مقدمه ای بر اصل برد فاصله یاب امواج الکترومغناطیسی

مقدمه ای بر اصل برد فاصله یاب امواج الکترومغناطیسی

روش محدوده نبض
بخشی از پالس نور ساطع شده توسط دستگاه در یک انتهای خط اندازه گیری مستقیماً از داخل دستگاه به عنوان یک پالس مرجع وارد دستگاه نوری الکترونیکی دریافت کننده می شود. پس از اینکه پالس های نور ساطع شده باقیمانده توسط بازتابنده در انتهای دیگر خط اندازه گیری منعکس شدند، آنها نیز وارد دستگاه نوری الکترونیکی گیرنده می شوند. با اندازه گیری زمان t بین پالس مرجع و پالس منعکس شده، می توان فاصله D را از رابطه زیر محاسبه کرد که در آن c سرعت نور است. در ژئودزی ماهواره ای، مسافت یاب های لیزری که برای اندازه گیری ماه استفاده می شوند و ماهواره های مصنوعی همگی از روش برد پالس استفاده می کنند.

روش محدوده فازی
موج نور یا مایکروویو مدوله شده توسط جریان فرکانس بالا از یک سر خط اندازه گیری ساطع می شود و از انتهای دیگر باز می گردد. اختلاف فاز بین موج ارسالی و اکو با استفاده از آشکارساز فاز اندازه گیری می شود. اگر فرکانس مدولاسیون f باشد، زمان حرکت امواج الکترومغناطیسی به جلو و عقب است: جایی که n است.

کل تعداد هفته ها در زمان t. t را در فرمول روش محدوده پالس در ستون بالا جایگزین کنید و فاصله D به صورت زیر بدست می آید. در فرمول، λ طول خط کش با طول موج مدولاسیون شناخته شده معادل فاصله اندازه گیری شده است، N معادل کل طول در محدوده اندازه گیری است که دم کمتر از یک طول اندازه گیری است.

برای تعیین طول کل n معمولا از روش فرکانس متغیر و روش فرکانس ثابت چند سطحی استفاده می شود. اولی تغییر مداوم فرکانس مدولاسیون مسافت یاب در محدوده خاصی است که معادل تغییر مداوم طول خط کش اندازه گیری است تا بتواند دقیقاً به فاصله اندازه گیری برسد. هنگام اندازه گیری فاصله، فرکانس را گام به گام تنظیم کنید تا تعداد دم ها کمتر از کل طول برابر با صفر شود. بر اساس تعداد دفعات صفر و مقدار فرکانس مربوطه، تعداد کل مقیاس های اندازه گیری n درجه را می توان تعیین کرد. هنگام استفاده از روش فرکانس ثابت چند سطحی، معادل استفاده از چندین مقیاس اندازه گیری با طول های مختلف برای اندازه گیری فاصله یکسان است. بر اساس اختلاف فاز اندازه‌گیری شده در فرکانس‌های مختلف، کل چرخه n را می‌توان برای به دست آوردن فاصله D حل کرد.

علاوه بر استفاده از آشکارساز فاز برای اندازه گیری، اختلاف فاز را می توان با استفاده از روش مسیر نوری متغیر نیز اندازه گیری کرد که از سیستم نوری داخل دستگاه برای تغییر مسیر نوری سیگنال دریافتی استفاده می کند و باعث می شود سیگنال برای یک دوره به تاخیر بیفتد. از زمان هنگامی که ابزار الکترونیکی نشان می دهد که فاز سیگنال ارسالی با سیگنال دریافتی یکسان است، شماره دم مستقیماً روی خط کش خوانده می شود. علاوه بر این، برای تغییر فاز سیگنال دریافتی می توان از مدار تاخیری استفاده کرد که تقسیم بندی روی کنترلر را تنظیم می کند و شماره دم را می خواند.