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:

Проектирование передатчика для радиотелефона
Радиопередающие устройства представляют собой сложную систему, предназначенную для формирования радиосигналов в соответствии с требованиями, установленными при разработке системы, в состав которой входят высокочастотный тракт, модулятор для упр ...

Разработка конструкции преобразователя частоты
Автономные инверторы - устройства, преобразующие постоянный ток в переменный с неизменной или регулируемой частотой и работающие на автономную (не связанную с сетью переменного тока) нагрузку. В качестве нагрузки автономного инвертора может выст ...

© Copyright 2019 | www.techattribute.ru