- •Частота Допплера при горизонтальном полёте
- •Спектр допплеровских частот
- •Основные типы дисс
- •Влияние крена и тангажа на точность дисс
- •Составляющие ошибок дисс
- •Принципы построения дисс с непрерывным зондирующим сигналом
- •2.7.1. Дисс с нулевой промежуточной частотой и немодулированным сигналом
- •2.7.2. Дисс с двойным преобразованием частоты и немодулированным сигналом
- •2.7.3. Двухчастотный дисс с двойным преобразованием частоты
- •2.7.4. Дисс с непрерывным частотно-модулированным сигналом
2.7.2. Дисс с двойным преобразованием частоты и немодулированным сигналом
Структурная схема ДИСС с двойным преобразованием частоты приведена на рис. 18. Особенностью этой схемы является использование в качестве опорного колебания первого смесителя не зондирующего сигнала с частотой f0 , а сигнала с частотой f0 + fпр, где fпр - промежуточная частота, на которую настроен приёмный тракт ДИСС. Опорный сигнал получают путем балансной модуляции сигнала передатчика напряжением с частотой fпр, которое вырабатывается гетеродином. Роль опорного сигнала выполняет спектральная составляющая балансно-модули-рованного колебания, которая выделяется с помощью фильтра СВЧ и имеет частоту f0 + fпр.
Передающая и приёмная антенны формируют по три идентичных луча. Передатчик излучает непрерывные немодулированные сигналы одновременно по трём лучам, Каждому лучу в приёмном устройстве соответствует свой канал приёма и измерения. Рассмотрим работу одного из них. Отражённый сигнал поступает на балансный смеситель, в результате преобразования частоты спектр сигнала переносится в диапазон высокой промежуточной частоты fпр (порядка 20-30 МГц). После усиления в УПЧ сигнал поступает на когерентный детектор (КД), на который в качестве опорной подаётся частота гетеродина fпр.
С помощью КД осуществляется второе преобразование частоты - в область допплеровских частот. Спектр допплеровских частот сигнала со средней частотой FДi (i - номер луча) выделяется и усиливается низкочастотным усилителем допплеровских частот (УДЧ), после чего поступает на измеритель частоты. На основе трёх измеренных средних допплеровских частот, поступающих с выходов трёх приёмных каналов, вычислитель определяет параметры Wп и с.
Преимуществом данной структурной схемы по сравнению со схемой с нулевой промежуточной частотой (рис. 16) является более высокая чувствительность, которая достигается благодаря тому, что коэффициент шума приёмного тракта в диапазоне высокой промежуточной частоты примерно на 10 дБ ниже, чем в диапазоне низких частот (см. рис. 17, б). Чувствительность приемника ДИСС с двойным преобразованием частоты ограничивается, в основном, влиянием просочившегося сигнала передатчика. Для ослабления этого влияния требуется развязка между передающим и приёмным трактами не менее 70-90 дБ.
Реализация двойного преобразования частоты с помощью когерентного гетеродина является типичной для ДИСС, так как это позволяет снизить требования к стабильности частоты гетеродина. Уход частоты гетеродина на величину f приводит к такому же изменению промежуточной частоты сигнала. При втором преобразовании частоты это изменение компенсируется.
2.7.3. Двухчастотный дисс с двойным преобразованием частоты
Н а рис.19 приведена схема ДИСС с двойным преобразованием частоты, в которой два полупроводниковых генератора с высокой стабильностью частоты одновременно используются в качестве передатчиков и гетеродинов.
Такие ДИСС обладают рядом достоинств и потому находят практическое применение. Генераторы ГСВЧ1 и ГСВЧ2, построенные по схеме - кварцевый задающий генератор - умножитель частоты, генерируют колебания с частотами f01 и f02 , причём разность этих частот равна промежуточной частоте fпр, на которую настраивается тракт УПЧ. При -расположении лучей антенны сигнал с частотой f01 излучается по среднему лучу, а с частотой f02 - по двум задним. При первом преобразовании частоты в качестве опорных сигналов используются: в канале переднего луча - ослабленный сигнал ГСВЧ2, а в каналах задних лучей - ослабленный сигнал ГСВЧ1. В результате преобразования частот спектры принятых сигналов переносятся в диапазон высокой промежуточной частоты (10 МГц).
Дальнейшая обработка этих сигналов осуществляется так же, как и в предыдущей схеме. Отличие заключается лишь в том, что при втором преобразовании частоты в качестве опорного используется сигнал с частотой fпр = f02 - f01, формируемый с помощью балансного смесителя и УПЧ в специальном канале. Следует отметить, что в силу различия частот сигналов f01 и f02, излучаемых передним и задними лучами, допплеровские сдвиги частот по этим лучам при прочих равных условиях будут разными. Это надо учитывать при определении Wп и αс в вычислителе.
Основные достоинства рассмотренной схемы заключаются в применении малогабаритных СВЧ-генераторов с высокой стабильностью частоты. В схемах ДИСС особенно высокие требования предъявляются к кратковременной стабильности частоты - за время распространения сигнала до земли и обратно. Например, при относительной нестабильности 10-3 и =3 см получим уход частоты 100 Гц, что соизмеримо с частотой Допплера и является недопустимым. Применение высокостабильных СВЧ-генераторов позволяет также ослабить требования к диапазонным свойствам антенн и упростить их конструкцию, отказавшись от применения так называемых частотно-независимых антенн, у которых уход частоты не влияет на угол наклона луча. По шумовым свойствам двухчастотные ДИСС эквивалентны одночастотным с двойным преобразованием частоты.