичного ЦЧ, величиной от 1 до 8, сформированного на выходах - 13ОГО, ..., 20ОГО И, в двоичное, от 1 до 23; формирование двоичного ЦЧ, с младшими, средними и старшими разрядами определяемыми, соответственно, максимально возможными величинами отображёнными на выходных шинах - <ЦЧАВ> и <ЦЧЕЛ> и двоичным числом, от 1 до 23, отображённым на выходных шинах - <ЦЧ 23>.
13. Умножитель частоты гармонического сигнала (УМ) ФКУ по п. 11, содержащий последовательно соединённые N идентичных ячеек, каждая из которых выполнена в виде последовательно соединённых: входной шины <Fi>; смесителя с объединёнными входами (СМ); фильтра суммарной частоты (ФСС) и выходной шины <FNi>.
14. Способ повышения частоты гармонического сигнала с помощью УМ по п. 13, заключающийся в проведении, Nраз, последовательного удвоения частоты гармонического сигнала и выделении, после каждого удвоения, сигналов с суммарными частотами.
15. Устройство определения местоположения особой и единственной точки на поверхности сферы (УОМОЕТПС) по п. 2, отличающееся тем, что первые выходы 3ЕГО, 4ОГО, 7ОГО и 8ОГО СЕЛ его ФКУ по п. 11, по раздельно, подключены к четырём входам элемента И, пятый вход которого подключен к первому выходу 2ОГО ЦК ФКУ.
16. Способ определения местоположения особой и единственной точки на поверхности сферы, с помощью УОМОЕТПС по п.15, заключающийся в обнаружении способом по п.12, одновременно, четырёх сигналов с равными частотами FА=FВ=FЕ=FЛ, сформированных способом по п. 4, в момент определения, способом по п.12, момента возникновения неравенства FМ>FД частот сигналов с частотами FМ и FД, сформированных способом по п. 4.
G01S13/58
Способы определения местоположения точки на поверхности сферы
и устройства для их осуществления.
Изобретения относятся к робототехнике и могут быть использованы при реализации устройств предупреждения транспортных средств (ТС) от столкновений.
Общеизвестны [4], устройства определения скорости передвижения автомобилей, используемые сотрудниками ГИБДД для, помимо прочего, обнаружения присутствия автомобиля в том, или ином, секторе его перемещения.
Недостаток такого устройства определяется невозможностью им, одновременно, обнаруживать приближающиеся к нему ТС с разных сторон.
Цель изобретения – расширение функциональных возможностей устройств подобных локаторам ГИБДД.
Поставленная цель достигается за счёт излучения ЛЧМ сигнала из точки О пространства и приёма его отражений в шести точках расположенных вокруг точки О.
На фиг.1, 2, 3, 4, 5, 7; 8; 6 приведены, соответственно блок схемы: устройства определения местоположения точки на поверхности сферы (УОМТПС); формирователя разностных сигналов (ФРС); формирователей меток времени (ФМВ); формирователя кода управления (ФКУ); второго варианта ФКУ; умножителя частоты гармонического сигнала (УМ); рисунок для пояснения работы ФКУ.
УОМТПС, фиг.1, содержит ФРС, выход <Fо> которого подключен, через ФМВ, к одноимённому входу <Fо> ФКУ, а выходы: <FА>, <FВ>, <FМ>, <FД>, <FЕ> и <FЛ> ФРС подключены к одноимённым входам ФКУ, выходы: <NАВ>, <NЕЛ>, <23>, фиг.5, или <ЦЧАВ>, <ЦЧЕЛ>, <ЦЦ 23>, фиг.7, которого подключены к входам ППЗУ.
ФМВ, фиг.2, содержит последовательно соединенные: входную шину <Fо>; УПФ14; ПР8; И9, СЧ10 с 2ЫМ входом, подключенным к выходу ДШ6; ЦК11 с 2ЫМИ входами, подключенными к шине установки кода Х; 2ОЙ И с 2ЫМ входом подключенным к выходу элемента НЕ7; РГ13; РВ15; РВ16; выходную шину <<Fо>>, а также последовательно соединенные: ГСИ1; СЧ4; ДШ2 с входом объединенным с входами ДШ5 и ДШ6; ТР3 с 2ЫМ входом подключенным к выходу ДШ5, и выходом подключенным к 2ОМУ входу И9 и входу элемента НЕ7.
