КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Частотный метод измерения дальностиОсновные свойства ЧМ дальномера и блок-схема приведена на рисунке 3.9. В состав устройства входят модулятор, генератор сверхвысокой частоты, передающая и приёмная антенны, смеситель, усилитель-ограничитель, измеритель частоты и вычислитель расстояния.
Рисунок. 3.9 – Блок-схема простейшего ЧМ дальномера
Непрерывный высокочастотный сигнал модулируется по частоте и излучается в направлении объекта, расстояние до которого необходимо измерить. Обычно для модуляции используется некоторая монотонная периодическая функция с периодом . Частота излучаемого сигнала изменяется в пределах от до по закону:
(3.4)
где – несущая частота, – закон изменения частоты. Тогда диапазон перестройки частоты (удвоенное значение девиации):
(3.5)
Во многих случаях в качестве модулирующей функции используют симметричную треугольную функции, хотя могут применяться и другие. Спустя время распространения электромагнитной волны до объекта и обратно отражённый сигнал, и часть мощности излучаемого сигнала поступают в смеситель. На выходе смесителя образуется сигнал разностной частоты, представляющий собой низкочастотную часть произведения излучаемого и отражённого колебаний:
, (3.6)
где и – соответственно амплитуда и фаза сигнала разностной частоты; и – фаза излучаемого и отражённого сигналов;
(3.7) , (3.8)
где – начальное значение фазы излучаемого сигнала; – фаза комплексного коэффициента отражения объекта. Отсюда получим:
(3.9)
Обычно условия работы дальномера таковы, что В этом случае функцию в выражении (3.9) можно считать постоянной в течение времени интегрирования и получить:
(3.10)
Видно, что закон изменения фазы сигнала разностной частоты при указанных допущениях совпадает с законом изменения частоты зондирующего сигнала. Сигнал разностной частоты с выхода смесителя усиливается, преобразуется в прямоугольные импульсы и поступает на измеритель частоты. Полученное значение частоты является основой для вычисления расстояния. Основные достоинства частотного дальномера: малая пиковая мощность зондирующего сигнала, возможность разрешения объектов по дальности. Недостатки: трудности обеспечения эффективной развязки передающего и приемного каналов, высокие требования к линейности изменения частоты.
|