Лабораторная работа № 3 Определения точности измерений радиолокатор при вибрации цели

Цель: Определить характер и степень влияния вибрации цели на точность измерения расстояния до нее радиолокатором.

Ход выполнения работы

Опыт 1. Включите радиолокатор и сделайте следующее:

а) установите предметную полка на максимальную высоту.

б) установите объект (поверхность кусковидного материала) на полку.

в) с помощью радара измерьте расстояние до неподвижного объекта и занесите его значение в таблицу 7.1.

г) включите вибрацию объекта с частотой 50 Гц. Измерьте расстояние до движущегося объекта и занесите их в таблицу 7.1.

д) рассчитайте погрешность измерения и занесите ее в таблицу 7.1.

Опыт 2. Опустите полка на среднюю высоту и повторите пункты (б) ... (Д). Данные занесите в таблицу 7.1.

Опыт 3. Установите предметную полка на минимальную высоту и повторите пункты (б) ... (д). Данные занесите в таблицу 7.1.

Сравните точность измерений расстояния до неподвижной цели и при ее вибрации. Сделайте выводы.

Таблица 7.1

Результаты измерений расстояния до объекта

№ опыта	Фактическое расстояние, м	Результаты радарного измерения расстояния до неподвижного объекта		Результаты радарного измерения расстояния до движущегося объекта
		Расстояние, м	Погрешность, м	Расстояние, м	Погрешность, м
1
2
3

Контрольные вопросы:

1. Чем определяется отображение микроволн от поверхности сыпучего материала?

2. Как влияет наклон поверхности на измерение расстояния до нее радиолокатором?

3. Каким образом может влиять вибрация кусковых материалов на условия отражения радиоволн?

Лабораторная работа № 4 Определения радиофизических характеристик объектов

Цель: Определение коэффициента отражения радиоволн поверхностью объекта и коэффициента поглощения при их прохождении через объект.

Теоретические сведения

Интенсивность отраженного сигнала, в первую очередь, зависит от отражательной способности объекта (материала, вещества), которая определяется его физическими свойствами. Другими словами, амплитудные показатели радиосигнала могут характеризовать физико-химические свойства зондируемого объекта.

Для измерения амплитуды радиосигналов используются микроволновые приборы - радиоскатерометры. Амплитуда отраженного сигнала обратно пропорциональна расстоянию до цели, а также зависит от ее электрофизических характеристик и рельефа поверхности.

Наиболее полная информация о свойствах отражающей поверхности содержится в спектральной плотности мощности отраженного сигнала. Поэтому во многих случаях приходится анализировать не только положение максимума главной спектральной линии, но и форму всего спектра.

Различие коэффициентов отражения основных шихтовых материалов доменного производства: кокса, агломерата и окатышей, которые имеют различные гранулометрический состав и форму поверхности, дают возможность определения вида этих материалов МКБ-средствами.

С ущественные различия амплитуды отраженного сигнала конвертерного шлака на разных стадиях плавки совместно с данными об уровне ванны дают важную информацию о ходе плавки, что позволяет сделать новый шаг в автоматизации управления процессом производства стали.

Рис. 8.1. Структурная схема скатерометра

На рисунке 8.1 представлена ​​структурная схема лабораторного микроволнового скатерометра, который работает следующим образом. В СВЧ-генераторе 1 генерируется сверхвысокочастотная радиоволна, передаваемая по волноводу 2 в смеситель 4. По ходу радиоволны размещен аттенюатор 3, который предназначен для регулирования ее мощности. Со смесителя 4 радиоволна передается в блок излучающей антенны 5.

В процессе работы прибора антенна 5 излучает радиоволну в направлении объекта исследования 8. При исследовании отражения радиосигналов поверхностью материала отраженная радиоволна поступает на ту же антенну 5 и, далее, в блок обработки информации 7. При исследовании поглощения прошла сквозь материал радиоволна поступает на приемную антенну 6 и, далее, в блок обработки информации 9.  

Характеристика радиоскатерометра:

частота излучения 37,5 ГГц

мощность излучения 18 мВт

динамический диапазон усилителя 60 дБ

диапазон измерения коэффициента отражения 0 ... 1,0

выходной аналоговый сигнал постоянного тока 0 ... 10 В

Информацию о поглощении и отражении радиоволн скатерометра от исследуемого образца можно получить по разнице мощностей излучаемого сигнала беспрепятственно и с препятствием, увеличивая при помощи аттенюатора мощность излучаемых радиоволн до того момента, пока принятый сигнал не установится на начальном уровне.