ФМВ, фиг.3, содержит последовательно соединенные: входную шину <Fо>; УПФ5; ПР6; И2 с 2ЫМ входом подключенным, через ЛЗ1, к 1ОМУ своему входу; СЕЛ3 по а.с. №1083355 [2]; РГ4; РВ7; РВ8; выходную шину <Fо>.
ФРС, фиг. 4, содержит приёмопередающую антенну <О>, вход которой работающий на передачу, подключен к мощному выходу передатчика (ПД) 1, а выход, работающий на приём, к входу ССМ2, 2ОЙ вход которого подключен к выходу малой мощности ПД1, а выход ССМ2 подключён к входу ФРЧ3, выход которого подключен к выходной шине <Fо>, а также: приемные антенны: <А> и <В>, <М> и <Д>, <Е> и <Л>; ССМ4, ..., ССМ9, первые входы которых подключены, соответственно, к выходам приёмных антенн: <А>, <В>, <М>, <Д>, <Е>, <Л>, а вторые – к выходу малой мощности ПД1, а выходы ССМ4, ..., ССМ9, подключены, через, соответственно, ФРЧ10, ..., ФРЧ15, к, соответственно, выходным шинам: <FА>, <<FВ>>, <FМ>, <FД>, <FЕ> и <FЛ>.
ФКУ, фиг.5, содержит 6ТЬ идентичных ячеек, каждая из которых выполнена в виде последовательно соединённых: преобразователя (соответственно, ПР16, ..., ПР21) гармонического сигнала в последовательность положительных видеоимпульсов длительностью в пол периода частоты гармонического сигнала, с входом подключёнными к входной шине (соответственно, шинам – 9, ..., 14); 1ОГО входа элемента И (соответственно, И22, ..., И27) подключённого также к 2ОМУ входу элемента И (соответственно, И28, ..., И33) и вторым входом подключённым к входной шине 15; регистра сдвига (соответственно, 34ОГО, ..., 39ОГО РГ); 2ОГО выхода РГ (соответственно, 34ОГО, ..., 39ОГО РГ); элемента И (соответственно, 28ОГО, ..., 33ОГО И); счетчика импульсов (соответственно, 40ОГО, ..., 45ОГО СЧ)) и выходов СЧ (соответственно, 40ОГО, ..., 45ОГО СЧ), а также 3ЕГО выхода РГ (соответственно, 34ОГО, ..., 39ОГО РГ) подключённого, через элемент НЕ (соответственно, 46ОЙ, ..., 51ЫЙ НЕ) к 3ЕМУ входу элемента И (соответственно22ОГО, ..., 27ОГО И), и 3ЕГО входа элемента И (соответственно, 28ОГО, ..., 33ОГО И) подключённого к 2ОЙ входной шине 52, при этом входные шины 52 всех ячеек объединены и подключены к выходу генератора 53 счётных импульсов (ГСИ), также объединены и все входной шины 15 всех ячеек, а выходы СЧ ячеек подключены: 1ОЙ ячейки к 1ЫМ входам схемы 54 вычитания (СВ); 2ОЙ ячейки к 2ЫМ входам СВ54; 3ЬЕЙ ячейки к 1ЫМ входам СВ55; 4ОЙ ячейки к 2ЫМ входам СВ55; 5ОЙ ячейки к 1ЫМ входам СВ56; 6ОЙ ячейки к 2ЫМ входам СВ56, а выходы СВ подключены: 1ЫЕ, 2ОЙ и 3ТИЙ, через НЕ57 подключенный к 2ОМУ, у СВ54 к, соответственно, выходным шинам <NiАВ>, выходной шине <NiА>NiВ>, выходной шине <NiВ>NiА>; 1ЫЕ, 2ОЙ и 3ТИЙ, через НЕ58 подключенный к 2ОМУ, у СВ55 к, соответственно, выходным шинам <NМД>, выходной шине <NМ>NД>, выходной шине <NД>NМ>; 1ЫЕ, 2ОЙ и 3ТИЙ, через НЕ59 подключенный к 2ОМУ, у СВ56 к, соответственно, выходным шинам <NiЕЛ>, выходной шине <NЕ>NЛ>, выходной шине <NЛ>NЕ>, а также, выходные шины: <NА>NВ>; <NВ>NА>; <NМ>FД>; <NД>NМ>; <NЕ>NЛ>> <NЛ>NЕ> подключены: <NА>NВ> - к первым входам 1ОГО, 4ОГО, 5ОГО и 8ОГО И; <NА<NВ> - к первым входам 2ОГО, 3ЕГО, 6ОГО и 7ОГО И; <NМ>NД> - к вторым входам 1ОГО, 2ОГО, 3ЕГО и 4ОГО И; <NiМ<NiД> – к вторым входам 5ОГО, 6ОГО, 7ОГО и 8ОГО И; <NiЕ>NiЛ> - к третьим входам 1ОГО, 2ОГО, 5ОГО и 6ОГО И; <NЕ<NЛ> - к третьим входам 3ЕГО, 4ОГО, 7ОГО и 8ОГО И, а выходы 1ОГО, 2ОГО, 3ЕГО, 4ОГО, 5ОГО, 6ОГО, 7ОГО и 8ОГО И подключены к входам преобразователя 60 десятичного кода в двоичный.
ФКУ, фиг.7, содержит входные шины: <FА> 9, <FВ> 10, <FМ> 13, <FД> 14, <FЕ> 11 и <FЛ> 12, которые подключены: <FА> к 1ОМУ входу смесителя (СМ16) и входу умножителя (УМ39) частоты; <FВ> к 2ОМУ входу СМ16 и входу УМ47; <FЕ> к 1ОМУ входу СМ28 и входу УМ66; <FЛ> к 2ОМУ входу СМ28 и входу УМ73; <FМ> к входу УМ53; <FД> к входу УМ60, при этом выход СМ16 подключен к выходным шинам <ЦЧАВ> 79, через последовательно соединённые: фильтр разностной частоты (ФРЧ17); УМ18; СМ19 с 2ЫМ входом подключенным к 2ОМУ входу СМ31 и выходу генератора 24; фильтр суммарной частоты (ФСС20); линию задержки (ЛЗ25); преобразователь гармонического сигнала в меандр (ПР26); элемент И (И22) с 2ЫМ входом подключённым, через ПР21, к входу ЛЗ25; селектор импульсов (СЕЛ23) по а.с. №1083355; 1ЫЙ преобразователь десятичного кода в двоичный (ПДКД27), а выход СМ28 подключен к выходным шинам <ЦЧЕЛ> 80, через последовательно соединённые: ФРЧ29; УМ30; СМ31; ФСС32; ЛЗ36; ПР37; И34 с 2ЫМ входом подключённым, через ПР33, к входу ЛЗ36; СЕЛ35; ПДКД38, а также, выход УМ39 подключен к выходной шине <NА>NВ>, через последовательно соединённые: ЛЗ44; ПР45; И41 с 2ЫМ входом подключённым, через ПР40, к входу ЛЗ44; СЕЛ42; 1ЫЕ входы цифрового компаратора (ЦК46), а выход УМ47 подключен к выходной шине <NВ>NА>, через последовательно соединённые: ЛЗ51; ПР52; И41 