3. Частотный метод радиодальнометрии

Рис.2. Структурная схема частотного дальномера.

При этом методе дальнометрии излучается непрерывное частотно- модулированное колебание; время запаздывания определяется путем измерения частоты биений между излучаемым и принимаемым сигналами.

Передатчик, состоящий из частотного модулятора ЧМ и генератора высокой частоты ГВЧ (рис. 2), генерирует колебания, частота которых меняется по периодическому закону - пилообразному или гармоническому(рис.3).

Рис.3.Диаграмма изменения частоты излучаемого и принимаемого сигналов частотного дальномера

При симметричном пилообразном законе модуляции частота излучаемых колебаний , , где

- начальное значение частоты;

-девиация частоты;

-период модуляции.

Частота принимаемого сигнала изменяется по такому же закону (при неподвижном объекте), при этом из-за задержки сигнала на время . На выходе смесителя См образуются биения разностной частоты , которые после усилителя низкой частоты УНЧ поступают на частотный анализатор ЧА. В результате . Тогда относительная погрешность измерения дальности

, где

- относительная погрешность измерения частоты биений;

, , -относительные нестабильности девиации частоты, частоты модуляции и скорости распространения волн соответственно.

В рассматриваемом дальномере появляется также дополнительная методическая погрешность, обусловленная спецификой используемого метода. Из-за периодичности модуляции сигнала спектр биений близок к дискретному, причем спектральные линии расположены в точках . Частотный анализатор определяет частоту биений по положению спектральной линии с наибольшей амплитудой. При этом минимальное изменение частоты биений, которое можно зафиксировать . Следовательно, фиксируемое минимальное изменение дальности . Эта величина и дает методическую погрешность частотной дальнометрии. Она же определяет измеряемое и разрешаемое расстояния. Для уменьшения необходимо увеличивать девиацию частоты , т.е. расширять спектр зондирующего сигнала.

Основные достоинства частотной дальнометрии: 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.

4. Импульсный метод радиодальнометрии

Импульсный метод радиодальнометрии основан на непосредственном измерении времени запаздывания принимаемого радиоимпульса относительно излученного.

При импульсном методе дальнометрии могут возникать значительные ошибки, если не выполняется условие однозначного измерения дальности. Это условие требует, чтобы принимаемые сигналы поступали в приемник до начала следующего зондирующего импульса, т.е. максимальное время запаздывания не должно превышать периода повторения импульсов :

где - максимальная дальность объекта. В противном случае при появляется дальномерная ошибка, кратная . Условие позволяет выбрать период повторения импульсов для однозначного измерения дальности. При заданном это условие ограничивает максимальную дальность объектов, при которой дальнометрия еще является однозначной.

Разрешающая способность импульсного радиодальномера будет (по рис. 4):

В свою очередь , следовательно .

Рис.4.Влияние времени запаздывания на разрешающую способность

Достоинства импульсной радиодальнометрии: возможность развязки передающего и приемного каналов с помощью антенного переключателя, позволяющая строить РЛС с одной антенной; простота разрешения объектов по дальности и удобство измерения дальности многих объектов.

Недостатки: необходимость использования больших импульсных мощностей передатчиков, невозможность измерения малых дальностей из-за наличия «мертвой» зоны, которая определяется длительностью излучаемых импульсов и временем протекания переходных процессов в антенном переключателе.