Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 57
Текст из файла (страница 57)
В остальном рассматриваемая схема ДИСС аналогична предыдущей. 295 Рнс. 7.18. Структурная схема ДИСС с ГОЧ н синхронным детектором В вертолетных ДИСС необходимо определять знак допплеровского приращения частоты, теряемый в предыдуших схемах. Для этого в приемниках вертолетных ДИСС вместо синхронного детектора применяется квадратурный смеситель, содержащий два синхронных детектора, на которые подается сигнал на высокой или промежуточной частоте с сохранением знака допплеровского смещения и,(г) = (/, сов2л(/е.ь Е„,)! и опорные напряжения той же частоты, но со сдвигом на л/2: и„1(г) = (/„соя 2л/ег и и„т(г) = У, соя(2л/ег ь л/2).
На выходах такого смесителя выделяются колебания на частоте )с„, фаза которых отличается на л/2, причем — л/2 соответствует положительному, а +л/2 — отрицательному знаку Г. Информация о знаке выделяется с помощью простой импульсной схемы, на которую подаются напряжения с выходов квадратурного смесителя. Недостатком ДИСС с непрерывным излучением является трудность устранения просачивающегося на вход приемника сигнала передатчика. Этот сигнал обычно модулирован по амплитуде и фазе шумовым напряжением. Просочившийся сигнал может во много раз превышать не только собственные шумы приемника, но и принимаемые сигналы, что ведет к снижению чувствительности приемника.
Для уменьшения влияния просочившихся сигналов в ДИСС используется частотная или импульсная модуляция излучаемых колебаний. Проще всего осуществить развязку приемного и пере- 296 дающего каналов применением импульсного режима излучения, при котором на время излучения импульса т„приемник запирается. Однако при этом появляются»слепые» высоты, т.е.
ДИСС оказывается неработоспособным на высотах Н, на которых время задержки т, отраженных сигналов кратно периоду повторения импульсов Т„, т.е. действует условие 2Н,„ т, = '" а!и 13 = л 7'„+ т„, с (7.32) 297 где п = О, 1, 2, ..., Обычно выбирают л < 1, и условие (7.32) действует лишь на малых высотах, где отраженный сигнал очень сильный и обеспечивает приемлемое отношение сигнал/помеха, что и используется в непрерывно-импульсных ДИСС при работе на малых высотах без блокирования приемника.
Однако наибольшее практическое применение находят импульсные ДИСС, работающие в автокогерентном режиме, при котором поочередно взаимодействуют допплеровские спектры противоположно направленных лучеи: первого и третьего, второго и четвертого. Передающее устройство таких ДИСС (рис.
7.19) генерирует высокочастотные импульсы длителыюстью т„с частотой повторения Г» и несущей Х,. Высокочастотный коммутатор с частотой коммутации г"„(несколько герц) поочередно подключает к передатчику соответствующие пары антенн. На время излучения приемник запирается переключателем прием-передача, управляемым импульсами от модулятора. Отраженные сигналы соответствующих пар лучей через коммутатор лучей и переключатель прием-передача поступают на смеситель сигнала и после преобразования усиливаются на промежуточной частоте и детектируются. На выходе детектора поочередно выделяется спектр разностных частот гао или Еяи в соответствии с формулами (7.30) и (7.31).
Этот спектр и используется далее для определения путевой скорости И' и угла сноса <р. Такой метод выделения допплеровской информации в виде разностной частоты двух одновременно приходящих отраженных сигналов не требует опорного сигнала, поэтому и получил название автокогерентного приема, или приема с внешней когерентностью. Сигнал, пропорциональный разности частот Лг = Е„,„— г„,„, используется для управления поворотом антенны в горйзонтальной плоскости. При зг = 0 продольная ось антенны совмещается с вектором %, а угол между осью антенной системы и осью самолета будет равен у.
Этот угол с помощью датчика передается непосредственно на индикатор у и И'(или через интерфейс в вычислительное устройство). К сожалению, крен самолета ведет к неодновременности прихода сигналов пар лучей, что нарушает работу ДИСС. Поэтому в автокогерентных ДИСС применяют стабилизацию антенны в горизонтальной плоскости. Однако при этом не устраняются нарушения работы ДИСС в условиях сильно пересеченной местности, когда задержки сигналов противоположных лучей настолько отличаются, что отраженные сигналы не перекрываются и разностные биения не образуются.
