Файл: Супряга Н.П. Радиолокационные средства непрерывного излучения.pdf

2. ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ

Измерение расстояний. При частотном методе изме­ рения расстояний объект облучается непрерывными коле­ баниями, модулированными по частоте. Расстояние до него определяется но величине отклонения частоты из­ лученных колебаний за время их распространения до объекта и обратно.

На рис. 13 приведена упрощенная структурная схема простейшей системы с частотной модуляцией, предназна­ ченной для определения расстояний. Генератор выраба­

нием (сплошная линия на рис. 14,а). Принятый отра­ женный сигнал Шотр будет модулирован по частоте по такому же закону, но он сдвинут относительно колеба­ ний шпзл на время запаздывания £д (пунктирная линия на рис. 14,а). Сигнал генератора и отраженный сигнал подводятся к смесителю, на выходе которого образуются колебания разностной частоты, пропорциональной рас­

36

(О'мака

(Омин

непосредственно в единицах дальности.

При измерении расстояния определяется число периодов биений /р за половину периода модуляции т

т. е. частотомер может отсчитывать дискретные значения частоты биений, кратные половине периода частоты моду-

37

ляции. Это и будет определять как точность измерения расстояния, так и разрешающую способность по даль­ ности системы, использующей частотный метод.

Минимальное расстояние, которое можно отсчитать и которое получило название постоянной ошибки систе­ мы, будет при п = 1:

стем может колебаться от нескольких дециметров до де­ сятков метров и зависит от величины девиации частоты: чем больше величина девиации частоты, тем меньше ошибка в измерении расстояния и тем выше разрешаю­ щая способность по дальности.

Кроме постоянной ошибки на точность измерения рас­ стояния оказывают влияние тип отсчетного устройства и его масштаб, ошибка в измерении частоты биений А/р ,

Измерение расстояний и скорости. В простейшей си­ стеме измерения расстояний считалось, что объект не­ подвижен. При определении же расстояния до подвиж­ ного объекта частота биений в счетчике усредняется и его показания меняются плавно. Однако при этом появ­ ляется допплеровское смещение частоты

где V — радиальная составляющая относительной ско­ рости;

/о — средняя частота излучения. Рассмотрим два случая.

Первый случай — объект движется с малой скоростью

иfK<fv.

На рис. 15 приведены графики изменения частоты сигналов и формы напряжения биений при движущемся объекте для первого случая. Из них видно, что в случае

38

движения объекта кривая изменения частоты отражен­ ного сигнала сдвинута не только по оси времени на ве­ личину /об, но и по оси частот на величину fn, определяе­ мую составляющей скорости объекта. В связи с этим частота преобразованного сигнала изменяется через

39

в обоих полупериодах модуляции будет соответственно равно

ного сигнала изменяется через каждую половину перио­ да модуляции частоты передатчика. При этом среднее

Таким образом, если в схеме приемника предусмот­ рено разделение постоянной и переменной составляющих преобразованного сигнала, то можно раздельно измерять дальность до объекта и скорость его движения.

Второй случай — объект движется с большой скоро­

стью и / д > / р .

На рис. 16 приведены графики изменения частоты преобразованного сигнала и формы напряжения биений при движущемся объекте для второго случая. В отличие от первого случая здесь частота Допплера настолько большая, что кривая изменения частоты отраженного сигнала во всех периодах модуляции расположена выше кривой изменения частоты передатчика. В этом случае частота преобразованного сигнала не достигает нуля и поэтому скачкообразного изменения фазы не происходит.

40