Реферат: Фазовый и частотный методы измерения дальности - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Фазовый и частотный методы измерения дальности

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 62 kb, скачать бесплатно
Обойти Антиплагиат
Повысьте уникальность файла до 80-100% здесь.
Промокод referatbank - cкидка 20%!
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Министерство образов ания Российской Федерации Казанский Государствен ный Технический Университет им . А.Н . Туполева Реферат По дисциплине : «Основы радиотехнических систем» На тему : «Фазовый и частотный методы измерения дальности» Выполнил ст . гр .5531 М.А . Лукьянов Проверил Р.В . Мнекин Казан ь 2002 Содержание I. Введение…………………………………………… II. Методы измерения дальности 1.Частотный метод радиодальнометрии………… Сущность метода……………………………….. Реализация частотного метода дальнометр ии... 2. Фазовые методы дальн ометрии……………….. Общие сведения………………………………... Фазовый радиодальномер с модуляцией несущей………………………………………... Двухчастотные фазовые дальномеры………… III . Список испол ьзованной литературы…………….. Введение Радиолокацией называется совокупность методов и технических средств , п редназначенных для обнаружения различных объекто в в пространстве , измерения их координат и параметров движения посредством приема и анализа электромагнитных волн , излучаем ых или переизлучаемых объектами. Радиолокация как научно-техническое направ ление в радиотехнике зародилось 30-х годах . Достижения авиационной техники обусловили необхо димость разработки новых средств обнаружения самолетов , обладающих высокими характеристика ми (дальностью , точностью ). Такими средствами ок азались радиолокационные системы. Выдающийся вклад в развитие радиолокац ии внесли русские ученые и инженеры П.К . Ощепков , М.М . Лобанов , Ю.К . Коровин , Б.К . Шем бе ль . В советском союзе первые успешны е эксперименты обнаружения самолетов с помощь ю радиолокационных устройств были проведены е ще в 1934/36 гг . В 1939 г . на вооружение войск ПВО поступили первые серийные отечественные радиолокаторы . Существенным шагом в ра з витии радиолокации было создание в 1940/41 гг . под руководством Ю.Б . Кобзарева импульсного радиолокатора . В настоящее время радиолокаци я одна из наиболее прогрессирующих областей радиотехники. Получение информации в радиолокации со пряжено с наблюдением некоторой области пространства . Технические средства , с помощью которых ведется радиолокационное наблюдение , н азываются радиолокационными станциями (РЛС ), а наблюдаемые объекты – радиолокационными целями . Типичными целями являются самолеты , ракеты , кораб л и , наземные инженерные сооруж ения. В радиолокации наиболее часто измеряет ся дальность между целью и РЛС . Существуют импульсный , частотный и фазовый методы из мерения дальности . Целью данной работы являет ся описание частотного и фазового методов. Данны й документ содержит 7 рисунков . При написании реферата было использовано 4 источника литературы и ресурсы сети Internet . Методы измере ния дальности. 1. Частотный метод радиодальнометрии. Сущность м етода . Для этого метода харак терно , что зондирующее излучение непрерывное и модулировано по частоте . Модуляция позв оляет различать прямой и отраженный сигналы по разности их частот и тем самым не только обнаружить цель , но и измерит ь ее дальность. Частоту перед атчика f пр д , естественно , нельз я неограниченно увели чивать или уменьшать . Ее изменяют по пилоо бразному или пилообразному (Рис .1) закону с частотой модуляции F м =1/Тм . Девиацию , т.е . максимальное отклонение частоты , обозначим Д f m = f max - f min . Частота отраже нного сигнала f отр повторяет частоту излученного сигнала f прд с запаздыванием t д =2Д /с . Отсюда в один и тот же момент времени t разность частот прямого ( f прд ) и отраже нного ( f отр ) сигналов , т.е . частота биений F б =| н м | t д =2| н м |Д / с , (1) где | н м | - скорость изменения частоты. В один полупериод модуляции Тм /2 ча стота передатчика f прд возрастает и скорость н м >0, а в другой полупериод – наоборот ; вместе с тем частота F д физически не может быть отрицательной ве личиной . Поэто му в формулу (1) введено аб солютное значение скорости модуляции | н м |. При пилообразном законе эта скорос ть постоянная и равна частному от деления частоты Д f m на ее продолжительность Тм /2. Тогда формулу (1) можно представить в виде F б =2| н м |Д /с =4 Д f m Д /сТм =4 Д f m F м Д /с (2) Величины Д f m , F м и с – постоянные , а это значит , что в ЧМ дальномере измерение текущей дальности цели Д сводится к измерению разности частот F б прямого и отраженного сигналов , причем Д и F б связаны между собой прямо пропор циональной зависимостью. Отсюда происходит другое название величины F б – частоты дальности. Линейный закон изменения част оты F б нарушается на участках протяженностью t д , в сер едине которых эта