1.4. Импульсные некогерентные (автокогерентные) доплеровские измерители

В импульсных некогерентных ДИСС фаза колебаний несу­щей частоты от импульса к импульсу меняется случайным об­разом, поэтому в них для выделения доплеровской частоты ис­пользуется одновременный прием и детектирование сигналов от двух лучей: переднего и заднего. Сигналы, принимаемые по двум лучам, «когерентны» в том смысле, что они получены от одного и того же, пусть и недостаточно стабильного, источника высо­кочастотных колебаний. По этой причине импульсные некоге­рентные ДИСС называют автокогерентными или измерителями с внешней когерентностью.

Структурная схема типового импульсного некогерентного из­мерителя (для одной пары лучей) представлена на рис. 8

Рис. 8

Генератор радиоимпульсов, обычно магнетронного типа, фор­мирует последовательность высокочастотных прямоугольных импульсов с частотой заполнения f_о длительностью τ_и и час­тотой повторения F_и которые излучаются приемо-передающей антенной одновременно по двум лучам.

Во время излучения приемник закрывается сигналами от устройства формирования запирающих импульсов. Отраженные от земной поверхности сигналы поступают на вход смесителя См.

Рис. 9

Импульсы, принятые по переднему лучу, имеют частоту f_о + F_д ± nF_и , по заднему - f_о - F_д ± nF_и. Эти импульсные си­гналы на входе смесителя образуют биения, огибающая кото­рых изменяется по амплитуде с частотой 2F_д (рис. 9,а). Одновременно на смеситель от высокочастотного гетеродина, час­тота которого поддерживается схемой АПЧ, равной: f_г = f₀ – f_п поступает гетеродинирующий сигнал. Преобразованные на про­межуточную частоту одновременно приходящие сигналы от лу­чей усиливаются с помощью УПЧ и поступают на детектор (рис. 9). Спектр сигналов на выходе детектора включает спектр разностных частот со средней частотой огибающей, равной 2F_до (рис. 9, в). Этот спектр разностных частот и используется дальше для определения путевой скорости V_п. Помимо этого спектра полезного сигнала, на выходе детектора присутствуют низкочастотный спектр вторичных доплеровских частот и спект­ральные составляющие г частотами nF_и ± 2F _п (рис. 10).

Рис. 10

Спектры вторичных доплеровских частот образуются за счет биений одновременно приходящих сигналов с разных направлений по двум лучам с одних и тех же дальностей и группируются в области нулевых частот.

Напряжение продетектированных сигналов поступает на УНЧ, который отфильтровывает все составляющие преобразованного импульсного сигнала, кроме спектра огибающей со средней частотой 2F_до. Далее отфильтрованный сигнал с частотой 2F_до по­дается на измеритель средней доплеровской частоты и вычис­литель горизонтальной составляющей путевой скорости.

Импульсные доплеровские измерители были первыми изме­рителями, нашедшими вначале широкое применение на самоле­тах. Они имели относительно большие габариты и массу.

При­мером такого ДИСС являются ДИСС-1.

Преимущества импульсных некогерентных ДИСС состоят в том, что:

1. Излучение и прием сигналов обеспечиваются с помощью одной антенны.

2. Не требуется высокой стабильности частоты излучаемых колебаний, так как излучение и прием сигналов по переднему и заднему лучам производятся практически одновременно и неста­бильность частоты от импульса к импульсу компенсируется и практически не влияет на результат измерения.

Недостатки импульсных некогерентных ДИСС.

1. Некогерентные импульсные ДИСС работают с довольно большими скважностями Q = 20 – 25. Поэтому боковые состав­ляющие спектров отраженных сигналов убывают сравнительно медленно (по сравнению с квазинепрерывными ДИСС), а для измерения F_д используются не все составляющие. Это приводит к тому, что рассматриваемые ДИСС имеют сравнительно низ­кий энергетический потенциал.

2. Более низкое отношение сигнал/шум на выходе детектора по сравнению с импульсными когерентными ДИСС.

3. Отсутствует возможность измерения знака F_д и верти­кальной составляющей V_п за счет попарной обработки лучей. Это исключает возможность применения этих ДИСС на верто­летах.

4. Более высокая критичность к колебаниям самолета на тра­ектории и к рельефу местности, так как требуется одновремен­ный прием сигналов по переднему и заднему лучам.

5. Наличие «слепых» высот и более жесткое ограничение, на­кладываемое на F_и. Для обеспечения однозначности измерения необходимо выполнение условия

F_и ≥ 4F_{до max}