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CN103792516A - 测距电路模块 - Google Patents

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Publication number
CN103792516A
CN103792516A CN201410040564.8A CN201410040564A CN103792516A CN 103792516 A CN103792516 A CN 103792516A CN 201410040564 A CN201410040564 A CN 201410040564A CN 103792516 A CN103792516 A CN 103792516A
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CN
China
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phase place
phase
range
measurement
measuring
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Pending
Application number
CN201410040564.8A
Other languages
English (en)
Inventor
徐成节
扈景召
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 10 Research Institute
Original Assignee
CETC 10 Research Institute
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Filing date
Publication date
Application filed by CETC 10 Research Institute filed Critical CETC 10 Research Institute
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/36—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated with phase comparison between the received signal and the contemporaneously transmitted signal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Phase Differences (AREA)

Abstract

本发明涉及一种测距电路模块，旨在提供一种电路简单，时序要求低，测距无跳整周期数，可靠性高的测距电路模块。本发明通过下述技术方案予以解决：两个计数器分别对应连接四个数据锁存电路，每个计数器的输入端和输出端对应并联于两个数据锁存电路的输入端，输入端向测距电路模块输入发测量全“1”的信号脉宽为钟宽度，且发测量全“1”上升沿与发测量相位过零点对齐；或者发测量全“1”脉宽为均匀横跨发测量相位过零点，且持续周期小于或等于一个发测量相位周期；输入端向测距电路模块输入收测量全“1”的信号脉宽为一个系统钟宽度，数据锁存电路提取相位整周期数和相位，数据锁存后统一进行测距计算，通过采样后计算完成相位周期测粗距离和相位测细距离。

Description

测距电路模块
技术领域
本发明涉及一种主要用于航天测控领域各种相位周期测粗距离和相位测细距离的测距电路。
背景技术
目前，现有技术采用图2所示测距电路，是通过减法器计算收发测量相位差值，计算出测量细距离；再通过采样时刻1计数发相位钟个数，然后通过延时半个发相位周期采样时刻2计数发相位钟个数，并通过收发测量相位差值判断提取真实粗距离，粗距离为发相位钟个数。如果收发测量相位差值在0°-90°粗距离用采样时刻2的值，收发测量相位差值在90°-270°粗距离用采样时刻1的值，收发测量相位差值在270°-360°粗距离用采样时刻2的值减1。这种方法存在下述缺点：时序复杂，测距跳整周期判定复杂，测距计算复杂、环路抖动引起距离跳大数，在采样时刻，必须注意采样信号与发相位周期信号之间的相对位置关系，若在发相位过零点附近采样，由于环路必然存在的抖动会导致得到的N值变化1个整相位周数，这同样会引起距离跳大数，为了解决距离跳大数设计复杂，计算判断环节多。另外发测量相位周期钟频率必须和收测量相位周期钟频率相同，测距范围受一定的限制。
发明内容
为了克服现有测距技术测距提取电路、时序复杂，测距跳整周期判定复杂，测距计算复杂、环路抖动引起距离跳大数等问题，本发明的目的提供一种电路简单，时序要求低，测距无跳整周期数，可靠性高的测距电路模块。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种测距电路模块，包括，计数器和数据锁存电路，计数器的输入测量接口为发测量相位和收测量相位，其特征在于：两个计数器分别对应连接四个数据锁存电路，每个计数器的输入端和输出端对应并联于两个数据锁存电路的输入端，输入端向测距电路模块输入的发测量全“1”的信号脉宽为一个系统钟宽度，且发测量全“1”上升沿与发测量相位过零点对齐；或者发测量全“1”脉宽为均匀横跨发测量相位过零点，且持续周期小于或等于一个发测量相位周期；输入端向测距电路模块输入收测量全“1”的信号脉宽为一个系统钟宽度，且收测量全“1”上升沿与收测量相位过零点对齐；或者收测量全“1”脉宽为均匀横跨收测量相位过零点且持续周期小于或等于一个收测量相位周期；数据锁存电路提取相位整周期数和相位，数据锁存后统一进行测距计算，通过采样后计算完成相位周期测粗距离和相位测细距离。
两路计数器分别计数发测量相位过零点的个数和收测量相位过零点的个数，同时通过数据锁存电路锁存发相位和收相位，统一采样后进行测距计算测量整周期数为测量相位过零点个数，计算测量粗距离，发相位和收相位共同计算测量细距离。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
本发明采用两个计数器分别对应于四个数据锁存电路，每个计数器的输入端和输出端对应并联于两个数据锁存电路的输入端，对相位周期测粗距离和相位测细距离电路简化，通过输入测量全“1”和测量相位的关系，测量整周期数为测量相位过零点个数，计算测量粗距离。解决了环路抖动引起的距离跳大数，设计复杂，计算判断环节多等问题。
本发明只需要2个计数器和4个数据锁存电路，2个计数器分别计数发测量相位过零点的个数和收测量相位过零点的个数，通过两个计数器和四个数据锁存电路简单的计数和锁存完成相位整周期数和相位的提取，通过采样后计算完成相位周期测粗距离和相位测细距离功能，从而解决了现有技术测距提取时序复杂，测距电路复杂，测距跳整周期判定复杂，测距计算复杂等问题。
本发明采用输入测量接口为发测量相位和收测量相位，通过相位过零点计数测量相位整周期数，无测量相位整周期数跳变问题。
本发明输入测量接口只需要发测量相位和收测量相位，不需要测量整周相位钟信号；可以通过简单的计数和锁存完成相位整周期数和相位的提取，通过锁存采样后计算完成相位周期测粗距离和相位测细距离功能，测距灵活可变，不需要发测量相位周期钟频率必须和收测量相位周期钟频率相同，测距适应范围更广。
附图说明
下面结合附图和实施例对本专利进一步说明。
图1是本发明测距电路采样提取示意图。
图2是现有的测距电路的采样提取示意图。
具体实施方式
图1描述的测距电路，包括，计数器和数据锁存电路，计数器的输入测量接口为发测量相位和收测量相位.两个计数器分别对应于四个数据锁存电路，每个计数器的输入端和输出端对应并联于两个数据锁存电路的输入端，输入发测量全“1”的脉宽为一个系统钟宽度，且发测量全“1”上升沿与发测量相位过零点对齐；或者发测量全“1”脉宽为均匀横跨发测量相位过零点且持续周期小于或等于一个发测量相位周期；输入收测量全“1”的脉宽为一个系统钟宽度，且输入收测量全“1”上升沿与收测量相位过零点对齐；或者收测量全“1”脉宽为均匀横跨收测量相位过零点且持续周期小于或等于一个收测量相位周期；两路计数器分别计数发测量相位过零点的个数和收测量相位过零点的个数，同时通过数据锁存电路锁存发相位和收相位，测量整周期数为测量相位过零点个数，计算测量粗距离，发相位和收相位共同计算测量细距离。两路计数器经过计算得到测距距离：
R = { 1 2 R 1 × { Φ 1 2 n + N 1 ) - 1 2 R 2 × { Φ 2 2 n + N 2 ) } × c
式中：c为光速，R1为发测量相位周期频率，R2为收测量相位周期频率，N1为发测量相位周期过零点个数，N2为收测量相位周期过零点个数，Φ1为发测量相位的DCO相位增量，Φ2为收测量相位的DCO相位增量，n为所用DCO相位增量的位数，n是自然数。

