Файл: Шебшаевич В.С. Радиотехнические методы и средства контроля траекторий искусственных спутников Земли и космических ракет.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.04.2024

Просмотров: 33

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

-

71

-

 

 

известно и когда

величина

f 0

заранее

неизвестна.

 

 

 

 

В первом случае

момент

t

фикси­

руется по совпадению изменяющейся при­ нимаемой частоты е опорной частотой, равной частоте передатчика.

На рис.12 показана блок-схема уст­ ройства [ 10 У , автоматически и доку­ ментально регистрирующего момент сов­ падения принимаемой и"опорной частот.

Рис .12 , Блокч^хеш устройства для фиксации момента траверза.


-72 -

Принимаемые колебания с выхода прием­ ника поступают на фазовый детектор, ку­ да подаются также опорные колебания, сформированные из колебаний эталонногогенератора. Биения с выхода фазового детектора подаются на шлейфовый осцил­ лограф, с экрана которого изображение фиксируется на кинопленку. Кривая бие­ ний дает резкий выброс в момент равен­ ства сопоставляемых частот (ри с.1 3 )*

1се>х ■'Ы|НИ|

Р и с л з . Кривая биений на выходе фазового детектора.

Для привязки кривой биений ко времени на осциллограф подаются метки времени от датчика, питаемого эталонным гене­ ратором. Такой метод позволяет отметить

С ТОЧНОСТЬЮ: до сотых долей

73 -

момент t

секунды.

Важно откатить, что точность фик- " сации момента траверза зависит от того, с какой точностью известно истинное значение излучаемой ч а с т о т . Дифферен­ цируя (3 1 ), можно получить для окрест­ ности точки: t Q следующую связь ошиб­ ки допплеровского смещения <fFd и временной ошибки f t г

^

т

^ .

п -

(щ )

Разделив (41)

почленно

н а ' f Q ,

получа­

ем после очевидных преобразований за ­ висимость временной ошибки от относи­ тельной ошибки в знании несущей час­

тоты :

 

 

 

 

 

 

 

U

- h

i L

. U *

'

(^2)

 

 

гг‘

У»

Из

(42)

следует, что при скорости

V *

9000 м /сек

и

Ъ0 * 1000 км для

определения

момента

с погрешностью

f t *

0,01

сек

требуется

знать

час­

тоту передатчика с точностью не хуже 2Л 0~9 . Очевидно, что выражение (42)


-74 -

характеризует также требуемую стабиль­ ность' частоты, при которой обеспечи­ ваются измерения с погрешностью S t .

Приведенный анализ показывает, что для точного определения t 0 необ­ ходимо заранее знать несущую частоту передатчика с высокой точностью.

Если излучаемая частота точно неизвестна, то применяют следующий-спо- соб нахождения t 0 . Записывают кривую принимаемой частоты относительно неко­ торого условного уровня и затем графи­ ческим путем находят точку ее переги­ ба, Для этого применяется устройство, блок-схема которого изображена на рис ,14-.

Имеется эталонный генератор ста­ бильных колебаний, частота которого f f не равна излучаемой частоте / , При­ нимаемые и эталонные колебания посту­ пают на смеситель. На выходе смесите­ ля образуются колебания разностной

частоты ( f Q- f i

) с наложенной на

них допплеровской

частотой

( i ) .

\

- 75 -

 

 

Рис.14-. Блок-схема

устройства

 

 

 

 

 

для снятия

криво!

 

 

 

 

 

 

изменения принимаемой

 

 

 

 

 

частоты.

 

 

 

Этот сигнал после усиления записывает­

ся

ка магнитную

ленту. Одновременно

на

той

же

ленте

с

помощью хронографа фикси­

 

руются отметки времени. Таким образом

 

на ленте

оказывается записанной изме­

 

няющаяся

во

времени по закону

(£)

 

частота, отсчитываемая от условного

 

уровня / ,

 

. ^

 

 

 

 

Для построения кривой допплеров­

 

ской

частоты

используется

генератор

 

звуковых частот, Перестраиваешй скач­

 

кообразно

через 100 гц#

 

 


- 7 6 -

Сигнал с магнитофона и звуковую часто­ ту подают на отклоняющие системы ос­ циллографа и по характеристической фи­ гуре на его экране отмечают момент, когда, уменьшающаяся частота сигнала сравняется с частотой звукового гене­ ратора. Это измерение дает одну точку кривой. Затем быстро уменьшают частоту звукового генератора и ждут, пока при­ нимаемая частота достигнет этого ново­ го значения. И так далее отмечают мо­ менты, когда частота сигнала оказыва­ ется равной известным значениям часто­ ты звукового генератора*

По полученным точкам строится Кривая, имеющая вид, подобный кривой рис*1 1 . Так как значение f 0 не было известно, нельзя сразу указать уровень, соответствующий Fd - О., а следователь­ но, нельзя и оцифровать кривую в абсо­ лютных ‘единицах допплеровской частоты. Однако известно, что значению F a - О соответствует точка перегиба. Поэтому ищут точку перегиба, используя графи­ ческий метод.

- 77 -

Проводят серию секущих, делящих­ ся кривой пополам (подобно тому, как бала проведена секущая на р и с .1 1 )* В силу симметрии кривой Fd ( t) секущие должны пересечься в точке перегиба» Проведя через точку перегиба линию, параллельную оси времени, получают точку Fd ~ 0 , что и позволяет опреде­ лить момент 10 и оцифровать кривую

Ъ С *)

способ получения кривой

Такой

л

 

смещения применялся при

допплеровского

слежении за

I -м

и 2-м советскими иекус

ственными спутниками Земли на частоте 40,002 Мгц. Ввиду ухода частоты от но­ минала при измерениях не было точно известно значение излучаемой частоты. Поэтому отсчет частот велся от уровня эталонной частоты 40,000 Мгц.

Рассмотрим-, как путем обработ­ ки кривой Fd (t) можно найти траверзное расстояние 20 .

Извыражения (31) видно, что,

производная от допплеровского

смещения

в окрестности

точки перегиба

достигает

максимального

значения, - равного FdmQX

_ V 1

 

 


 

-

78 -

 

 

 

Поэтому, если известий скорость

V

и длина волни

Я

,

то

путем

измерения

производной

Fd мл* ме&но найти

тра-

верзное расстояние

Ъ0

. Производную

нетрудно определить, измерив наклон

касательной к кривой

F ^ ( t )

в

точке

ее максимальной крутизны и произведя вычисления по формуле :

Возможно, разумеется, применять и другие технические приемы для опреде­ ления максимальной крутизны допплеров­ ской кривой.

Если скорость v неизвестна, то возможно щ ш т специальной обработки кривой вместе с zc найти и т . Так, путем возведения в квадрат и группи­ ровки членов выражения (31) можно придти к зависимости :

- 79 -

При построении по формуле (44) графи­

ка в координатах

t

2 и ( j ^ ) z получает­

ся прямая линия, отсекающая на осях

отрезки

а

и

/

,

соответственно рав­

ные (рис.1 5 )

/ 10/ :

 

 

 

2

 

2

а - Х

у ч

 

и

/ - ~~2 }

откуда

находится,

что

гг= Л 1 /? : и г> = л ^

• (t,5)