Convertoare Doppler și Quasi-Doppler.
Convertorul de direcție Doppler se referă la detectorul de fază, care extrage informații despre direcția de propagare a undelor electromagnetice din aranjamentul spațial al liniilor sau suprafețelor cu aceeași fază.
Principiul de funcționare al acestui detector de direcție este redus la utilizarea modulației de fază cauzată de efectul Doppler, care apare atunci când antena receptoare se rotește într-o mișcare circulară. Amintiți-vă că mișcarea relativă (reciprocă) a receptorului și a emițătorului conduce la o schimbare a frecvenței (fazei) oscilațiilor primite. În acest caz, frecvența oscilațiilor primite se modifică și diferă de frecvența emițătorului.
Să omnidirectional în planul orizontal al antenei receptorului (de exemplu, un vibrator vertical) se rotește cu uj frecvență unghiulară a unui cerc cu raza R în câmpul produs de emițător și o telecomandă ce radiază unde electromagnetice având o ω frecvență unghiulară.
Datorită rotirii antenei, creșterea fazei emf induse în el este negativă la intervale când antena este scoasă din transmițător. În acest caz, proiecția vectorului de viteză al antenei pe linia OO 'coincide cu direcția de propagare a undei radio (figura 1). Creșterea fazei este pozitivă atunci când antena se apropie de emițător și este zero când antena se mișcă perpendicular pe direcția de propagare.
Faza EMF indusă în antena situată în centrul cercului (punctul O), luăm ca inițial (egal cu φ 0 = ω t).
Când antena, dar cercul cu centrul O se rotește, valoarea instantanee a fazei EMF induse diferă de valoarea inițială cu o valoare
φ = 2 λ π R sin (Ω t + α),
unde α este azimutul pe transmițător;
Ωt este valoarea curentă a azimutului antenei rotative. Apoi valoarea instantanee a EMF în
E = E m sin sin t + 2 λ π R sin (Ω t + α).
Aceasta înseamnă că EMF din antenă se schimbă cu timpul în fază cu o frecvență Ω. În acest caz, faza oscilației modulative corespunde azimutului de pe stația radio de identificare a direcției.
Valoarea φ M = 2π R / λ, numită indicele de modulație a fazei, caracterizează valoarea maximă a deviației de fază (față de φ 0) care apare atunci când antena se rotește.
În cazul în care vibrațiile primite pentru a spori semnal la un detector de fază, apoi la R / valori mici X la ieșirea detectorului poate primi modularea uj frecvență de oscilație, care corespunde fazei de azimut α pelenguemuyu la stația m. E.
U c = U m sin (Ω t + α).
Pentru a detecta faza acestor oscilații și, în consecință, pentru a determina azimutul de pe emițător, acestea sunt alimentate la contorul de fază, unde sunt comparate în fază cu tensiunea de referință. Ca tensiune de referință, tensiunea de frecvență Ω este utilizată de la generatorul local
U op = U mop sin Ω t,
a cărei fază este zero în momentul trecerii antenei rotative în direcția nord.
În practică, în loc de antene rotative, sunt utilizate sisteme de antene fixe situate circumferențial, care într-un fel alternativ cu frecvența Ω sunt conectate la intrarea receptorului. Un astfel de detector de direcție a fost numit căutătorul direcției cvasi-Doppler.
Direcția finder kvazidoplerovskom comutare antene adiacente este realizată nu imediat, dar cu un timp de factori de greutate variabilă, de exemplu, schimbarea liniar. Primul AE să fie complet conectat la momentul inițial, iar al doilea este complet deconectat de la ieșirea AP. De-a lungul timpului, coeficientul de ponderare de comutare treptat o primă antenă (în mod ideal - liniar) scade la zero, la momentul includerii completă a doua antenă care corespunde cu antena „netede“ rotație în direcția Doppler Finder.
În direcția kvazidoplerovskih căutare cu o bază largă, măsurile luate pentru a preveni distorsionarea formei de undă de tensiune la ieșirea detectorului de fază la valori mari ale R / λ, precum și măsuri pentru eliminarea modulării parazite și fază ambiguitatea lagărului de referință datorită fazei câmp inconsistență a semnalului recepționat. În aceste finders direcție utilizate circuit care nu raspunde la valorile absolute ale emf φ faze ale antenelor individuale, și diferența de fază Δψ între electromotoare indusă în antenele și au trecut la o locație centrală
sistem al antenei nedirecționale, a cărui fază este egală cu φ 0. Apoi, orice oscilații ale fazei semnalului recepționat vor determina aceleași modificări de fază
semnale în antenele comutate și centrale; diferența de fază Δψ rămâne neschimbată.
Fig. 2. Diagramă bloc simplificată a detectorului de direcție Doppler: 1 - comutator electronic; 2 - antena centrală; 3 - primele mixere; 4-heterodină; 5 - UPCH; 6 - al doilea mixer; 7 - generator de cuarț; 8 - filtrul; 9 - al treilea mixer; 10 - linia de întârziere; Detector de 11 faze; 12 - indicator
Luați în considerare diagrama bloc a căutătorului direcției cvasi-Doppler (figura 2). sistem de antenă Finder include opt antene separate, iar centrul vibrator 2. Fiecare vibrator la o frecvență Ω = 2π F comutat alternativ prin intermediul comutatorului electronic 1, generatorul de impulsuri n faze controlate. Impulsurile care controlează funcționarea comutatorului sunt formate dintr-o tensiune sinusoidală a frecvenței Ω, generată de generatorul de tensiune de referință. În același timp, tensiunea de referință este furnizată indicatorului 12.