разностная частота проходит через нулевое значение . Однако , если максимальное запаздывание сигнала , которое фикс ируется данной РЛС , значительно меньше период а модуляции Временные диаграммы иллюстрирующие ч астотный метод измерения дальности Рис .1 ( t д max << Тм ), то нарушением линейности можно пренебречь и считать формулу (2) справедливой для любого закона частотной модуляции . Соот ношение t д max << Тм является также условием одн означного о тсчета дальности. Реализация частотного метода дальнометрии. По способу обр аботки сигналов неследящие частотные измерители делятся на корреляционные , с фильтровой о бработкой и с корреляционно-фильтровой . Третий вариант , наиболее простой в осу ществлен ии , представлен функциональной схемой дальномера (Рис .2) и временными диаграммами (Рис .3). Передающее устройство состоит из гене ратора высокой частоты , модулятора , изменяющего частоту генерируемых колебаний по пилообразном у или синусоидальному закону , и передающ ей антенны А 1. Первым каскадом приемника я вляется смеситель , с которого начинается Корр еляционно-фильтровая обработка : в смесителе перемн ожаются отраженный сигнал u отр ( t ), который подводится от приемной антенны А 2, с опорным сигналом u пр ( t ), который по дводится по короткому кабелю от передатчика ; накопление энергии происходит в RC -фильтрах нижних частот , следующих за перемножителем . Как во всяком смесителе , перемножение происходит в нелинейном элементе и в результате обра зуются составляющие суммарной и разностной частот отраженного и опорного (прямого ) с игналов . Сигнал с частотой биений пропускаетс я к усилителю низкой частоты , а составляющ ие суммарных частот подавляются фильтрами ниж них частот смесителя . Как показывает временная диаграмм а напряжения биений u б (Рис .3), когда частота его F б отклон яется от своего основного значения , синусоида льность этого напряжения нарушается . Двухсторонни й ограничитель амплитуды , следящий за усилите лем низкой частоты , преобразует полученное не синусоидально е напряжение с периодом Тм в прямоугольные колебания u огр . Так называемый сче тчик нулей определяет частоту биений F б по числу переходов через нуль , которые совершают пол ожительные перепады этих колебаний за период модуляции Тм . Переходы отмечены точками н а временной диаграмме . Если число их Nm умножить на частоту модуляции F м , то получится частота дальности , которую фиксирует индикатор F б = Nm F м (3) Если счетчик аналоговый (Рис.3), то выходное напряжение u сч постоянное , а если счетчик цифровой , то работа его сводится к подсчету эт алонных импульсов , пропорциональных , как и нап ряжение u сч , частоте дальности . Очевидно , что индикатор при таком счетчике должен показывать дальност ь цели в цифровой форме. В св язи с тем , что счетчики подсчитывают число полных биений , по казания частотного дальномера изменяются скачкам и . Наименьшая Функциональная схема частотного радиодальномера с корреляционно-фильтровой обработкой сигналов Рис .2 Временные диаграммы частоты биений и напряжений в измерителе частотного радиодальномера с корреляционно-фильтровой обработкой сигналов Рис .3 дальность Д min , которую способен измерить дальномер , соответствует одному полному биению за п ериод модуляции ( Nm =1). Согласно (3) это означает , что F б = F м , а из (2) с ледует , что F м =4 Д f m F мД min /с . Отсюда находим минимальную дальность , измеряемую частотным дальномером : Д min =с /4 Д f m (4) Следующие показа ния дальномера будут соответствовать уже двум ( Nm =2; F б =2 F м ), трем ( F б =3 F м ) и т.д . по лным биениям за один период модуляции . Зна чит , имеется ошибка дискретности измерения да льности , равная скачку Д Д =с / 4 Д f m (5) При измере нии дальности н ескольких целей измеритель должен содержать с пектроанализатор , рассчитанный на последовательный или параллельный анализ частот биений. Последовательный анализ производится пла вным изменением частоты гетеродина приемника или оптимально го фильтра , следующего за смесителем . Это требует больших затрат врем ени и связано с неполным использованием э нергии отраженного сигнала во время перестрой ки. Многоканальный параллельный спект роанализатор (Рис .4) состоит из узкополосных фил ьтров Ф 1, Ф 2,Ф 3,… , детекторов Д 1, Д 2, Д 3, Д 4, … . и неоновых лампочек ЛН 1, ЛН 2, ЛН 3, ЛН 4, … . . Полосы пропускания фильтров примыкают друг к другу и охватывают ве сь диапазон измеряемых частот дальности . По номерам загорающихся лампочек можно судить о том , к какому уч а стку (кан алу ) дальности относится каждая наблюдаемая ц ель. Ясно , что чем уже полоса пропускан ия фильтра Д F ф , тем выше разрешающая способность по дальности и тем меньше возможные расхождения между истиной и указываемой индикатором дальностью цели . Эт ому же способствует увеличение часто ты модуляции и девиации частоты. Сказанное подтверждается формулами среднеква дратической ошибки у д и потенциальной разрешающей спосо бности Д Д min п частот ного дальномера : (6) (7) Функциональна я схема многоканального параллельного спектроанализатора Рис .4 2.