Фазовые дальномеры с измерением разности фаз на частоте биений.

Эти системы обладают точностью, сравнимой с точностью измерений на высоких частотах ƒ. Кроме того, позволяют излучать некогерентные колебания, что упрощает аппаратуру и требование к ней.

Рис.11.3. Структурная схема фазового дальномера с измерением разности фаз на частоте биений.

Система состоит из двух станций: ведомой ст.А (на борту) и ведущей ст.В (на земле). Передатчик ст.А излучает на частоте ω₁ колебания, которые принимаются ПРМ ст.В и смешиваются с частотой ω₂, вырабатываемой кварцевым генератором. При этом частоты ω₁ и ω₂ должны отличаться между собой незначительно, чтобы их разность была низкой ω₁ - ω₂ = Ώ, этой частотой модулируется вспомогательный ПРД ст.В, работающий на несущей частоте ω₃. Колебания частотой ω_3, принятые вспомогательным ПРМ ст.А после преобразования подаются на фазометр в качестве рабочих колебаний.

Опорный сигнал формируется следующим образом.

Колебания частотой ω_1, излучаемые ст.А поступают на основной ПРМ запросчика ст.А, принимающий также от основного ПРД ретранслятора(ст.В ) колебания частотой ω_2,. Так как ω₁ - ω₂ = Ώ, то на выходе основного ПРМ-ка запросчика разностный сигнал будет иметь частоту Ώ. Эти колебания используется в качестве опорного сигнала.

Так как колебания с частотой Ω и фазой φ₂ служат для модуляции вспомогательного ПРД-ка ст.В, работающего на несущей частоте ω₃, то огибающая высокочастотных колебаний, излучаемых этим ПРД, будет иметь ту же фазу φ_2.

Колебания частотой ω₃, излучаемые вспомогательным ПРД ст.В поступают на вход вспомогательного ПРМ ст.А с фазой

Φ₃ = ω₂ - (ω₁ –ω₂)R / c

На выходе ПРМ выделяются колебания частотой Ώ с фазой φ₃ и поступают на фазометр в качестве рабочих колебаний.

Фазометр (на ст. А) будет измерять разность фаз двух колебаний

φ=φ₁-φ₃ = 2ω₁/c * R = 4πR / λ_1;

откуда R = (λ₁/4π) * φ;

Таким образом, измеряемая разность фаз не зависит от начальных фаз колебаний с частотой ω₁ и ω₂ и прямо пропорциональна измеряемому расстоянию.

Разность измеряется на частоте Ώ, т.е. на частоте биений (низкой), в то время как точность измерения расстояний определяется высокой частотой ω_1. Это позволяет получить высокую точность измерения расстояния при относительной простоте измерительной системы.

Недостатком этого метода является ограниченная пропускная способность.