вимірявши різниця фаз, можна знайти дальність. Останній вираз справедливо і при роботі з відповідачем. У цьому випадку під, слід розуміти фазовий зсув сигналу в ланцюгах відповідача.
Фазовий зсув, можна виключити при калібруванні РД, коли частина сигналу з виходу УРЧ (входить до складу ГВЧ на рис. 1 не показаний) подається на вхід приймача РПрУ, а фазометр вимірює. Зміна фази при відображенні сигналу сильно впливає на точність, оскільки при відбитті від металів і діелектриків змінюється на 180 градусів. Тому працюють у режимі модуляції сигналу.
Абсолютна похибка вимірювання дальності:, де - абсолютні помилки визначення різниці фаз, зсуву фази при відображенні і зсуву фази в ланцюгах далекоміра відповідно. Отримаємо, що далекомірна помилка обернено пропорційна масштабної частоті. Тому для зменшення Потрібно збільшувати. Однак при цьому буде зменшуватися діапазон однозначного виміру дальності. Справа в тому, що однозначне вимір різниці фаз двох коливань можливо в межах не більше 2р. Отже, для однозначного виміру дальності необхідно, щоб, тобто частота масштабних коливань і їх період повинні задовольняти умові:. Цій умові задовольняють порівняно низькі частоти. Щоб забезпечити необхідну точність і в той же час однозначність фазової дальнометріі, використовують дві масштабні частоти або більше, тобто застосовують многошкальний метод вимірювання дальності. Спочатку однозначно вимірюють дальність на низькій масштабної частоті, тобто по грубій шкалою. Потім вимірювання проводять на другий, більш високою масштабної шкалою, тобто більш точної шкалою. При цьому, щоб зберігалася однозначність дальнометріі, період другої масштабної частоти повинен перевищувати похибка вимірювання тимчасового запізнювання на першою масштабною частоті (тобто по грубої шкалою).
Переваги фазової методу: мала пікова потужність генеруючих коливань завдяки безперервності випромінювання, можливість зміни малих дальностей, простота вимірника, порівняно мала апаратурна похибка.
Недоліки: відсутність дозволу об'єктів по дальності, необхідність використання двох антен для ефективної розв'язки передавального і приймального каналів [2].
Частотний метод вимірювання дальності
Основні властивості ЧС далекоміра і блок-схема приведено малюнку 3.9. До складу пристрою входять модулятор, генератор надвисокої частоти, передає і приймальна антени, змішувач, підсилювач-обмежувач, вимірювач частоти і обчислювач відстані.
Малюнок. 3.9 - Блок-схема найпростішого ЧС далекоміра
Безперервний високочастотний сигнал модулюється за частотою і випромінюється в напрямку об'єкта, відстань до якого необхідно виміряти. Зазвичай для модуляції використовується деяка монотонна періодична функція з періодом. Частота випромінюваного сигналу змінюється в межах від до за законом:
(3.4)
де - несуча частота, - закон зміни частоти.
Тоді діапазон перебудови частоти (подвоєне значення девіації):
(3.5)
У багатьох випадках в якості модулирующей функції використовують симетричну трикутну функції, хоча можуть застосовуватися й інші.
Через час поширення електромагнітной хвилі до об'єкта і назад відбитий сигнал, і частина потужності випромінюваного сигналу надходять в змішувач. На виході змішувача утворюється сигнал різницевої частоти, що представляє собою низькочастотну частину твору випромінюваного і відбитого коливань:
, (3.6)
де і - відповідно амплітуда і фаза сигналу різницевої частоти;
і - фаза випромінюваного і відбитого сигналів;
(3.7)
, (3.8)
де - початкове значення фази випромінюваного сигналу;
- фаза комплексного коефіцієнта відбиття об'єкта.
Звідси отримаємо:
(3.9)
Звичайно умови роботи далекоміра такі, що В цьому випадку функцію у виразі (3.9) можна вважати постійною протягом часу інтегрування і отримати:
(3.10)
Видно, що закон зміни фази сигналу різницевої частоти при зазначених допущених збігається з законом зміни частоти зондуючого сигналу.
Сигнал різницевої частоти з виходу змішувача посилюється, перетвориться в прямокутні імпульси і надходить на вимірювач частоти. Отримане значення частоти є основою для обчислення відстані.
Основні переваги частотного далекоміра: мала пікова потужність зондуючого сигналу, можливість дозволу об'єктів по дальності.
Недоліки: труднощі забезпечення ефективної розв'язки передавального і приймального каналів, високі вимоги до лінійності зміни частоти.
Імпульсний (тимчасової) метод вимірювання дальності
До складу імпульсного радіолокаційного далекоміра входять синхронізатор, п...
