Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 14)

где с – скорость света.

Дифференцируя фазу этого колебания, после деления на 2π получим частоту

Таким образом, частота колебания возросла на , где - доплеровское смещение частоты, определяемое по формуле

(9.25)

или

. (9.26)

На измерении доплеровского сдвига частоты основаны следящие измерители скорости, пропорционального радиальной скорости движения цели. Следящий измеритель автоматически перестраивается при изменении частоты входного сигнала. Принимаемый сигнал , проходя через узкополосный фильтр, сглаживается и на выходе становится модулированным по частоте с большим периодом модуляции. Следящие измерители разделяют цели по скорости и, таким образом, селектировать цели на фоне движущихся с другой скоростью целей и пассивных помех.

Используются следящие измерители с частотной и фазовой автоподстройкой (ЧАП) и (ФАП), в которых используются частотный и фазовый дискриминаторы соответственно. Однако, измерителя с ФАП обеспечивают более высокую точность по сравнению с измерителями на основе ЧАП.

Схема следящего измерителя скорости приведена на рис.7.12.

Рис.7.12. Схема следящего измерителя скорости; 1- Смеситель (См), 2- полосовой усилитель (ПУ), 3- фазовый детектор (ФД), 4- фазовращатель на , 5- управляемый генератор, 6- устройство управления (УУ).

В смесителе вырабатывается разностный сигнал

где - частота управляемого генератора и - частота сигнала.

Разностный сигнал выделяется фильтром и поступает на полосовой усилитель(ПУ), настроенный на . На фазовый детектор подается опорный сигнал с частотой , отличающийся по фазе от разностного сигнала в установившемся режиме на . Однако, в уравновешенном состоянии системы автоматического управления измерителя и , где и - начальные фазы разностного и опорного сигналов.

Напряжение на выходе фазового детектора равно

, (7.26)

где и - амплитуды соответственно разностного и

опорного напряжений, - коэффициент пропорциональности.

Зависимость напряжения от разности фаз имеет

синусоидальный характер и вблизи нуля называется дискрими -

нантной кривой. При (в состоянии равновесия) =0.

В случае неравенства частот возникает фазовый сдвиг между разностным и опорным напряжениями и становится отличным от нуля, на выходе дискриминатора возникает напряжение, амплитуда и знак этого напряжения определяются величиной и знаком разности фаз . Это напряжение интегрируется и усиливается в устройстве управления (УУ) и подается на управляемый генератор (УГ), где происходит перестройка частоты, что приводит к балансировке фаз и частот сигналов. По выходному напряжению устройства управления (УУ) определяется скорость цели.

Режим слежения включается после режима поиска, который осуществляется перестройкой частоты УГ по линейному закону в пределах полосы частот измерителя. При возникновении разностного сигнала, частота которого попадает в полосу пропускания полосового усилителя, схема захвата прерывает поиск, замыкая контур автосопровождения измерителя, и переводит его в режим слежения.

Перестройка частоты УГ выполняется изменением емкости, индуктивности и сопротивления в RC-генераторах. В основе УГ

могут быть варикапы, реактивные лампы (электронное управлние) или электродвигатель, редуктор (электромеханическое управление). Электромеханическое управление, несмотря на большую диапазонность и линейность регулировочной характеристики, уступает электронному по надежности, массе и габаритам аппаратуры.

Высокой точности установки и стабильности частоты опорного сигнала, которые определяют точность следящего измерителя с ФАП, достичь проще (используя кварцевую стабилизацию),

чем поддерживать стабильность характеристик частотного де

тектора в следящем измерителе с ЧАП. В связи с этим использование следящих измерителей с ФАП более предпочтительно.

Глава 10. Энергетические соотношения в

радиолокации

10.1. Характеристики направленной антенны РТС

В зависимости от требований к точности сообщений, метода модуляции и спектра сообщений (скорости передачи данных) требуется различная амплитуда А_пр или мощность принимаемого сигнала P_пр на входе приемника, которые зависят от направленности (усиливающего эффекта) передающей антенны.

Для направленных антенн РТС СВЧ и УВЧ поверхность передающей антенны пропорциональна её диаметру d_А:

Распределение мощности излучения относительно оси антенны называется диаграммой направленности антенны. Экспериментально она определяется с помощью приемника-измерителя по направлению перпендикулярному оси антенны на большом расстоянии от неё. В результате получают распределение энергии близкое к нормальному, как показано на рис.10.1.