Claims (3)

1.一种测距电路模块，包括计数器和数据锁存电路，计数器的输入测量接口为发测量相位和收测量相位，其特征在于：两个计数器分别对应连接四个数据锁存电路，每个计数器的输入端和输出端对应并联于两个数据锁存电路的输入端，输入端向测距电路模块输入的发测量全“1”的信号脉宽为一个系统钟宽度，且发测量全“1”上升沿与发测量相位过零点对齐；或者发测量全“1”脉宽为均匀横跨发测量相位过零点，且持续周期小于或等于一个发测量相位周期；输入端向测距电路模块输入收测量全“1”的信号脉宽为一个系统钟宽度，且收测量全“1”上升沿与收测量相位过零点对齐；或者收测量全“1”脉宽为均匀横跨收测量相位过零点且持续周期小于或等于一个收测量相位周期；数据锁存电路提取相位整周期数和相位，数据锁存后统一进行测距计算，通过采样后计算完成相位周期测粗距离和相位测细距离。
2.按权利要求1所述的测距电路模块，其特征在于：两路计数器分别计数发测量相位过零点的个数和收测量相位过零点的个数，同时通过数据锁存电路锁存发相位和收相位，统一采样后进行测距计算，测量整周期数为测量相位过零点个数，计算测量粗距离，发相位和收相位共同计算测量细距离。
3.按权利要求1或2所述的测距电路模块，其特征在于，两路计数器经过计算得到测距距离：
R = { 1 2 R 1 × { Φ 1 2 n + N 1 ) - 1 2 R 2 × { Φ 2 2 n + N 2 ) } × c
式中：c为光速，R1为发测量相位周期频率，R2为收测量相位周期频率，N1为发测量相位周期过零点个数，N2为收测量相位周期过零点个数，Φ1为发测量相位的DCO相位增量，Φ2为收测量相位的DCO相位增量，n为所用DCO相位增量的位数。
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Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140514