Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (с содержанием) (1151797), страница 83

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

Текст из файла (страница 83)

п. Прямой пьезоэлектрический эффект состоит в том, что при наличии электрических зарядов на обкладках кристаллического конденсатора (преобразователя) происходит его сжатие или растяжение в зависимости от знака заряда. Наоборот, сжатие или растяжение кристалла ведет к появлению электрических зарядов (обратный пьезоэлектрический эффект). Поэтому, прикладывая переменное электрическое поле вдоль оси кристаллического конденсатора, можно вызвать механические колебания кристалла, передаваемые затем звукопроводу.

В свою очередь, механические колебания звуко- провода могут быть преобразованы в электрические колебания. В качестве звукопровода могут применяться: ртуть, вода, алюминиевомагниевые сплавы, плавленый кварц, монокристаллы солей )т)аС), КС1, ВаЕа и т. д. Для достижения необходимой задержки при ограниченных габаритах линии в ней используются многократные отражения. На рис. 7.29 представлен чертеж многогранной линии задержки. Подобного рода линии задержки с твердым звукопроводом в отличие, например, от ртутных имеют значительно меньшие вес и габариты, удобнее в эксплуатации. Ультразвуковые ли- 458 $7.11 олой аэо- ела оелощающии материал Рис, 7.29. Многогранная линия задержки нии задержки могут обеспечить полосу пропускания до 50аса (и бо.

лее) от несущей частоты. Так, например, линии задержки на моно- кристаллах поваренной соли (1чаС!) с преобразователями на кварце У-среза (при резонансной частоте кварца 35 Мгц) обеспечивают полосу пропускания 13 — 22 Мгц. В настоящее время имеется принципиальная возможность повышать несущую частоту до сотен и даже тысяч мегагерц. Ультразвуковые линии задержки могут использоваться в схемах череспериодного вычитания как на промежуточной, так и на видео- частоте. При работе на промежуточной частоте последняя выбирается равной резонансной частоте преобразователя электромагнитных колебаний в ультразвуковые.

При работе на видеочастоте двуполярный видеоимпульс с выхода умножителя модулирует опорные колебания, соответствующие резонансной частоте преобразователя. Наряду с линиями задержки широкое распространение получили еычитающие потенциалоскопы, которые одновременно выполняют функции памяти и вычитания. Потенциалоскоп представляет собой электроннолучевую трубку (рис.

7.30), в которой электрические колебания записываются на некоторой диэлектрической мишени М в виде потенциального рельефа. Поверхность мишени должна обладать для этого свойством вторичной элгиссии. Это значит, что при попадании на нее электрона с большим уровнем энергии из мишени выбивается более й 7.11 459 4=.:— Миал «алтпд Са ( — Ю Вампд Рис. 7.30. Упрощеннан схема вмчитающего потенниалосиопа чем один электрон. Выбитые электроны улавливаются положительно заряженным коллектором К. Чем больше электронов попало на какой-то элемент мишени, тем больше из него их выбито и, следовательно, тем больше положительный заряд данного элемента мишени.

Совокупность элементов мишени можно рассматривать как набор большого числа элементарных конденсаторов, обкладками которых служат передняя поверхность мишени и сигнальная пластина СП, примыкающая к ее задней поверхности. Пусть электронный луч с меняющейся во времени интенсивностью развертывается вдоль поверхности мишени, например, по спирали (устройство развертывания на схеме опущено).

Соответственно будет формироваться распределение образующихся при этом положительных зарядов на элементах поверхности мишени М. В силу малой электропроводности мишени электрические колебания записываются на диэлектрической мишени в виде потенциального рельефа, иначе, запоминаются на достаточно длительное время. Изменение интенсивности электронного луча обеспечивается изменением потенциала сигнальной пластины СП относительно катода при подаче на вход сигнала.

Если записываемые колебания меняются от периода к периоду следования, происходит перезаряд элементарных конденсаторов. Ток перезаряда улавливается коллектором как ток вторичной эмиссии. Чтобы предотвратить его ответвление на соседние участки мишени, установлена барьерная сетка С. Создаваемое при перезаряде падение напряжения на сопротивлении нагрузки )с„ пропорционально разности записываемых напряжений сигналов в соседних периодах следования, т.

е. и,„, (1) =: ив„(1) — ивх (1 — Т). В последнее время начинает проявляться интерес к цифровой когерентной обработке сигналов, которая может быть использована как при накоплении, так и прн режекцни. 460 а 7.11 В литературе описаны опыты по квантованию и записи на магнитную ленту амплитуд квадратурных составляющих сигнала в виде 8-разрядного кодового числа двоичной системы. При этом появляется возможность исследования спектров сигналов для каждого участка дистанции. Применение подобных методов для всей дистанции будет, очевидно, облегчено при использовании техники интегральных схем. В принципе, для решения задач СДЦ может быть использована и рассмотренная в р б.21 оптическая обработка. й 7.12.

