От точности определения углов непосредственно зависит точность работы станции. При этом необходимо, чтобы ориентация лучей была стабильна в процессе эксплуатации на борту летательного аппарата. Наиболее жесткие требования предъявляются к антеннам прецизионных ДИСС, для которых углы должны быть известны с точностью примерно 1-3'. Номиналы углов для ДИСС лежат примерно в следующих пределах: Во = 60 -75 °,Г0=15-45°, γО = 65-80°, νo = 65-80°.
3.1.Среднее направления лучей и определяющие их углы.
В доплеровских измерителях находят применение антенные устройства, формирующие диаграммы направленности карандашной формы и так называемые изочастотные диаграммы. Карандашные диаграммы присущи антеннам оптического типа - зеркальным и линзовым, изочастотные диаграммы - волноводно-щелевым антеннам. Ширина диаграммы направленности зависит от действующего раскрыва антенны и длины рабочей волны. В свою очередь, раскрыв антенны ограничивается допустимой площадью выреза в физюляжа ЛА. Обычно площадь выреза составляет 0,2 — 0,4 м2 . Для того чтобы наилучшим образом использовать эту площадь, целесообразно применять многолучевые антенны, которые формируют все лучи с одного раскрыва. Естественно не исключается возможность использования отдельны антенн для формирования каждого луча.
В зависимости от работы ДИСС антенное устройство может состоять либо из двух отдельных антенн - приемной и передающей, либо может представлять собой одну совмещенную антенну. Две отдельные антенны применяются в ДИСС с непрерывным режимом излучения, когда требуется обеспечить надежную развязку (80 - 90 дБ) между приемным и передающим каналом. Совмещенные антенны применяются в импульсных и непрерывно-импульсных ДИСС, а также в некоторых ДИСС с ЧМ, когда достаточна развязка примерно 40-50дБ.
При использовании двух отдельных изочастотных антенн ширина лучей в сантиметровом диапазоне волн обычно лежит в пределах 3-5° в плоскости углов γ и 5-10° в плоскости углов v. Для антенн с карандашными лучами ширина лежит в пределах 3-6°.
Одним из основных требований, предъявляемых к антенному устройству ДИСС, является обеспечение низкого уровня боковых и дальних лепестков. Это требуется прежде всего для получения необходимой развязки между приемными каналами. Если все лучи работают одновременно, то величина паразитного сигнала, принятого с направлений, соответствующих соседним лучам, непосредственно определяется средним уровнем боковых лепестков каждого из приемных лучей в направлении соседних. Этот уровень должен быть не более 20 -25 дБ. Если лучи работают поочередно, т. е. коммутируются, связей между каналами через боковые лепестки можно не опасаться и жестких ограничений на боковые лепестки в направлении соседних лучей не накладывается. Однако, независимо от режима работы лучей, важно обеспечить малый уровень лепестков в направлениях, близких к вертикали так как на этих углах отражение от местности возрастает, особенно при работе над морем, и при наличии больших лепестков возникают паразитные отраженные сигналы. Как известно, дальние лепестки у антенны возникают из-за рассеянных полей, которые присущи любой реальной антенне. Эти рассеянные поля могут вызвать серьезные помехи при работе ДИСС в режиме непрерывного излучения. Отражаясь от вибрирующих элементов конструкции, они модулируются
по амплитуде и фазе, создавая в приемном канале помехи, аналогичные полезным сигналам. Сказанное особенно опасно для ДИСС, устанавливаемых на летательных аппаратах, у которых требуется измерять малые скорости, так как при этом доплеровские частоты оказываются соизмеримыми с частотами механической вибрации. Поэтому при размещении антенны необходимо учитывать распределение рассеянных полей в пространстве, в частности необходимо, чтобы вибрирующие элементы конструкции не попадали в поле антенны или были защищены поглощающими материалами.
Естественно, что антенное устройство ДИСС, как и все другие блоки измерителя, должно иметь минимально возможные габариты и вес, должно быть удобно и надежно в эксплуатации.
В доплеровских измерителях применяются различные типы антенн: волноводно-щелевые, зеркальные и линзовые. Выбор той или иной антенны зависит от требований к аппаратуре и условий ее размещения на ЛА. Антенны могут быть подвижными и неподвижными. Подвижные антенны применяются в импульсных ДИСС с автокогерентным приемом и в некоторых ДИСС, работающих в режиме непрерывного излучения с частотной модуляцией. При этом в подвижном варианте используются только волноводно-щелевые антенны с отношением Δv/Δr> 1, которые
благодаря из частотности, являются для этого наиболее удобными.
Неподвижные антенны применяются практически во всех современных ДИСС с когерентным приемом. Неподвижные антенны значительно проще по конструкции, имеют меньший вес и большую надежность. Для их размещения на ЛА требуется меньший объем и меньшая площадь обтекателя, чем при применении подвижных антенн.
Раскрыв антенны ограничивается допустимой площадью выреза в физюляже ЛА. Обычно площадь выреза составляет 0,2 - 0,4 м2 . Для того чтобы наилучшим образом использовать эту площадь, целесообразно применять многолучевые антенны, которые формируют все лучи с одного раскрыва.
При четырехлучевой системе включаются поочередно накрест направленные лучи. По каждой паре лучей частота Доплера определяется как среднее ее значение по двум лучам этой пары, при этом крены самолета до 10 -12° практически не влияя на ее величину. Четырехлучевая система имеет две антенны, каждая из которых образует пару накрест направленных лучей передачи и приема. Существуют также трехлучевые антенны системы ДИСС, в которых два луча направлены вперед и в стороны , а один - назад относительно направления полета.
е) ПРИНЦИПЫ СЧИСЛЕНИЯ ПУТИ.ЭФФЕКТ ДОПЛЕРА ФОРМУЛЫ.
Работа доплеровского измерителя основана на измерении сдвига частот электромагнитных колебаний, излучаемых к земной поверхности и
отраженных от нее. Эффект Доплера проявляется в изменении частоты принимаемого сигнала по отношению к частоте излучаемых колебаний на так называемую доплеровскою частоту Fgi, пропорциональную скорости самолета относительно отражающейся точки i.
Передатчик доплеровского измерителя излучает непрерывные колебания с частотой fo;
приемник принимает от рассеивателя в i-й точке колебания с частотой fo+Fgi, гдe Fgi-доплеровская частота Гц, которую определяют по формуле (W -в км/ч,λ-в см):
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.