0.5 P_max

P_max

z



x

Рис. 10.1. Схема измерения диаграммы направленности и ширины диаграммы направленности

Основной характеристикой антенны является угол расходимости радиолуча , называемый шириной диаграммы направленности антенны. Этот угол измеряется между лучами, проведенными от излучателя антенны к точкам на уровне 0,5 P_max, где P_max- максимальное значение излучения.

Для параболических антенн ширина диаграммы направленности в радианах определяется по формуле:

, где _s- рабочая длина волны, d_A - диаметр антенны.

Так как 1 радиан ≈ 58, ширину диаграммы направленности в градусах принято определять из выражения:

(10.1)

Коэффициент усиления по мощности за счет направленного излучения определяется по формуле:

. (10.2)

Плотность потока мощности в направлении максимального излучения антенны на расстоянии D будет:

, (10.3)

где Р_S – мощность передатчика.

10.2. Мощности передачи и приема сигналов РТС

Мощность радиоизлучения, поступающего на вход приемника другой (принимающей сообщение) РТС будет:

(10.4)

 - коэффициент, затухания в атмосфере (,t,).

Отношение “сигнал/шум” на входе приемника составит:

,

где Р_{ш пр} – мощность шума на входе приемника.

Допустимая величина q зависит от требований к точности при данной модуляции сигнала (обычно для высокой точности приема требуется q10⁴).

Пример:

d_А=25м , G_А=310⁶ , D=35000м , f=2МГц , S_{А ПР} =2 м²,

T_шума=1000К, q=10⁴.

Следуя по формуле (*) имеем P_перед=10кВт

10.3. Расчет мощности передатчиков

Напряженность электромагнитного поля в мкВ/м изменяется с дальностью по закону:

, (10.5)

где Р_изл - мощность излучателя в Вт ; D - дальность в км ; -коэффициент ослабления антенно-фидерного тракта.

Мощность передатчика на выходе направленной антенны составит:

(10.6)

Ослабление электрического поля в зависимости от дальности и вида земной поверхности приведено на рис. 7.2.

Рис.10.2. Ослабление электрического поля в зависимости от дальности и вида Земной поверхности

Необходимая напряженность электромагнитного поля на входе приемника задается формулой:

, (10.7)

где -требуемое превышение сигнала над помехой.

Мощность передачи для надежного превышения сигнала над помехой можно рассчитать по формуле:

(10.8)

Ослабление сигнала в радиолинии и в атмосфере удобно рассчитывать в дБ:

. (10.9)

Затухание сигнала на единице расстояния определяется по формуле: .

Напряженность поля Е_П передатчика СЧ и НЧ уменьшается с дальностью (D) как 1/D (уменьшение поля при расширении фазовой поверхности). Реальное ослабление происходит быстрее из-за поглощения радиоволн в среде. Интенсивность сигнала зависит от мощности P_S и высоты передающей антенны над уровнем Земной поверхности h_SА. Антенна приемника для НЧ и СЧ принимает не только сигнал, но и атмосферные помехи, интенсивность которых в мкв зависит от рабочей частоты и времени суток.

Необходимо находить оптимальную высоту и размеры антенны для получения оптимального отношения “сигнал-шум” при условии примерного равенства внутренних и атмосферных шумов.

11. Радиотехнические системы передачи информации

11.1. Назначение и особенности систем передачи информации

Передача информации с помощью РТС имеет особенности в зависимости от типа сообщений, типа обмена и дальности действия и др., которые необходимо учитывать при проектировании.

Типы сообщений: телеграфные, речь, телевидение, факсимильная, цифровые.

Дальность: от 1 км (местная связь) до 1000 млн. км (космическая связь).

Открытость. Использование радиосигналов в свободном пространстве (затухание сигнала, наличие помех, возможность перехвата сообщений).

Классификация РТС:

-По количеству каналов - одноканальная, многоканальная;

-по режиму использования каналов - односторонняя (радиовещание, ТВ); двухсторонняя - симплексная (поочередная), дуплексная (одновременная, телефон), полудуплексная;

-по типу каналов - спутниковая, наземная радиосвязь, радиорелейная;

Характеристики

Список файлов книги