Eliminat din tensiunea de comutare și semnalul modulat în fază de antena centrală 2 este alimentat într-un circuit cu două canale constând din amplificatoare identice de tensiune înaltă frecvență și primul malaxor 3 cu comună oscilatorul local 4 și amplificator de frecvență intermediară 5 tensiunii.
Tensiunea de frecvență intermediară f IF canalul central al antenei și tensiunea de la oscilator de cristal stabilizat 7, frecvența de oscilație f r act pe mixer 6, unde este convertit într-o frecvență diferența de tensiune f IF = f - f g furnizat în continuare prin filtrul 8 în mixer 9. în mixer este alimentat de asemenea, tensiunea de frecvență fpc1 din mixerul canalului semnalelor modulate în fază. La ieșirea mixerului 9 se formează o tensiune de frecvență fr2. a cărei fază este modulată de frecvența de rotație a antenei Ω. Această tensiune se aplică direct sau prin linia de întârziere 10 la detectorul de fază 11.
Detectorul de fază detectează o tensiune de frecvență Ω, faza căreia corespunde azimutului de pe stația de radiofrecvență. Intră în indicator, unde, ca urmare a interacțiunii sale cu tensiunea de referință, se înregistrează rulmentul.
Căutătorul de direcție considerat poate determina direcția IRI de orice fel (atât modulată cât și nemodulată). Și în cazul modulației amplitudinii, variabila este amplitudinea emf indusă în antene, care nu afectează rezultatul în nici un fel. În cazul modulației unghiulare, frecvența inferioară a formei de undă modulatoare este, de obicei, mai mare decât frecvența unghiulară a antenei Ω, care, atunci când utilizează medierea pe mai multe perioade, reduce efectul modulației unghiulare asupra estimării lagărului.
Pentru a obține rezultate neechivoce ale direcției, distanța dintre AE individuale trebuie să fie mai mică de jumătate din lungimea de undă a radiației recepționate, în practică se alege de obicei o distanță de aproximativ 1/3 din lungimea de undă minimă posibilă.
Finders pe baza acestei metode adecvate, în principal pentru exploatarea unei surse de bandă îngustă, cu tipuri de modulație continuă, iar dezavantajul lor major este necesitatea de a regla fin la frecvența purtătoare a semnalului, deoarece lucrările pe pante de schimbare de răspuns de frecvență la FM de frecvență sunt convertite în modulație de amplitudine. Un alt dezavantaj al metodei Doppler este timpul lung de preluare, deoarece cel puțin un ciclu de scanare a antenei este necesar pentru a determina rulmentul. La o rată de rotație tipică de 150 Hz, un ciclu durează aproximativ 7 ms.
Structura identificatorului direcției de corelare mutuală este prezentată în Fig. 3.
Fig. 3. Căutarea direcției de corelație
Această structură este similară cu schema de căutare a fazelor și conține un receptor radio cu două canale cu o heterodynă comună (D) pentru ambele canale, o linie de întârziere de măsurare (LZ), de fapt un contor constând din
multiplicator și integrator, sistem de control (SS) care controlează sincronizarea liniilor de întârziere. Aceste semnale de la ambele canale de ieșire servo metru sunt multiplicate, rezultatul înmulțirii este în medie, și controlează întârzierea în linia de măsurare (LZ), setarea Δτ *, care maximizează efectul z ieșire metru (τ). Estimarea Δτ * este proba de ieșire formată de circuit.
La ieșirea contorului funcției de corelație încrucișată, circuitul de diferențiere d / dt este inclus pentru a forma o caracteristică de discriminare ciudată.
direcția de sosire val de la sursa de radiație face un unghi φ cu normala la baza d = A 1 A 2. Deoarece distanța față de sursa de radiație este foarte mare și R1 ≈ R2 >> d raze R. sosesc la fiecare antenă, aproximativ paralele. În aceste condiții, la punctele 1 și 2, ieșirile antenei generează tensiuni
Prin urmare, pentru a crește precizia determinării poziției, este necesară creșterea bazei. Dar organizarea contorului cu o bază foarte mare necesită depășirea unor dificultăți tehnice semnificative. În primul rând, într-un astfel de contor este necesar să se traducă semnalele recepționate de către antenele A 1 și A 2 la punctele 1 și 2 din Fig. 3 pe distanțe lungi fără distorsiuni de fază. În acest scop, trebuie utilizate linii de transmisie în bandă largă (radio, microunde, fibră optică). În plus, rezultă din (25) că, chiar și cu măsurători precise de întârziere (relativ mici σ Δτ), măsurători bune ale φ * pot fi obținute doar aproape de normal față de bază, atunci cosφ este maxim.
Pentru | φ | → măsurătorile π / 2 sunt însoțite de erori foarte mari. Prin urmare, un metru de corelație încrucișată ar trebui să aibă mai multe baze neparale.
Pentru a continua descărcarea, trebuie să colectați imaginea:
Trimiteți-le prietenilor: