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

дополнительно модулируя его колебания. Таким образом, колеба­ ния генератора несущей частоты ведомой станции модулируются колебаниями генератора относительно высокой частоты F2 и коле­ баниями низкой частоты AF2. Вид (или характер) модуляции низко­ частотным колебанием A.F2 таков, что на детекторе ведомой станции это колебание не выделяется.

Рассмотрим теперь прохождение сигнала по цепям ведущей станции, на приемник которой поступают модулированные двумя

собственного передатчика. Так же, как и на ведомой станции, в сме­ сителе ведущей станции из комбинационных частот этих колебаний выделяется колебание с частотой, равной разности несущих частот

в смесителе ведомой станций. Вследствие этого низкочастотные мо­ дулирующие колебания AFj и A F 2 отличаются значением фаз на по-

1(58

стоянную величину, пропорциональную времени прохождения си­ гналом измеряемой линии и цепей станций. Кроме того, вид или характер модуляции колебаниями AFj и A.F2 сигнала А/х различен. Это позволяет, используя детекторы (7) и (2) (см. рис. 93) разного типа (амплитудный и частотный), разделять низкочастотные коле­ бания AFX и A F 2 после смесителя ведущей станции и сравнивать их по фазе с помощью фазометра.

В рассмотренной схеме радиодальномера фазометром измеряют разность фаз низкочастотных колебаний AFX и A F 2 , образованных колебаниями генераторов модулирующих частот Fx ведущей и

Ш

і_

колебаний несущих частот является перенос колебаний модулиру­ ющих частот Fr и F2 от ведущей к ведомой станциям и колебаний низкой частоты AF2 с ведомой станции на ведущую.

Роль и назначение отдельных блоков некогерентного радио­ дальномера можно пояснить с помощью блок-схемы, изображенной на рис. 94. Схема, изображенная на рис. 94, отличается от схемы радиодальномера (см. рис. 93) способом передачи колебаний частот Ft, F2 и AF2 : генераторы, преобразователи и линии передачи моду­ лированных несущих частот заменены линиями фазовой задержки. Так, генератор несущей частоты fx ведущей станции, измеряемое расстояние и приемник ведомой станции заменены линией фазовой задержки (1) колебаний частоты Fx\ генератор несущей частоты / 2 ведомой станции, измеряемая линия и приемник ведущей станции

ч

объединяет смеситель и детектор ведомой станции, а смеситель A / \ — аналогичные узлы ведущей станции.

Схема (см. рис. 94) представляет собой по существу преобразо­ ватель частоты (см. рис. 60), отличаясь от него только наличием линий фазовых задержек, вызывающих сдвиги фаз, измеряемых фазометром. Отсюда следует, что измеряемая на частоте AF разность фаз относится к колебаниям частоты і^, т. е. измерение расстояний выполняется на частоте модуляции ведущей станции. Генератор модулирующей частоты F2 ведомой станции является в сущности гетеродином, колебания которого на смеситель ведомой станции подаются непосредственно, а на смеситель ведущей станции через линию фазовой задержки (2) или, другими словами, через генератор несущей частоты ведомой станции и приемник ведущей станции.

Для уточнения фазовых соотношений рассмотрим, в самых об­ щих чертах, особенности устройства и функционирования основных узлов радиодальномера.

В качестве несущих в геодезических радиодальномерах исполь­ зуются колебания СВЧ диапазона. Чаще всего частота несущих

носительно простые антенные устройства (излучатель и рефлектор) приемлемых размеров, удается получать сравнительно узкие диа­

Генераторы колебаний несущей частоты радиодальномеров соби­ рают на отражательных клистронах, важным достоинством которых является простота управления частотой генерируемых колебаний. Средняя частота такого генератора легко перестраивается путем изменения собственной частоты колебательной системы генератора — объемного резонатора. Частотная модуляция колебаний клистронного генератора осуществляется изменением напряжения на отра­ жателе клистрона, для чего на отражатель кроме постоянного отри­ цательного напряжения подают переменное модулирующее напря­ жение с амплитудой порядка 10 В.

Масштабной частотой в некогерентных геодезических радио­ дальномерах является, как было показано выше, частота модуляции

частоты, собранные но наиболее совершенным схемам с электронной обратной связью. В случае необходимости кварцевые резонаторы генераторов герметизируют и термостатируют. Значение основной масштабной частоты определяется необходимой точностью измере­ ний и обычно ее выбирают равной 10 МГц. Кроме колебаний основ­ ной частоты генераторы вырабатывают и колебания других масштаб­ ных частот, необходимых для разрешения неоднозначности.

170

К генераторам модулирующих колебаний ведомых станций, которые являются гетеродинами преобразователя частоты, предъ­ являют менее жесткие требования. Но так как во время измерений частота колебаний гетеродина должна оставаться неизменной, то и на ведомой станции в качестве генераторов модулирующих коле­ баний используют кварцевые генераторы, однотипные с генераторами ведущих станций.

В преобразователе низкочастотный сигнал, сформированный на ведомой станции, преобразуется по форме, частоте или другому признаку. В настоящее время чаще всего гармонические низкоча­ стотные колебания преобразуются в импульсы малой длительности той же частоты следования. В некоторых конструкциях дальномеров последнего времени («Дистомат», «Луч» и др.) преобразователем является генератор вспомогательной («поднесущей») частоты, зна­ чение которой много больше разностной частоты кварцевых гене­ раторов и много меньше масштабной частоты. Колебания «подне­ сущей» частоты модулируются низкочастотным сигналом разност­ ной частоты кварцевых генераторов. Тип преобразователя определяет и тип детекторов ведущей станции.

Перейдем к выводу фазовых соотношений в некогерентном радио­ дальномере.

В современных радиодальномерах используется частотная моду­ ляция несущих колебаний. Мгновенное значение напряжения ча­

и ее заменяют другой, основанной на использовании очевидных со­

оо

где начальная фаза ф0 рассматривается в качестве постоянной ин­ тегрирования.

Пусть модулирующее напряжение имеет гармонический характер. Тогда и частота несущего колебания будет меняться по гармониче­ скому закону

со (t) = сов + Асо cos (Qt - f Фв ),

171