Частотный метод определения дальности

Частотный метод определения дальности основан на использовании частотной модуляции излучаемых непрерывных колебаний; время запаздывания определяется путём измерения разности частот излучённых колебаний и отражённого сигнала. Функциональная схема РЛС с частотной модуляцией изображена на рисунке 2.3.

Генератор высокой частоты, управляемый модулятором, вырабатывает колебания с частотой, изменяющейся по периодическому закону (рисунок 2.4, сплошная линия). Частота сигнала, отражённого от неподвижной цели, будет изменяться по такому закону, но только со сдвигом по временной оси на время запаздывания t_D.

 

Рисунок 2.3 - Функциональная схема измерителя дальности с частотной модуляцией

 

На рисунке 2.4,а частота отражённых колебаний показана штриховой линией. Отражённые сигналы и колебания генератора подводятся к смесителю. Образующаяся на выходе смесителя разностная частота (рисунок 2.4, б) (частота биений) пропорциональна дальности цели. Если круговая частота излучения:

, (2.3)

 

где Dw_м – девиация частоты передатчика.

Тогда частота сигнала, отражённого от неподвижной цели, будет равна:

. (2.4)

Разностная частота, выделяемая на выходе смесителя:

(2.5)

Откуда

(2.6)

а - частоты излучённого и принятого сигнала;

б - преобразованный сигнал биения;

в - изменение частоты преобразованного сигнала

Рисунок 2.4 - Изменение частоты излучаемых и принимаемых колебаний

 

Формулы (2.5) и (2.6) поясняют зависимость между дальностью цели и разностной частотой и позволяют понять сущность метода.

Для измерения разностных частот используются фильтры и счётчики импульсов. При использовании фильтров возможны два варианта: применяется группа фильтров, настроенных на фиксированные частоты, или один фильтр с переменной настройкой. Попадание сигнала разностной частоты в тот или иной фильтр (на что укажет соответствующий индикатор, например неоновая лампочка) позволит определить дальность цели [10].

Дальномеры данного типа позволяют определять очень малые дальности и использовать передатчики с малой мощностью излучения.

Недостатки дальномеров с частотной модуляцией является необходимость использования либо двух антенн, либо сложного устройства для разделения излучаемых и принимаемых сигналов; ухудшение чувствительности приёмника вследствие просачивания в приёмный тракт через антенну излучения передатчика, подверженного случайным изменениям; высокие требования к линейности изменения частоты [9].