2. Фазовые методы

 

Фазовые методы основаны на измерении разности фаз электромагнитных колебаний, принимаемых различными антеннами. Пусть в точках 1 и 2расположены две приёмные антенны (рис.2.14), расстояние между которыми (база) равно d.

Принятые антеннами сигналы подводятся к фазовому детектору. Выходное напряжение фазового детектора будет определяться только разностью фаз колебаний (можно считать амплитуды обоих колебаний на входе детектора одинаковыми)

.

Если направление прихода радиоволны составляет угол  с перпендикуляром к базе, то фазовый сдвиг высокочастотных колебаний в антеннах равен

,

 

 

Рис.2.14. Функциональная схема фазового измерителя

угловых координат.

 

а при малых значениях , когда приближенно можно считать  ,

.

(2.15)

С учётом (2.15) пеленгационная характеристика будет

(2.16)

 (кривая 1 на рис.2.15).

 

 

 

Рис.2.15. Пеленгационные характеристики фазового пеленгатора

 

Измеряя U_вых, можно определить направление прихода радиоволны при неподвижном антенном устройстве.

Из формулы (2.16) можно видеть, что точность измерения угловой координаты вблизи значения =0 низка. Кроме того, нельзя определить направление смещения цели от перпендикуляра к базе. Оба недостатка могут быть устранены, если ввести искусственный фазовый сдвиг сигнала на 90⁰в одном из усилителей. На рис.2.14 такой фазосдвигающий элемент изображён пунктиром в верхнем усилительном канале.

При введении дополнительного фазового сдвига получим

(2.17)

(кривая 2 на рис.2.15).

Метод характеризуется относительно высокой точностью измерения; он может быть использован для автоматического слежения за целями по угловым координатам.

Недостатками метода являются:

       неоднозначность отсчёта;

       отсутствие разрешения целей.

Если диапазон однозначного измерения фазы принять равным 2, то пределы однозначного измерения угла могут быть определены с помощью формулы (2.15)

.

Неоднозначность измерения угловых координат фазовым методом может быть устранена, если в пеленгаторе используются антенны с достаточно узкими диаграммами направленности _А_одн, где _А  - ширина диаграммы направленности антенны.

 

 

2.3. Методы измерения радиальной скорости

 

Измерения радиальной скорости основано на определении допплеровского сдвига частоты отраженного сигнала. Схема простейшей станции, обеспечивающей измерение допплеровской частоты сигналов, приведена на рис.2.16.

 

Рис.2.16. Функциональная схема измерителя доплеровской частоты.

 

Генератор высокой частоты (f₀) создаёт незатухающие колебания, излучаемые в пространство. Частота сигнала, отражённого от движущейся цели, будет отличаться от f₀ на доплеровский сдвиг F_Д; отражённый сигнал можно записано в таком виде:

.

Принятые колебания смешиваются с колебаниями генератора  . На выходе смесителя образуются колебания с частотой Допплера. Огибающая высокочастотных колебаний (частота биений) выделяется с помощью амплитудного детектора. Далее колебания на частоте F_Дусиливаются и подводятся к измерителю частоты. Шкала измерителя градуируется прямо в единицах радиальной скорости цели

.

(2.18)

Достоинства метода:

      простота устройства станции;

      нечувствительность к медленным уходам частоты генератора.

Недостатки метода:

       высокие требования к кратковременной стабильности частоты генератора (за время распространения радиоволн до цели и обратно);

       влияние любой паразитной модуляции колебаний генератора на работоспособность устройства;

       возникновение помех работы станции при наличии нескольких целей (на выходе детектора будут образовываться комбинации допплеровских частот и их гармоник [kF_ДimF_Дj]).