СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ДВУМЯ ПУНКТАМИ ПРИ ПОМОЩИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН
Вид РИД
Изобретение
Задача определения расстояния между двумя пунктами представляет большой научный и практический интерес, и простое ее разрешение должно найти себе ряд применений, например, для геодезических и тому подобных целей.
В основе большинства вышеуказанных способов лежит применение метода отражения сигнала, причем обычно для определения расстояния измеряют промежуток времени между отправлением и его возвращением. Принципиальным недостатком этих способов является то, что прием и передача сопровождаются неустановившимся режимом, вследствие чего точность измерения промежутка времени между посылкой и возвращением сигнала не велика.
Предлагаемое устройство для измерения расстояния использует также принцип отражения сигнала. В нем исключены нестационарные процессы, и расстояние определяется путем измерения разности фаз двух колебаний. В настоящем изобретении предлагается для измерения расстояния между двумя пунктами А и В применить следующую схему: из пункта А излучаются колебания частоты ω, которые принимаются в пункте В, где трансформируются по частоте вверх или вниз в целое число раз. Полученные в пункте В после трансформации колебания частоты Kω снова излучаются и принимаются в пункте А, где определяется разность фаз колебаний, излучаемых из этого пункта и принимаемых там. Для расстояния больших длин и волны необходимо измерение разности фаз произвести для двух частот. В этом случае измерение разности фаз может быть заменено измерением изменения частоты, необходимого для изменения разности фаз на определенный угол.
Разность фаз колебаний, излучаемых из пункта А и принимаемых в пункте В, будет:
где x - расстояние между пунктами А и В, а с - скорость света.
Разность фаз колебаний, полученных из пункта В и принятых в пункте А, будет:
Разность фаз колебаний, излучаемых из пункта А и принимаемых там, будет
где θ, фазовая постоянная, обусловливаемая устройствами. Величину θ можно либо измерять, либо заранее учесть путем градуировки устройств.
В том случае, если принимаемая частота трансформируется в частоту ω разность фаз будет
Так как индикаторы разности фаз дают нам только величину φ1, то для определения величины х, необходимо произвести измерение разности фаз еще при какой-нибудь другой частоте ω±Δω. При этом получается некоторая другая разность фаз:
Зная ω, Δω, φ, φ′. θ′, находим K и искомое расстояние х, θ′ и θ могут либо измеряться, либо быть учтены особой градуировкой устройств.
Нетрудно видеть, что если φ изменить на 2π, то X может быть найдено, если известно только Δω, так как в этом случае
или
Таким образом, определяя изменение частоты, необходимое для изменения разности фаз на заданный угол, мы можем измерять расстояние.
Способ измерения расстояния между двумя пунктами при помощи электромагнитных волн, в котором применяется измерение разности фаз двух колебаний, отличающийся тем, что из пункта А (или В) излучается колебание частоты ω, которое принимается в пункте В (или А), трансформируется по частоте вверх или вниз в целое число раз, снова излучается и принимается в пункте А (или В), а для измерения расстояния определяется либо разность фаз колебаний, излучаемых и принимаемых при фиксированных длинах волн в том и другом пункте, либо изменение частоты, необходимое для изменения разности фаз этих колебаний на фиксированный угол.
