Фазовый метод.

Пусть в точках 1 и 2, разнесены в пространстве на расстоянии b, именуемое базой системы, размещены направленные приемные вибраторы, и на них действует плоская электромагнитная волна, приходящая под углом «α» к нормали этой базы (рис. 2.8) и переносящая непрерывные гармонические колебания частоты ƒ◦.

Легко заметить что вибратор 1 расположен дальше вибратора 2 от источника излучения (или отражения при активном режиме работы) на расстояние ∆r = sin α, которое соответствует разности времен прихода колебаний на указанные вибраторы, составляющей ∆t = ∆r/c = (b/c) sin α. Вследствие этого принимаемые колебания сдвинуты по фазе на величину ∆φ = 2π ƒ◦ ∆t = 2 π (b/α) sin α,

Где λ- длинна волны.

Рис. 2.8 Измерение пеленга фазовым методом

Рис. 2.9 Структурные схемы фазовых пеленгаторов

Рис. 2.10 Пеленгационные характеристики фазовых пеленгаторов

Принимаемые вибраторами колебания

U₁= cos (2 π ƒ◦ t +ψ)

И

U₂= cos(2 π ƒ◦ t +ψ+∆φ),

Где ψ – начальная фаза первого колебания, усиливаются и отфильтровываются от помех в резонансных усилителях РУ и затем попадаются на фазовый детектор ФД (рис. 2,9) в результате на выходе ФД вырабатывается напряжение

u₃= ķ U₁ U₂ cos ∆φ = U₃ cos(2 π (b/λ)sin α),

Где ķ –коэффициент пропорциональности и U₃= ķ U₁ U₂. Напряжение u₃ на выходе фазового детектора измеряется вольтметром ВМ.

Таким образом, зависимость относительного напряжения на выходе рассматриваемого фазового радиопеленгатора от угла прихода такова (рис. 2.10):

F₁( α) = u₃/U3 = cos (2 π (b/λ)sin α),

Она называется пеленгационной характеристикой и является четной четной функцией угла (пеленга), а пеленгационная чувствительность, т.е. крутизна пеленгационной характеристики, при нулевом значении угла , когда антенная система направлена на объект излучения:

S₁ = =0.

Четность пеленгационной характеристики приводит к двузначности определения угла , что является серьезным недостатком системы, а нулевая чувствительность в ее максимуме резко уменьшает точность определения угла по максимуму характеристики.

Чтобы избежать этих недостатков, систему обработки дополняют фазовращателем

ФВ на угол π/2 (рис 2.9, б). Тогда с выхода ФВ на фазовый детектор поступит напряжение

u₃ = U₁ sin (2 π ƒ◦ t +ψ)

а на его выходе будет напряжение

u₄= U₄ sin (2 π (b/λ)sin α)

где U₄= kU₁U₂

При это пеленгационная характеристика угла прихода (см. рис. 2,10)

F₂ (α) = u₄/U₄ = sin (2 π (b/λ)sin α)

будет уже не четной функцией угла прихода , а пеленгационная чувствительность

S₂ = =

Будет тем выше, чем больше отношение базы системы к длине волны.

Следовательно, для увеличения точности измерения угла следует увеличить длину базы по отношению к длине волны. Однако уже при b> λ/2 появляется неоднозначность измерения угла. Действительно однозначное определение разности фаз принимаемых колебаний возможно лишь в пределах 2π, а при использовании фазового детектора – лишь в пределах π. Диапазон же измерения разности фаз составляет

∆φ_max - ∆φ_min = 2π b/λ – (- 2π b/λ) = 4πb/λ. Поэтому условие однозначности таково :

4π b/λ ≤ 2π

откуда следует b≤λ/2.

При его невыполнении появляются зоны неоднозначности,число которых N=E(2b/λ)+1≈2b/λ, где E(x)- целая часть числа x.

Легко убедиться в том что при приеме колебаний от двух и более источников показание вольтметра будет неправильным. Следовательно, эта система не обладает разрешающей способностью по направлению.

Амплитудный метод.

Эти метод основан на использование направленных антенн.

Амплитуда (огибающая) сигнал на выходе такой антенны V(α) = V_maxƒ(α), где ƒ(α) -диаграмма направленности антенны по напряжению (при приеме прямого сигнала) или мощности (при приеме отраженного сигнала и использовании совмещенной приемопередающей антенны). Последнее объясняется двукратным использованием антенны при излучении и приеме сигнала.