Достоинства частотного метода измерения дальности:
Недостатки:
необходимо использование двух антенн;
ухудшение чувствительности приемника вследствие просачивания в приемный тракт через антенну излучения передатчика, подверженного случайным изменениям;
высокие требования к линейности изменения частоты
Фазовый метод
Фазовый метод измерения дальности основан на измерении разности фаз излученных и принятых радиосигналов.
Структурная схема простейшого фазового измерителя дальности выглядит следующим образом:
Генератор ВЧ создает колебания, которые через передающую антенну излучаются во внешнее пространство с соответствующей фазой:
(3.1),
где
- начальное значение фазы.
На приемную антенну поступает отраженный сигнал со значением фазы:
(3.2),
где
- фазовый сдвиг при отражении,
- фазовый сдвиг в цепях РЛС, - эта величина постоянна и ее можно подсчитать экспериментально.
Принятый сигнал усиливается и его фаза вместе с фазой первоначального сигнала, детектируемой на фазовом детекторе, поступает на измеритель выходного напряжения.
Т.е. на измеритель выходного напряжения придет сигнал с разностной фазой, полученной при вычитании из (3.1) (3.2):
(3.3)
Учтем, что
. Тогда согласно выражению (1.1) (3.3) запишется в виде:
(3.4)
Большой недостаток в том, что здесь неизвестен фазовый сдвиг отраженного сигнала, который может меняться как угодно, причем существенным способом.
Поскольку
, то из (3.4) следует однозначный диапазон измерения дальности:
(3.5)
Т.к. используются ультракороткие волны, то однозначный диапазон измерения дальности порядка единиц метра.
Поэтому на практике используют более сложные схемы, в которых присутствует две и больше частот.
Приведем пример двухчастотного фазового дальномера. Его структурную схему изобразим следующим образом:
Здесь частота определяет фазовые сдвиги, а
играет роль переносчика информации.
На модуляторе формируется напряжение:
(3.6)
которое подается на генератор ВЧ, т.о. что напряжение на выходе генератора:
(3.7),
где
- коэффициент модуляции.
Принятые сигналы после усиления детектируются, выделяется их огибающая, фаза которой сравнивается с фазой колебаний модулятора.
(3.8)
(3.9)
откуда получаем зависимость дальности от разности фаз:
(3.10)
Теперь при = 1000 с-1,
км.
Достарыңызбен бөлісу: |