с 2ЫМ входом подключённым, через ПР48, к входу ЛЗ51; СЕЛ50; 2ЫЕ входы ЦК46, а выход УМ53 подключен к выходной шине <NМ>NД>, через последовательно соединённые: ЛЗ57; ПР58; 13ЫЙ И55 с 2ЫМ входом подключённым, через ПР54, к входу 5ОЙ ЛЗ57; СЕЛ56; 1ЫЕ входы ЦК59, а выход УМ60 подключен к выходной шине <NД>NМ>, через последовательно соединённые: ЛЗ64; ПР65; И62 с 2ЫМ входом подключённым, через ПР61, к входу ЛЗ64; СЕЛ63; 2ЫЕ входы ЦК59, а выход УМ66 подключен к выходной шине <NЕ>NЛ>, через последовательно соединённые: ЛЗ70; ПР71; И68 с 2ЫМ входом подключённым, через ПР67, к входу ЛЗ70; 7ОЙ СЕЛ69; 1ЫЕ входы ЦК72, а выход УМ73 подключен к выходной шине <NЛ>NЕ>, через последовательно соединённые: ЛЗ77; ПР78; И75 с 2ЫМ входом подключённым, через ПР74, к входу ЛЗ77; СЕЛ76; 2ЫЕ входы ЦК72, а также, выходные шины: <NА>NВ>; <NВ>NА>; <NМ>NД>; <NД>NМ>; <NЕ>NЛ>; <NЛ>NЕ> подключены: <NА>NВ> - к 1ЫМ входам И1, И4, И5 и И8; <NА<NВ> - к первым входам И2, И3, И6 и И7; <NМ>NД> - к вторым входам И1, И2, И3 и И4; <NМ<NД> – к вторым входам И5, И6, И7 и И8; <NЕ>NЛ> - к третьим входам И1, И2, И5 и И6; <NЕ<NЛ> - к третьим входам И3, И4, И7 и И8, а выходы И1, ..., И8 подключены к входам ПДКД43, выходы которого подключены к выходным шинам <ЦЧ23>81, а 3ЬИ входы И9, ..., И16 объединены и подключены к входной шине<Fо>15.
УМ, фиг.8, содержит последовательно соединённые N идентичных ячеек, каждая из которых выполнена в виде последовательно соединённых: входной шины <Fi>; СМ1 с объединёнными входами; ФСС2 и выходной шины <FNi>.
Рассмотрим работу УОМТПС, фиг.1. Если коротко, то, теоретически, рассчитываются местоположения точек Тi на поверхности сферы с радиусом Ri вокруг её центра, или областей поверхностей вокруг точек и на основании полученных данных формируются цифровые числа (ЦЧ), в соответствии с которыми в ППЗУ записывается информация о местоположение точек, которая реальными ЦЧ списывается из ППЗУ. А если подробно, то следующим образом.
На фиг. 6 приведён рисунок – вид сверху, или с боку, на сферу ограниченную радиусом Ri, на котором изображены точки сферы: О – в её центре; Тi, Т1, ТN – на поверхности; К, А(Е) и В(Л) – на её диаметрах, при R >> ОА=ОВ=ОЕ=ОЛ и выбираемых КА(ТЕ) для вычисления расстояний ТА(ТЕ) и ТВ(ТЛ) по формулам:
ТiА = √R2 - (КА+ОА)2+КА2; ТiВ =√R2 - (КА+ОА)2+(КА+ОА+ОВ)2;
ТiВ= √R2 - (КЕ+ОЕ)2+КЕ2; ТiЛ = √R2 - (КЕ+ОЕ)2+(КЕ+ОЕ+ОЛ)2.