Фазовые м етоды дальнометрии. Общие сведения. Измерение дал ьности фазовыми методами заключается в измерении приращения фазы гармонического колебания масштабной частоты за время запа здывания отраженного сигнала : Дц =Щ м t д =2 р F м·Д /с =4 р Д / л м (8) Частота F м и длина волны л м =с / F м называю тся масштабным и потому , что от них зависит масштаб ш калы дальности , т.е . коэффициент пропорциональности между измеряемым фазовым сдвигом Дц и дальностью цели Д. Через фазовые ин тервалы Дц =2р гармоническое колебание , а с ним и показания фазометра по вторяются . Отсюда согласно формуле (8) максимальный предел однознач но измеряемой дальности Додн = л м /2 (9) Наиболее простым по устройству был бы фазовый радиодальномер с излучением кол ебаний только одно й – несущей частот ы f о . Н о тогда масштабная частота F м = f о и длина волны л м = л о =с / f о , а так как РЛС обычно работают на УКВ , то это ограничило бы однозначно измеряемую дальн ость несколькими метрами (Додн = л м /2). Вместе с тем масштабная частота в лияет н а точность определения дальности . Действительно , из формулы (9) дальность Д =с Дц /4р F м = л м Дц /4р , и если фазометр измеряет Дц со среднеквадрати ческой ошибкой уДц , то дальность определяется со средне квадратической ошибкой у д =с уДц /4р F м = л м уДц /4р (10) Шумы препятствуют точному определению фазового сдвига и увеличением отношения си гнал /шум q о ошибка уДц п уменьшается : уДц п =1/ [рад ]. С уч етом этого из формулы (10) находим потенциальную среднеквадратическую ошибку измерения дальности фазовыми методами : у дп =с уДц п /4 р F м =с /4 р F м =л м /4 р (11) Как видно , всем фазовым дальн омерам присуще противоречие : увеличение масш табной частоты способствует повышению точности измерений , но уменьшает предел однозначно и змеряемой дальности . Рассмотрим , как разрешается это противоречие в двух применяемых на практике фазовых методах. Фазовый радиодальномер с модуляц ие й несущей . Передающая а нтенна излучает радиоволны несущей частоты f о , модулиро ванные по амплитуде гармоническими колебаниями низкой частоты F , а сравнение фаз излучаемого и отраженного сигналов производится на частоте огибающей F м этих сигналов . Пропорцион ально у меньшению масштабной частоты от f о до F м = F (увеличению мас штабной длины волны л м =с / F ) возрастает однозначно измеряемая дальность Додн . Например , при частоте модуляци и F =300 Гц длина волны л м =3· 10 /300=10 м и Додн = л м /2=10 /2=5· 10 м =500 км. В передатчике дальномера (Рис .5,6) колеба ния генератора высокой частоты модулируются п о амплитуде колебаниями генератора масштабн ой частоты . Отраженные от цели АМ колебания усиливаются и демодулируются амплитудн ым детектором . Следовательно , выходное напряжение приемника u прм имеет частоту , равную масштабной Щ м =2 р F м , но отличается по фазе от напряж ения u м на Щ м t д . Этот фа зовый сдвиг измеряется фазометром. На функциональной схеме показан несле дящий измеритель фазы с дискретным счетом дальности . Измерение сводится к счету числа эталонных импульсов N эт , генерируемых за время запа здывания сигнала t д . Очевидно , что период следовани я этих импульсов Тэт должен быть строго стабильным и существенно меньше запазд ывания сигнала t д даже при минимальной дальности цели. Сравниваемые по фазе синусоидальные н апряжения u м и u прм преобразуются амплитудными ограничителям и в прямоугольные к олебания u ом и u опрм , которые затем перемножаются , чтобы получить колебания отрицательной полярности в течение времени t д и положительной полярности в остальную часть по лупериода модуляции . Каскад совпадения имеет два входа : на один от генератора отрицател ьных эталонных импульсов поступают колеба ния u эт , а на другой от перемножителя-колебания u ом и u опрм . Так как те и другие совпадают по знаку то лько в интервалы времени t д , то эталонные импульс ы u эт п роходят к счетчику пачками N эт = t д / T эт и цифровой счетчик указывает дальность цели пропорционально числу N эт : Д = ct д /2=с N этТэт /2=с N эт /2 F эт . (12) Ошибка дискретности измерителя с оответствует периоду эталонных импульсов : Д Ддкр = сТэт /2= с /2 F эт (13) Увеличение частоты F эт уменьшает ошибку Д Д дкр , но усложняет реализацию счета импульсов . При F эт =10 Гц имеем Д Ддкр = 3
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Мышь лениво залезает в мышеловку, привычным движением оттягивает пружину и обнаруживает вместо итальянского сыра – российский.
- Сука, и до нас добрались.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по радиоэлектронике "Фазовый и частотный методы измерения дальности", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2017
Рейтинг@Mail.ru