Файл: Инженерные изыскания в строительстве. Инженерно-геологические, геофизические и геодезические исследования [сборник].pdf

Отраженные от объекта сигналы улавливаются прием­ ной антенной и подаются в приемник. Фаза принимае­ мого сигнала

где ф о Т р — фазовый сдвиг, связанный с отражением ра­ диоволн от объекта;

ФРЛС — фазовый сдвиг в цепях Р Л С , который мож­ но легко подсчитать и учесть.

Объект

Генератор

высокой

частоты

Рис. 7. Структурная схема простейшего измерителя дальности фа­ зовым методом

Измерение дальности до объекта сводится к изме­ рению сдвига фаз между принятым сигналом и излу­ ченным:

ная измеренная дальность может быть равна или меньше —. Так как в радиолокации используются очень ко­ роткие волны, то, следовательно, диапазон однозначного измерения дальности не превышает нескольких метров.

25

Расширить диапазон измерения расстояния можно двумя способами: измерением частоты и перемещением дальномера.

При первом способе измерение расстояния произво­ дится следующим образом. Если станция (радиодально­ мер) излучает колебания, частота которых плавно изме­

При втором способе, получившем название радиолага по аналогии с морским лагом, непрерывно измеряется изменение расстояния АД от станции, расположенной на борту движущегося объекта, до наземной вспомога­ тельной станции. Для разделения прямого сигнала дви­ жущейся станции и вспомогательного сигнала наземной станции они работают на разных частотах mi и сог, от­

Если в начальный момент каким-либо способом было определено исходное расстояние До между подвижной и неподвижной наземной станциями, то при движении объ­ екта можно непрерывно измерять расстояние от него до наземной станции: Д = До + ДД. Действительно, если в момент привязки расстоянию Д\ соответствовал отсчет фазы ф„з1, а через некоторое время при новом значении расстояния Дг зарегистрировано изменение фазы на Z полных периодов и фаза последнего периода равна срШ2,

26

где Аф = ф„3 2 — Физь

Естественно, что, зная время At, которое прошло меж­ ду двумя отсчетами расстояний (Д\ и Д 2 ) , можно также определить радиальную скорость движения объекта

(26)

Расширения диапазона измеряемых расстояний мож­ но достигнуть и другим способом. На рис. 8 приведена структурная схема измерителя дальности, в котором при­ менена дополнительная модуляция. Здесь измерение фа­ зового сдвига осуществляется на низкой частоте Q, а перенос информации — на высокой частоте со0- Низкая частота может быть выбрана такой, чтобы обеспечивал­ ся достаточно широкий диапазон измерения дальности. Например, если частота Q равна 1000 рад/'сек, то макси­ мальная дальность равна 940 км.

1

Измеритель

выходного

напряжения

Рис. 8. Структурная схема фазового измерителя дальности с допол ­ нительной модуляцией

27

Изображенная на рис. 8 схема работает следующим образом. Напряжение, которым модулируются по ампли­ туде колебания высокочастотного генератора,

В пространство излучается модулированный сигнал

"ген = Uо [1 + т cos {Ш + <?„)] cos К* + <?о о), (28)

где т — коэффициент модуляции.

Отраженный от объекта сигнал принимается прием­ ной антенной, в приемнике усиливается и детектируется, выделяется его огибающая, фаза которой сравнивается с фазой колебаний модулятора. Фаза огибающей приня­ того сигнала зависит от дальности до объекта:

Поскольку значение cp0Tp весьма мало, то им можно пре­ небречь; фрлс, как уже упоминалось, можно подсчитать и учесть при градуировке фазометрического устройства.

Измеренная разность фаз низкочастотных колебаний

На рис. 9 приведена структурная схема двухчастотного измерителя дальности, в котором измерение разно­ сти фаз осуществляется на частоте биений. Он обеспе­ чивает большой диапазон однозначного измерения даль­ ности. Измеритель состоит из двух генераторов высокой частоты и двух приемников.

Напряжения генераторов запишем так:

Высокочастотные колебания, вырабатываемые гене­ раторами, суммируются в сумматоре и излучаются пере­ дающей антенной. Одновременно они поступают на пер-

28

Рис. 9. Структурная схема двухчастотного измерителя дальности

вый смеситель. На выходе этого смесителя получаем напряжение первой разностной частоты:

(фазовые сдвиги в цепях РЛС не учитываются).

На выходе второго смесителя получим напряжение

29