При этом, как будет видно из последующего, КА выбирается равной ТЕ и зависящими (пропорциональными) от длительности Тсч периода счётных импульсов ГСИ53, фиг.5
Известно [1], что если из точки О излучить ЛЧМ сигнал с частотой f, изменяющейся по закону ограниченной возрастающей прямой, при её частоте модуляции F, девиации d, скорости изменения g=Fd и времени tз=f/g, за которое свет, со скоростью С, проходит расстояние в f/d раз большее чем расстояние S=C/F однозначного определения дальности, и принять его, отраженным от точки Тi, в точках: А, В, М ,Д, Е, Л, расположенных: точки - А, В, М, Д в плоскости пересекающей сферу по её диаметру с отрезком АОВ, причём точки А и В на концах отрезка АОВ, а точки М и Д на концах отрезка МОД, перпендикулярному отрезку АОВ; точки – Е и Л в плоскости пересекающей сферу по её диаметру с отрезком ЕОЛ, перпендикулярному отрезкам АОВ и МОД, то можно получить сигналы биений с частотами Доплера: FО=2Rg/C-Fд; FА=(ТiА+R+ОА)g/C-Fд; FВ=(ТiВ+R+ОВ)g/C-Fд; FМ=(ТiМ+R+ОМ)g/C-Fд; FД=(ТiД+R+ОД)g/C-Fд; FЕ=(ТiЕ+R+ОЕ)g/C-Fд; FЛ=(ТiЛ+R+ОЛ)g/C–Fд и их разности: FАВ=FА-FВ=(ТiА-ТiВ)g/C; FЕЛ=FЕ-FЛ=(ТiЕ-ТiЛ)g/C; FМД=FМ-FД=(ТiМ-ТiД)g/C, или, при нахождении точки, приближающейся с внешней стороны к поверхности сферы с радиальной скоростью Vi, на удалении R+tзV от центра сферы, получить сигналы биений на выходах ФРС, фиг.1 и фиг. 4, практически, без частот Доплера, а сигнал FО=2Rg/C, точно без Fд, которые можно преобразовать преобразователями ФМВ и ФКУ, фиг.1 и фиг.2, 3, 5, в меандры – последовательности положительных видеоимпульсов длительностью: Но=1/2FО; НА=1/2FА; НВ=1/2FВ; НЕ=1/2FЕ; НЛ=1/2FЛ; НМ=1/2FМ; НД=1/2FД, в течении длительности времени которых могут быть подсчитаны, соответственно: NА=1/2FАТсч; NВ=1/2FВТсч; NМ=1/2FМТсч; NД=1/2FДТсч; NЕ=1/2FЕТсч; NЛ=1/2FЛТсч счётных импульсов ГСИ53, фиг.5, следующих с периодом повторения Тсч, а также разности счётных импульсов - NАВ=NА-NВ и NЕЛ=NЕ-NЛ, максимально возможные величины которых будут определять разрядность, соответственно, младших и средних разрядов формируемого, реального, ЦЧ для управления ППЗУ.
Как следует из [1] и видно из фиг. 4, сигналы биений формируются на выходах ССМ4, ..., ССМ9 и ССМ2 и выделяются ФРЧ10, ..., ФРЧ15 и ФРЧ3 имеющих полосу пропускания разностных частот, учитывающих частоты Доплера, которые далее: FА; FВ; FЕ; FЛ; FМ; FД – используют для формирования ЦЧ для списывания нужной информации из ППЗУ, а FО – для формирования метки времени – короткого импульса, относительно которого, реально, начинается процесс формирования ЦЧ и определения местоположения точки на поверхности сферы. При этом метку времени можно сформировать как классическим способом, с помощью схемы приведённой на фиг.2, так и оригинальным, с помощью схемы приведённой на фиг.3, после дополнительного выделения сигналы биений с частотой FО УПФ14 и УПФ5, с полосами пропускания не учитывающими доплеровские частоты, что позволяет повысить чувствительность тракта обнаружения момента возникновения сигнала биений с частотой FО, обнаруживаемого следующим образом.
