مقدمة لمبدأ قياس المسافة لجهاز تحديد نطاق الموجات الكهرومغناطيسية
هناك طريقتان لقياس مدى الموجات الكهرومغناطيسية: مدى النبضة ومدى الطور.
تتراوح النبض
يدخل جزء من نبضة الضوء المنبعثة من الجهاز عند أحد طرفي خط القياس مباشرة إلى جهاز الاستقبال الإلكتروني البصري من داخل الجهاز كنبض مرجعي؛ تدخل بقية نبضة الضوء المنبعثة أيضًا إلى الجهاز الإلكتروني البصري المستقبل بعد أن تنعكس بواسطة المرآة الموجودة في الطرف الآخر من خط القياس. وبقياس الزمن t بين النبضة المرجعية والنبضة المنعكسة، يمكن الحصول على المسافة D من الصيغة التالية: حيث c هي سرعة الضوء. تستخدم أجهزة تحديد المدى الليزرية المستخدمة في جيوديسيا الأقمار الصناعية لقياس القمر والأقمار الصناعية جميعها طريقة تحديد المدى النبضي.
تتراوح المرحلة
تنبعث الموجة الضوئية أو الميكروويف المشكل بتيار عالي التردد من أحد طرفي خط القياس، وبعد العودة من الطرف الآخر، يتم قياس فرق الطور بين الموجة المنبعثة والصدى بواسطة كاشف الطور. إذا كان تردد التشكيل هو f، فإن الزمن الذي تستغرقه الموجة الكهرومغناطيسية للتحرك ذهابًا وإيابًا هو: حيث n
عدد الأسابيع الكاملة في الزمن t. باستبدال t في صيغة طريقة تحديد مدى النبضة المذكورة أعلاه، تكون المسافة D هي: حيث lect هو الطول الموجي المعروف للموجة المعدلة، وهو ما يعادل طول المسطرة لقياس المسافة، وn يعادل عدد الأقدام الكاملة على نطاق القياس. العشري الذي يبلغ طوله أقل من مسطرة واحدة.
من أجل تحديد الرقم n للقدم بأكملها، عادةً ما يتم استخدام طريقة التردد المتغير وطريقة التردد الثابت متعدد المستويات. الأول هو جعل تردد التعديل لجهاز تحديد المدى يتغير بشكل مستمر ضمن نطاق معين، وهو ما يعادل التغيير المستمر لطول مسطرة القياس، بحيث يمكنه فقط استخدام الطاقة لقياس المسافة. عند قياس المسافة، يتم تعديل التردد على التوالي بحيث يكون الجزء العشري الذي يقل عن قدم كاملة يساوي الصفر. وفقًا لعدد مرات حدوث الصفر وقيمة التردد المقابلة، يمكن تحديد الرقم n لدرجة مسطرة القياس بأكملها. عند استخدام طريقة التردد الثابت متعدد المستويات، فإنها تعادل استخدام عدة مساطر قياس بأطوال مختلفة لقياس نفس المسافة. وفقا لفرق الطور المقاس بترددات مختلفة، يمكن حل العدد الصحيح n للحصول على المسافة D.
بالإضافة إلى قياس فرق الطور بكاشف الطور، يمكن أيضًا استخدام طريقة المسار البصري المتغير، أي يتم استخدام النظام البصري داخل الجهاز لتغيير المسار البصري للإشارة المستقبلة لتأخير الإشارة لمدة وقت. عندما يشير الجهاز الإلكتروني إلى أن مرحلة الإشارة المرسلة هي نفس مرحلة الإشارة المستقبلة، اقرأ الجزء العشري مباشرة على المقياس. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام دائرة تأخير لتغيير طور الإشارة المستقبلة، ويمكن للدائرة ضبط القسم على وحدة التحكم وقراءة الجزء العشري.