Простейший когерентно-импульсный радиолокатор с фазочувствительным детектором На рис. 7.31 изображена схема простейшего когерентно-импульсного радиолокатора. Она содержит: задающий генератор ЗГ, усилитель мощности УМ, импульсный модулятор ИМ, передающую и приемную антенны, усилитель высокой (промежуточной) частоты УВЧ, фазочувствительиый детектор ФД, на который в качестве опорного подается напряжение задающего генератора. Представленный радиолокатор превращается в допплеровский, если из него изъять модулятор, и в обычный импульсный, если снять опорное напряжение с фазочувствительного детектора.

Обратим внимание на то, что опорное напряжение непрерывно подается на фазочувствительный детектор. Оно не может быть взято после импульсного модулятора, поскольку отраженные радио- импульсы могут прийти в произвольный момент между двумя зондированиями. На рис. 7.32, а изображена векторная диаграмма напряжений (опорного, принимаемого и результирующего) для момента воздействия отраженного импульса. Если отраженный сигнал отсутствует, результирующее напряжение равно опорному.

На рис. ?.32, б, в показаны: высокочастотное результирующее напряжение (б) и результат его детектирования (в). Предполагается, что детектор содержит разделительный конденсатор, снимающий постоянную составляющую. На рис. 7.32, а, б, в все напряжения представлены при условии, что косинус угла уг илу сдвига фаз ~ра между опорным и приходящим колебаниями постоянный и отрицательный. Постоянство угла сдвига фаз соответствует неизменному рас- од ввч стоянию до цели и стабильной работе задающего генератора и импульсного модулятора. 3нак Рис. 7.31. Блок-схема ногерент.

но-имнульсного радиолокатора косинуса сдвига фаз зависит от с истинной анутренней ногерентточного расстояния до цели, а постыл $7ЛЗ 461 и~ мв вз а/ Рнс. 7.32. Векторная диаграмма (а), результирующее напряжение (б) и напряжение на выходе фазочувстви. тельного детектора (в) при соз Фо ч О, Фг —— О сам косинус изменяет свой знак каждый раз„когда расстояниедо цели изменяется на четверть длины волны (путь до цели и обратно при этом изменяется на полволны).

Если цель движется равномерно, то сдвиг фаз непрерывно меняется по формуле Ф(г)=юогз=юо г(()=сов (го+ "гг)=Фо+ьедг где ()а = ю — — допплеРовскаЯ частота, а Фо — сдвиг фаз пРи 2о (=О. Изменение сдвига фаз за время длительности импульса выражается формулой Ф,=асят„. При зондировании пространства импульсами малой длительности оно невелико. Например, для т„= 1 мксек, о„= 300 м/сек, )с = = 0,1 ло величина Ф, составляет 2'. алев Рис.

7.33. Векторная диаграмма (а), результирующее напряжение (б) и напряжение на выходе фазочувствительного детектора (е) при фг( я 462 й 7Л2 Изменение сдвига фаз за период посылки определяется формулой и обычно более значительно. Оно приводит к повороту вектора на векторной диаграмме, как это показано на рис. 7.33, а. Соответственно меняется и амплитуда напряжения на выходе фазочувствительного детектора (рис. 7.33, в). Представлеаный рисунок соответствует случаю, когда угол грт ( а.

При этом огибающая импульсов на выходе фазочувствительного детектора является синусоидальным колебанием допплеровской частоты. Иначе говоря, импульсы пульсируют с допплеровской частотой. Несколько сложнее случай, когда ф )и. На рис. 7.34 изображен, например, случай, когда фг= 2п — Ьф, 0( Ьфч и. В этом случае проявляется своеобразный стробоскопический эффект. При импульсном воздействии сигнала на фазочувствительный детектор не удается проследить непрерывного изменения фазы приходящего сигнала. Наблюдается кажущееся изменение сдвига фаз за период следования Ф „,„= — Лф=у — 2п, т.

е. кажется, что вектор повернулся в противоположную сторону на угол ЬФ. Аналогично, если ~р =2п+Лф, О ( Лф (и, то наблюдается кажущееся изменение угла сдвига фаз ~рт„, =Лф=7г— — 2п, т, е. кажется, что вектор повернулся на Ь~р, а не на ю =2п+Ьр. :7 а) Рис. 7.34.

Характеристики

Список файлов книги