При классическом способе проводят подсчет периодов частоты FО за установленный интервал времени tизм и подсчитанное целое (Nсч=tизмFО) количество периодов далее, на ЦК11 (фиг.2), сравнивают с числом Nуст установленным на шине Х. И если Nсч>Nуст, что возможно только при нахождении точки Тi на удалении большем чем R+tзVi от центра сферы, то метка времени не формируется, а если Nсч<Nуст, или при равенстве чисел, то формируется и считают сигнал биений обнаруженными. При этом максимальная ошибка в обнаружении точки Тi по дальности определится одним периодом частоты FО и величиной С/g2tизм. А интервалы измерения, в виде последовательности импульсов измерения длительностью tизм и паузой между импульсами, например, в один период частоты сигнала ГСИ1, формируют схемой, в которой импульсы ГСИ1 постоянно подсчитываются СЧ4 нагруженным тремя ДШ: 2; 5 и 6. При этом ДШ2 обнаруживает цифровое число соответствующее 1, ДШ6 – максимальному числу К импульсов, которое может подсчитать СЧ4, ДШ5 – числу К-1. Таким образом на выходе ТР3 формируется последовательность импульсов измерения, в течении длительности которых, через элемент И9, на СЧ10, с выхода ПР8, поступают видеоимпульсы сигнала биений частотой Fiо, подсчитываемые СЧ10, формирующим, периодически, числа Nсч и обнуляемый импульсом с выхода ДШ6. Очевидно, что только при сформированном цифровом числе Nсч сопоставимым с числом Nуст, на выходе ЦК11 будет сформирован потенциал пропускаемый на РГ8, через элемент И12, в течении паузы между импульсами в последовательности, сформированной на выходе элемента НЕ7. При этом на предпоследнем выходе РГ8 импульс – метка времени появится только после нескольких раз обнаружения точки Тi, что повышает надежность и точность обнаружения цели. После чего импульсом метки времени запускается РВ15 с временем выдержки tз и далее РВ16, формирующее интервал времени для формирования ЦЧ и списывания информации из ППЗУ.
При оригинальном способе обнаруживают сигнал биений с частотой Fiо посредством селекции импульсов СЕЛ по а.с. №1083355 [2], который, будучи реализованный на базе, например, элементов 133 серии, имеющей естественную задержку распространения сигналов tзр=10нс, будет формировать на выходе первого своего каскада импульс - обнаружения сигнала частотой Fо, при поступлении на его вход импульсов от tС1=10нс до tС2=20нс, не более и не менее. Т. е., например, при Fо=1,333МГц, видеоимпульсы длительностью 1/2Fо=375нс задержать на 365нс ЛЗ1 и логически перемножить, на элементе И2, с незадержанными видеоимпульсами, то на выходе элемента И2 будут сформированы импульсы длительностью 10нс, обнаруживаемые СЕЛ3, фиг.3. Отметим, что при частоте следования видеоимпульсов F1,299=1,299МГц длительностью 385нс и при их задержке на те же 365нс, на выходе элемента И2 будут сформированы импульсы длительностью 20нс, обнаруживаемые также СЕЛ3. Так как на другие импульсы СЕЛ3 не реагирует, то, очевидно, можно считать, что точка Тiобнаруживается с точностью, по дальности, R(Fо/Fб1,299 – 1)м. А РГ4, РВ7 и РВ8 выполняют те же самые функции что и РГ8, РВ15 и РВ16 в ФМВ (фиг.2). Следует отметить, что для получения оптимального ФМВ, можно варьировать параметрами ЛЧМ сигнала с целью получения той или иной величины частоты Fо, либо увеличивать или уменьшать величину частоты Fо, либо осуществлять, одновременно, и то и другое.
