Файл: Проворов К.Л. Радиогеодезия учеб. пособие.pdf

измеряемой частоты (рис. 79). При помощи переменного кон­ денсатора, снабженного проградуированной в единицах частоты шкалой или соответствующей таблицей, контур волномера настраи­ вают в резонанс измеряемой частоте. В момент резонанса ток кон­ тура достигает максимального значения, что устанавливается с~ по­ мощью стрелочного индикатора — обычно термоэлектрического галь­ ванометра. Точность резонансного метода невелика —порядка 10"3 ,

поэтому в радиогеодезических системах в описанном виде он не применяется. Этот способ обеспечивает удовлетворительную точ­ ность при измерениях на сверхвысоких частотах, когда другие спо­ собы оказываются непригодными. При этом колебательный контур

заменяют объемным резонатором, связанным с источником колебаний через петлю связи, перестройку резонатора производят плунжером, положение которого и указывает значение частоты. Для обеспечения необходимой точности измерительную систему часто герметизируют и термостатируют.

Высокую точность измерений обеспечивают гетеродинные часто­

разности, которая перестройкой гетеродина приводится к нулевому значению. Блок-схема гетеродинного частотомера изображена на

152

рис. 80, из которого видно, что выделяемые в смесителе колебания

емая частота, остающаяся в процессе измерений неизменной, прямой fx. Тогда при плавном увеличении отсчета по шкале гетеродина одно­ временно будет возрастать его частота, приближаясь к определя­ емой частоте. При этом оператор не будет слышать звука, пока при отсчете й[ частота не станет равной /і, а разностная частота достиг­ нет верхней границы диапазона звуковых частот, воспринимаемых ухом (20 кГц), обозначенного на рис. 81 наклонной штриховкой.

/

Р и с . 81

Начиная с этого отсчета оператор слышит в телефон звук, тон кото­

низкой частоты оператором не воспринимается, имеют место «нуле­ вые» биения. При переходе частоты гетеродина через значение, рав­ ное неизвестной частоте, те же явления наблюдаются в обратном

ложены симметрично относительно определяемой частоты /А . По­

153

При измерении частоты в последние годы широкое применение находят счетно-импульсные частотомеры. Принцип действия этих приборов (рис. 82) аналогичен-принципу, на котором построены измерители времени, описанные в § 13, и измерители фазы, рассмот­

шенной стабильности, делитель частоты, формирователь импульсов I I и устройство управления образуют канал управления. Частота

кварцевого генератора в таком устройстве должна быть много ниже измеряемой частоты. Колебания от генератора измеряемой частоты после их преобразования в формирователе импульсов I в виде пери­ одической последовательности импульсов непрерывно поступают на селектор. Счет импульсов начинается после того, как через дели­ тель частоты и формирователь импульсов I I на управляющее устрой­ ство поступит первый импульс с кварцевого генератора. Счет им­ пульсов прекращается, когда на устройство управления поступит второй импульс с формирователя импульсов П. Таким образом счет­ чик импульсов определит число периодов определяемой частоты, соответствующее одному периоду напряжения, снимаемого с выхода делителя частоты или, что то же самое, — во сколько раз измеря­ емая частота больше частоты, снимаемой с выхода делителя. Искомая частота / поэтому определится по формуле

в которой п — показание счетчика, a F — частота на выходе дели­ теля частоты.

Г л а в а V I I ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВЫХ ВЕЛИЧИН

§ 21. НАПРАВЛЕННОСТЬ А Н Т Е Н Н

Измерение углов при помощи радиоэлектронных средств (ра­ диопеленгация) сводится к определению направления на источник радиоволн, излученных или переизлученных некоторым объек­ том. В общем случае определение направления на некоторую точку

155

состоит в измерении двух углов, а именно: азимута (пеленга) и высоты (угла наклона). Для определения направлений применяется как импульсный метод, так и метод непрерывного излучения (амплитуд­ ный, фазовый или частотный). Для определения направления на дви­ жущийся предмет применяют также системы, в которых используется допплеровское смещение частоты. Основное применение радиопелен­ гация находит в навигации на море и в воздухе.

Наибольшее применение получили амплитудные системы, в ос­ нову действия которых положены направленные свойства антенн. Эти свойства характеризуются диаграммой направленности, т. е. зависимостью напряженности излучаемой или принимаемой антенной энергии от направления. Обычно различают диаграммы направлен­ ности в горизонтальной и в вертикальной плоскостях. Чаще всего диаграммы строят в полярной системе координат с началом в центре излучения антенны и с осью, направленной по линии максимальной напряженности Fmax. Измерив (или вычислив) в разных направлениях, но на одинаковом расстоянии от антенны величины напряженности, откладывают вдоль соответствующих направлений пропорциональ­ ные им расстояния и полученные точки соединяют плавной кривой. Для наглядного сравнения разных антенн характеристики их обычно

^тах

излучения это отношение равно единице, а во всех других напра­ влениях меньше единицы. Диаграмму направленности аналитиче­ ски можно представить в форме

•C-max

где Ѳ — направление излучения.

Вид диаграммы направленности зависит от конструкции антенны и фазовых соотношений между токами в ее проводах. На рис. 83, а показана пространственная диаграмма направленности полуволно­ вого излучателя, применяемого в качестве простейшей антенны, а также в качестве элемента сложных антенн. Диаграмма имеет форму тороида. Из рисунка видно, что вибратор совершенно не излу­ чает энергии вдоль своей оси и максимально излучает в направлении, перпендикулярном к оси. На рис. 83, б показана диаграмма на­ правленности, построенная в плоскости, проходящей через ось

Основными характеристиками направленности антенны являются коэффициент направленности G и ширина диаграммы направленности а. Коэффициент направленности показывает, во сколько раз мощ­ ность, излучаемая антенной в направлении максимального излуче-

156