[发明专利]远距离微位移测量系统

说明书

技术领域：测量仪器领域 

背景技术：

发明专利ZL20031011925.9“一种微位移测量技术”得到很好应用，各行业需求与日俱增；但在用户反馈意见中出现新的需求，突出的问题是当测量点与被测点距离增大时，接收信号很快就降低到测量系统灵敏度以下，不能测量了；例如距离增大10倍，同等条件下角反射器反射回来的信号就要减弱10000倍！这时角反射器和天线尺寸或发射功率都需很大，经常是实际工程不允许的，为此，本发明提出用有源反射器代替角反射器的远距离微位移测量技术。 

发明内容：

在远距离微位移测量系统中，从相干有源反射器反射回来的信号与从角反射器反射回来的信号一样与发射信号相干；相干有源反射器分为基于环形器的相干同频有源反射器和基于锁相环频率变换的相干异频有源反射器，分述如下： 

基于相干同频有源反射器的微位移测量系统如图1所示，测量点处的收发信道和信号处理设备1经发射天线2向相干同频有源反射器4的收发天线5发射信号；5将接收到的信号经环形器6送到带通低噪声放大器7，7的输出信号送到带通功率放大器8；8的输出又经6送到5发回1；1比较收发信号相位得到微位移测量。 

基于相干异频有源反射器的微位移测量系统如图2所示，测量点处的单天线的异频收发信道和信号处理设备9的振荡器12产生频率f₁，经带通功率放大器14和收发天线16向相干异频有源反射器10的收发天线17发射信号，17将接收到的信号经带通低噪声放大器18放大后送到10的相干 频率变换器11，11将频率f₁变换为相干的f₂，经带通功率放大器19和收发天线17发向16，经带通低噪声放大器15放大后送到微波鉴相器13，再与9的相干频率变换器11的输出鉴相，得到微位移测量20。 

11的原理如图3所示；26、27、28、29构成锁相环，环路锁定下，简单推算得：f2=N4N1±N2±N3f1,]]>且f₂与f₁相干。 

附图说明：

在图1中1是测量点处的收发信道和信号处理设备；2是发射天线；3是接收天线；4是相干有源反射器；5是收发天线；6是环形器；7是带通低噪声放大器；8带通功率放大器；在图2中9是测量点处的单天线的异频收发信道和信号处理设备；10是相干异频有源反射器；11是相干频率变换器；12是频率为f₁的振荡器；13是微波鉴相器；14是9的频率为f₁的带通功率放大器；15是9的频率为f₂的带通低噪声放大器；16是9的收发天线；17是10的收发天线；18是10的频率为f₁的带通低噪声放大器；19是10的频率为f₂的带通功率放大器；20是微位移测量输出；在图3中21是11的输入频率f₁；22是混频器M1；23是中频放大器IFA1；24是混频器M2；25是中频放大器IFA2；26是鉴相器PD；27是环路滤波器LF；28是压控振荡器VCO；29是倍频器xN3；30是倍频器xN2；31是倍频器xN1；32是倍频器xN4；33是11的输出频率f₂。 

实施测量方式： 

当测点与被测点的距离较近，角反射器和天线尺寸或发射功率都为实际工程接受时，采用基于无源角反射器的微位移测量系统，即发明专利ZL20031011925.9； 

当测点与被测点的距离增大，角反射器和天线尺寸或发射功率都为实际 工程不接受时，采用基于相干有源反射器的微位移测量系统；