Рассмотрим, каким образом с помощью ФКУ, фиг.5, можно сформировать ЦЧ для списывания из ППЗУ хранящейся в ней информации и который выполнен в виде:
а) шести идентичных формирователей одиночных импульсов (ФОИ) длительностью в пол периода частот - FА, FВ, FЕ, FЛ, FМ и FД сигналов биений, каждый из которых содержит входную шину, например, 9 - <FА>, через которую на ФОИ поступает гармонический сигнал соответствующей частоты, преобразуемый ПР16 в меандры с импульсами длительностью ТА=1/2FА, которые, после подачи на И22 строб – импульса (СИ) с шины 15, проходят через него на РГ34, полноценным и длительностью ТА, либо частью ТА из-за несинхронности видеоимпульсов и СИ, сразу после подачи СИ, переключая РГ34 в состояние с положительным потенциалом, сначала на 1ОМ его выходе, затем на 2ОМ и далее на 3ЕМ, что позволяет, после 2ОГО импульса поданного на РГ34 сформировать передний фронт одиночного импульса длительностью ТА, а после третьего – его задний фронт и, через элемент НЕ46, запретить дальнейшее формирование импульсов длительностью ТА;
б)шести счётчиков счётных импульсов - СЧ – СЧ40, ..., СЧ45, подсчитывающих счётные импульсы, проходящие через И28, ..., И33, после подачи их на элементы И совместно с импульсами меандров и высоких потенциалов с выходов РГ и соответствующих величинам - NА=ТА/Тсч, NВ=ТВ/Тсч, NМ=ТМ/Тсч, NД=ТД/Тсч, NЕ=ТЕ/Тсч, NЛ=ТЛ/Тсч. Здесь следует отметить, что количества подсчитываемых счётных импульсов - NА, NВ, NМ, NД, не зависят от перемещений точки Тi в плоскостях параллельных плоскости с антеннами <Е> и <Л>, так же как и количества подсчитываемых счётных импульсов – NЕ и NЛ не зависят от перемещений точки Тi в плоскостях параллельных плоскости с антеннами <А>, <В>, <М> и <Д>;
в) трёх схем вычитания – СВ54, СВ55 и СВ56, используемых для сравнения длительностей импульсов меандров, сформированных с помощью приёмных антенн, соответственно: <А> и <В>, <М> и <Д>, <Е> и <Л>, установленных на соответствующих диаметрах сферы, что позволяет получить информацию: на выходах СВ54 - соответственно, выходной шине <NАВ> о разности длительностей двух импульсов величиной NАВ=NА-NАВ – о младших разрядах формируемого ЦЧ, выходной шине <NА>NВ> - о знаке разности двух импульсов, выходе НЕ57 - выходной шине <NВ>NА> - о знаке разности двух импульсов; на выходе СВ55 - выходной шине <NМ>NД> - о знаке разности двух импульсов, выходе НЕ58 - выходной шине <NД>NМ> - о знаке разности двух импульсов; на выходах СВ56 - соответственно, выходной шине <NЕЛ> о разности длительностей двух импульсов величиной NЕЛ=NЕ-NЛ – о средних разрядах формируемого ЦЧ, выходной шине <NЕ>NЛ> - о знаке разности двух импульсов, выходе НЕ59 - выходной шине <NЛ>NЕ> - о знаке разности двух импульсов;
г) формирователя старших разрядов ЦЧ выполненного в виде 8МИ элементов И – И1, ..., И8 с выходами подключенными к преобразователю 60 десятичного кода в двоичный и входами подключёнными к шинам: <NА>NВ>; <NВ>NА>; <NМ>NД>; <NД>NМ>; <NЕ>NЛ>; <NЛ>NЕ> следующим образом: <NА>NВ> - к первым входам 1ОГО, 4ОГО, 5ОГО и 8ОГО И; <NА<NВ> - к первым входам 2ОГО, 3ЕГО, 6ОГО и 7ОГО И; <NМ>NД> - к вторым входам 1ОГО, 2ОГО, 3ЕГО и 4ОГО И; <NМ<NД> – к вторым входам 5ОГО, 6ОГО, 7ОГО и 8ОГО И; <NЕ>NЛ> - к третьим входам 1ОГО, 2ОГО, 5ОГО и 6ОГО И; <NЕ<NЛ> - к третьим входам 3ЕГО, 4ОГО, 7ОГО и 8ОГО И, что позволяет, однозначно, определить в какой 1/8 части сферы (октанте) находится рассматриваемая точка Тi.
