CC BY
50
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 2
УДК 621
ДОРАБОТКА ОДНОПОЛОСНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ СИГНАЛОВ ДОПЛЕРОВСКОГО РАДИОПЕЛЕНГАТОРА
Ю. О. Шмелёв Научный руководитель - В. М. Мусонов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
*Е-шаИ: [email protected]
Работа посвящена актуальной научно-технической задаче исследования систем радиопеленгации, используемыхв гражданской авиации. Основными требованиями являются высокая скорость измерения и точность.
Ключевые слова: радиопеленгатор, эффект Доплера.
COMPLETION OF A SINGLE-SIDEBAND SIGNAL CONVERTER DOPPLER DIRECTION FINDER
Yu. O. Shmelev Scientific supervisor - V. M. Musonov
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochiy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation *Е-mail: [email protected]
The work is devoted to actual scientific and technical problem-finding study systems used in civil aviation. The main requirements are high measurement speed and accuracy.
Keywords: direction-finder, Doppler effect.
Введение. Пеленгация -это определение направления на какой-либо объект, его угловых координат. Она может осуществляться оптическими, радиотехническими, акустическими и другими методами. Пеленгация при помощи радиосредств, т.е. определение направления на источник излучения, называется радиопеленгацией.
Исследовав одноканальный доплеровский (квазидоплеровский) пеленгатор, произведен анализ существующих методов радиопеленгации приведены его преимущества и недостатки, а так же возможные способы повышения точности пеленгации.[1]
Радиопеленгаторы, базирующиеся нафазовом методепелен-гования, получают необходимую информацию из пространственного расположения линии или поверхности равных фаз.
По фазовому принципу осуществляется секторное пеленгование в круговой антенной системе и в системе антенн, расположенных по прямой линии.
Амплитудные методы пеленгации основаны на использовании направленных свойств антенн. Среди амплитудных методов пеленгации различаютметоды максимума, минимума и сравнения. Основной задачей является повышение пеленгационной чувствительности.
Пеленгационная чувствительность- это способность радиопеленгатора изменять напряжение на выходе приемника при из-
Рис. 1. Диаграмма, иллюстрирующая фазовый метод пеленгации
Секция «Техническая эксплуатация электросистем и авионики»
менении положения ДН антенны относительно направления на объект. Чем больше изменение напряжения при заданном изменении угла, тем выше пеленгационная чувствительность.[2]
Описание принципов работы доплеровского и квазидоплеровского пеленгатора
В последние годы успешно применяются широкобазисные фазовые радиопеленгаторы с использованием обусловленной эффектом Доплерафазовой модуляции, возникающей при круговом вращении приемной антенны.
Сущность эффекта Доплера заключается в том, что относительное (взаимное) перемещение приемника и передатчика приводит к изменению фазы принимаемых колебаний. Частота принимаемых колебаний становится отличной от частоты излучаемых. Для выявления фазы колебаний и определения азимута на передатчик они подаются на фазометр, где сравниваются по фазе с опорным напряжением. При этом величина измеренной фазометром разности фаз между выходными колебаниями сигнала и опорным напряжением (в электрических градусах) равна значению измеряемого пеленга в угловых градусах.
Применение эффекта Доплера возможно и в радиомаячных системах, в которых с помощью вращающейся антенны или ряда неподвижных коммутируемых антенн фаза излучаемого сигнала модулируется, и параметры модуляции несут информацию об обратном пеленге объекта, извлекаемую при обработке сигнала, принимаемого приемоиндикатором на объекте.
На практике расстояние между отдельными элементами антенной системы выбирают равным 1/3 минимальной длины волны. Девиация частоты излучаемых доплеровским маяком колебаний позволяет повысить помехоустойчивость системы и уменьшить влияние на точность пеленгования отражений от местных предметов, изменением радиуса. Антенны радиопеленгатора на эффекте Доплера могут соответствовать требованиям широкоапертурных антенных систем при низких затратах (обеспечивать высокую защищенность и чувствительность).[3]
Выводы. Достоинствами метода Доплера являются: наличие всего одного канала, простота реализации, высокая точность и возможность реализации системы с высокой рабочей частотой. Недостаток метода Доплера заключается в необходимости затраты некоторого промежутка времени. Основной задачей доработки будет - уменьшение времени на определение пеленга путем применения современных технологий в изготовлении самих систем.
Библиографические ссылки
1. Rohde & Schwarz. Radiomonitoring& Radiolocation [Текст] - Catalog - 2011/2012
2. Сосулин Ю.Г. Теоретические основы радиолокации и радионавигации: учебное пособие для вузов [Текст] / Ю.Г. Сосулин - М.: Радио и связь, 1992. - 304 с.
3. Гришин Ю.П. Радиотехнические системы: учебное пособие для вузов [Текст] / Ю.П. Гришин - М.: Высшая Школа, 1990 - 496 с.
4. Финкельштейн М. И. Основы радиолокации: Учебник для вузов [Текст] / М.И. Фин-кельштейн - М.: Радио и связь,1983. - 536 с.
© Шмелев Ю. О, 2017
Рис. 2. Структурная схема одноканального доплеровского радиопеленгатора: Ан. - антенна; ЛТ - линейный тракт; Г - гетеродин; ОГ - опорный генератор; СМ - смеситель; КГ - кварцевый генератор; ЛЗ - линия задержки; ПФ - полосовой фильтр; ФОС- формирователь ортогональной системы; Х - перемножитель; УПФ - узкополосный полосовой фильтр; ИФ - измеритель фазы[4]
