Основные разделы


Анализ работы радиотехнического устройства

Проанализируем работу этого устройства и сформулируем требования к его техническим характеристикам.

Генератор синхроимпульсов запускает генератор импульсов звуковой частоты который с помощью акустической антенны А6 излучает акустический импульс вертикально вверх. Траектории движения акустического пакета под действием воздушных потоков (рис. 3.1) может быть описана как перемещение конца радиус - вектора R(t), соединяющего точку излучения (начало координат) с текущим местоположением акустического пакета. Длина радиус - вектора, изменяющегося во времени, может быть представлена в виде:

(3.1)

и его проекции на оси координат:

(3.2)

(3.3)

(3.4)

где

(3.5)

Излученный акустический импульс соосно облучается непрерывным радиосигналом с помощью генератора І радиочастоты и радиопередающей антенны А5. Отраженный радиосигнал принимается четырьмя радиоприемными антеннами А1-А4, обрабатывается в блоках 4,5 суммы разности, блок 4 суммы, усиливается до необходимого уровня и нормируется с помощью блока ІО АРУ в блоках 6,7,8 усиления сигнала, в блоке І3 измеряется доплеровский сдвиг частоты отраженного сигнала, а в блоках І2, І4 измеряются углы прихода α и β отраженного радиосигнала во взаимноперпендикулярных плоскостях XOZ и YOZ соответственно. Ввиду прямолинейности распространения радиоволн длина вектора R(t) может быть вычислена по измеренному значению радиальной скорости движения пакета

(3.6)

где VR(t) - радиальная скорость распространения акустического пакета, λе - длина радиоволны.

Текущее значение углов α(t) и β(t), характеризующих угловое положение радиус - вектора R(t), содержится в сигналах, формируемых взаимосвязанными приемными антеннами А1,А2,А3,А4 и блоками 3,4,5.

Рассмотрим операции [27] измерения угла α(t) с использованием фазового суммарно-разностного метода, полагая, что угол β=0 (имеется составляющая скорости ветра только в плоскости XOZ). Сигналы на выходах антенн А1 и А4 с идентичными диаграммами направленности при отклонении центра акустического пакета от вертикального (равносигнального) направления вычисляются согласно формулам:

(3.7)

(3.8)

где F(α) - диаграмма направленности антенн А1 и А4, а Δφ - фазовый сдвиг, обусловленный разностью хода отраженного радиосигнала от центра пакета до фазовых центров антенн А1 и А4, причем

(3.9)

где l - расстояние между фазовыми центрами антенн А1 и А4,

λе - длина волны отраженного радиосигнала.

Суммарный и разностный сигналы на выходах 1 (суммарном) и 2 (разностном) блока 3 суммы - разности с учетом баланса мощностей будут иметь вид:

(3.10)

(3.11)

После усиления с нормировкой по суммарному сигналу в блоках 6,8 с помощью блока ІО АРУ, в разностный сигнал вводится дополнительный фазовый сдвиг Δψ=π/2. Это необходимо для того, чтобы обеспечить равенство нулю выходного напряжения блока измерения угла α при совмещении центра акустического пакета с равносигнальным направлением, т.е. когда Δφ=0.

После этих преобразований и с учетом работы АРУ по суммарному сигналу на выходе фазового детектора, входящего в качестве основного принципиального элемента в блок измерения угла І2, имеем напряжение, значение которого зависит от угла α:

(3.12)

где - комплексно-сопряженные значения сигналов на выходе суммарного и разностного каналов.

(3.13)

Подставив значение Δφ из (3.9) в формулу (3.13) можно получить окончательное выражение:

(3.14)

Величина S(α) определяет пеленгационную характеристику радиоакустической системы в плоскости XOZ и является напряжением на выходе фазового детектора блока 12. Следовательно,

(3.15)

Видно, что при изменении направления отклонения акустического пакета от вертикали величина Δφ согласно формуле (3.9) изменит свой знак. В силу нечетности функции sin и tg величина S(α) тоже изменит знак. Поэтому полярность напряжения на выходе блока 12 будет определять направление отклонения пакета, а величина - степень отклонения.

Перейти на страницу: 1 2

Прочитайте еще и эти статьи:

Построение систем охранно-пожарной сигнализации на базе оборудования НПК Союзспецавтоматика
Одной из главных составляющих информационной безопасности является организация защиты информационных ресурсов предприятия на всех направлениях его деятельности. Проблемы организации информационной безопасности становятся все более сложными и пра ...

Проектирование блока смены светофильтров фотокалориметра КФК 3 с микропрограммным управлением
Решающими факторами повышения производительности труда, сближения физического и умственного труда являются механизация и автоматизация производства. Под механизацией понимается применение машин и механизмов, заменяющих мускульный труд рабочего. ...

© Copyright 2020 | www.techattribute.ru