Аналогичные функции выполняет и ФКУ, фиг.7, только иным способом, т. е.,
а) с сформированными ФРС сигналами с частотами FА и FВ, а также FЕ и FЛ, при перемещении точки Тi во взаимно перпендикулярных плоскостях, проводят последовательно: их смешивание в СМ16 и СМ28; выделение ФРС 17 и ФРС29 разностных сигналов с частотами FАВ и FЕЛ; повышение в УМ18 и УМ30 частот сигналов до значений FNАВ и FNЕЛ и смешивание их в СМ19 и СМ31 с гармоническим сигналом частотой fо генератора 24, а также выделение ФСС17 и ФСС29 суммарных сигналов с частотами FАВ+fо и FЕЛ+fо и их задержку ЛЗ25 и ЛЗ36 с целью оптимально выбираемой базы микросхем для реализации СЕЛ; формирование ПР21, ПР26, ПР33 и ПР37 меандров; логическое перемножение элементами И22 и И34, после подачи на них строб – импульсов с шины <FО>15, в момент нахождения точки Тi на поверхности сферы с заданным радиусом R, сформированных импульсов меандров на выходах, соответственно, ПР21 и ПР26, а также ПР33 и ПР37; селекцию коротких импульсов секционированными СЕЛ23 и СЕЛ25 и формирование на тех, или иных, их выходах, в зависимости от длительностей импульсов на их входах, положительных импульсов – обнаружения; преобразование информации формируемой в десятичном коде на выходах СЕЛ23 и СЕЛ25, в информацию отображаемую двоичным кодом на шинах <ЦЧАВ> и <ЦЧЕЛ> и определяющие младшие и средние разряда ЦЧ для списывания информации из ППЗУ. А старшие разряды ЦЧ формируют: шестью идентичными схемами формирования и селекции коротких импульсов (ФСКИ), каждая из которых выполнена, например, с использованием - УМ39, ЛЗ44, ПР40 и 45, И41 и секционированного СЕЛ42, позволяющие сформировать короткие импульсы, посредством логического перемножения задержанных и не задержанных сигналов с частотами, в том числе FАМ, сформированных на выходе, в данном случае УМ39, посредством М разового удвоения частот FА схемой фиг.8 и преобразовать СЕЛ42 короткие импульсы, в зависимости от их длительностей, в цифровые числа, в данном случае - ЦЧА; тремя ЦК, с помощью которых сравнивают ЦЧ: на ЦК46 – ЦЧА и ЦЧВ, на ЦК59– ЦЧМ и ЦЧД, на ЦК72 – ЦЧЕ и ЦЧЛ и формируют на их выходах: <NА>NВ>, <NВ>NА>, <NМ>NД>, <NД>NМ>, <NЕ>NЛ>, <NЛ>NЕ> высокие потенциалы, при превышении значений одних ЦЧ над другими; 8ЬЮ И, И1, ..., И8, преобразующих высокие потенциала на их входах в десятичные ЦЧ на их выходах; ПДКД43, преобразующим сформированные десятичные ЦЧ в двоичные ЦЧ, отображаемые на шинах <ЦЧ 23>.
Т. е., как видно, сформировав реальное ЦЧ с помощью ФКУ, после: обнаружения точки Тi у, или на поверхности сферы с заданным радиусом R и формирования шести разностных сигналов биений на выходах ССМ – нагрузках шести приемных антенн, принимающих отражённый от точки Тi ЛЧМ сигнал, излучённый приёмопередающей антенной, расположенной внутри приемных антенн и на равном удалении от них, можно определить местоположение точки Тi на поверхности сферы, посредством списывания из ППЗУ записанной в ней информации, по адресам соответствующим заранее вычисленным ЦЧ, информации о возможных местонахождениях точки Тi на заданной поверхности сферы. .
Следует отметить, что среди точек поверхности есть одна, единственная, например, точка Тj, расположенная на равных удалениях от вышеупомянутых точек – А, В, Е и Л сферы и на максимальном удалении от точки М и минимальном от точки Д сферы и которую можно определить устройством УОМОЕТПС по п.14, посредством формирования на выходе элемента И высокого потенциала, после логического перемножениям на нём высоких потенциалов, формируемых на выходах первых секций СЕЛ: СЕЛ42, СЕЛ50, СЕЛ69, СЕЛ76 и выходе <NМ>NД> ЦК59, ФКУ фиг.7. Очевидно, что данную точку можно считать особенной, из – за возможности определять относительно неё отклонения других точек поверхности сферы и точек пространства вокруг неё. Так, например, при расположении данной точки на глиссаде аэродрома, можно определять отклонения самолёта от глиссады по курсу и высоте, при его заходе на посадку и посадке на ВПП аэродрома.
Литература
1. Под редакцией В.В.Дружинина, Справочник по основам радиолокационной техники. <<Военное издательство>>, 1967
2. а. с. №1083355
3. У. Титце, К. Шенк Полупроводниковая схемотехника, Москва,<<мир>>
4. <<Википедия>>.