Правда, такие условия создаются на практике сравнительно редко. Следует отметить, что в ДИСС с автокогерентным приемом могут использоваться генераторы с невысокой стабильностью частоты, поскольку при приеме взаимодействуют одновременно приходящие отраженные сигналы, на которых частотные и фазовые нестабильности передатчика сказываются в равной степени и при вычитании спектров компенсируются. Широкое применение находятДИСС с ЧМ, поскольку частотная модуляция, сохраняя преимущества режима непрерывного излучения, позволяет радикально снизить влияние шумовой составляющей просачивающегося на вход приемника излучаемого сигнала, так как благодаря ЧМ спектр отраженного сигнала сдвигается пропорционально его задержке.
При этом, так же как и в импульсных ДИСС, возможно использование одной антенны для передачи и приема с разделением каналов с помощью невзаимных ферритовых устройств. В ДИСС с ЧМ чаще всего используется гармонический закон модуляции частоты, при котором выбором соответствующей гармоники частоты модуляции принимаемого сигнала можно обеспечить необходимое подавление просочившегося сигнала передатчика. Выделение требуемой гармоники лЕ„обеспечивается настройкой фильтров УГ1Ч на частоту 7"„„= пГ„.
В остальном схема ДИСС с ЧМ принципиально не отличается от схемы ДИСС без модуляции несущей. Применение ЧМ позволяет с помощью ДИСС определять не только составляющие скорости, но и измерять также наклонные дальности до подстилающей поверхности по каждому из трех лучей антенны, на основании которых можно вычислить высоту полета ЛА, а также углы крена и тангажа. Для определения расстояний в таких ДИСС обычно измеряется фазовый сдвиг принимаемого сигнала, пропорциональный временной задержке сигнала, непосредственно связанной с расстоянием.
На рис. 7.20 представлена упрощенная структурная схема такого комбинированного измерителя. Излучение и прием осуществляются в измерителе отдельными трехлучевыми антеннами, причем обработка отраженных сигналов производится одновременно в трех одинаковых каналах приемника. Генератор высокой частоты модулируется по частоте по гармоническому закону с 299 о % 33 33 й 33 к 63 ы О. м 33 о 33 О Сс ~О Л и ж и 33 С~ о й~ 33 Л х о 33 й л 33.
о Сс сч частотой модуляции Г„. При девиации частоты дг"и средней часто- те генераторами,; излучаемый сигнал можно записать в виде и„Я = (7о сов 2яД1+ — соз2яÄà . АГ м (7.33) Отраженные сигналы в каждом канале поступают на балансный смеситель, гетеродинный сигнал для которого, имеющий частоту (7„'+ г"„„), формируется путем выделения верхней боковой частоты на выходе балансного смесителя, осуществляющего смешение сигналов ГВЧ и генератора опорной частоты 7,= ),, На выходе смесителя УПЧ выделяет из сложного спектра преобразованного сигнала составляющую О"„„+ лГ, 1 Ец;), соответствующую и-й гармонике частоты модуляции, имеющей допплеровское смещение Ец, (1= 1, 2 или 3).
С выхода УПЧ сигнал поступает на квадратурный смеситель, который при смешении с опорным напряжением частоты (7„„+ пГ,), формируемым вторым смесителем, выделяет допплеровское смещение хгв с сохранением знака, определяемого схемой преобразования. Допплеровские смещения гв, всех трех каналов используются для вычисления значений В'и ~р.
В канале измерения дальности сигнал на частоте пг", выделяется первым смесителем и полосовым УПЧ, на выходе которою напряжение подвергается квадратичному преобразованию. В результате преобразования получается напряжение, которое содержит составляющую на частоте лГ„с фазой 2ялгр,/Т„, независимой от допплеровских флуктуаций и пропорциональной дальности О, до отражающей поверхности по 1-му лучу. Измеряя фазометром фазовый сдвиг на частоте 2пГ„, можно определить 2), в каждом из трех каналов и затем с помощью вычислителя определить высоту и углы крена и тангажа ЛА.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
