CC BY
13
Согласно рис.6 ошибка определения азимута максимальна, когда пункты А и Б имеют положения 1 и 2.
Эту ошибку можно оценить из выражения
30
А а = arctg--(2)
30000' 1 '
где 30 м - удвоенная ошибка позиционирования по данным одночастотного приёмника СРИС, 30000 м -минимальное расстояние между антеннами РРЛ.
Из (2) получим Да<0,001 рад. (0,057°), а ширина главного лепестка ДН антенн значительно больше и составляет Г-4°, т.е. 0,0175-0,0699 радиан.
При расчётах углов ориентаций главных лепестков ДН антенн в вертикальной плоскости используется разность высот антенн. В этом случае не требуется точное определение абсолютных высот антенн с калибровкой альтиметров по данным приёмников СРНС, так как разность высот альтиметром измеряют с достаточно высокой точностью, которая по данным производителей составляет ± 3 м. Тогда абсолютные погрешности определения углов места можно оценить по формуле
Aß
dß
Aß =
dl
Откуда получаем {hl — h2)
AU
dß
d(h\-h2)
{hl-hlf+l2
AÎ +
l
■A{h\-h2) (3)
■ (Ahl + Ahl) И)
(Л1-Л2 )2+12
Согласно (4) верхняя граница абсолютной погрешности определения углов места для разности высот 1000 м составляет 0,000216426 рад. (0,0124°), что существенно меньше, чем по азимуту. При уменьшении этих раз-
ностей погрешность определения углов места уменьшается.
При уменьшении расстояний между антеннами ошибки ориентации антенн по рассмотренной выше методике растут, но остаются в пределах, достаточных для надёжного приёма. Так, для расстояния 5 км ошибка ориентации по азимуту составляет 0,006 рад. (0,34°), по углу места — 0,00173 рад, (0,01°).
Заключение
Таким образом, инструментальной точности приёмника СРНС и электронного барометрического датчика высоты достаточно для грубой юстировки узконаправленных антенн современных РРЛ. В результате такой юстировки главный лепесток ДН одной антенны попадает в зону действия главного лепестка ДН другой антенны, что позволит осуществить точную юстировку антенн в пространстве по максимуму принимаемого сигнала.
Применение предложенной методики позволит существенно сократить время решения задачи ориентации узконаправленных антенн, эту задачу целесообразно решать с использованием двух приемников СРНС с альтиметрами, расположенных в приемо-передающих пунктах, и средств автономной мобильной радиосвязи.
Библиографический список
1. Радиорэлейные и спутниковые системы передачи / Под ред. A.C. Немировского. - М. Радио и связь, - 1986.- 392 с.
2. Аппаратура цифровых радиорелейных станций МИК-РЛ7...18Р и МИК-РЛ23...40Р. Техническое описание. НПФ «Ми-кран» г. Томск.
Статья прнята к публикации 21.05.07
В.А.Голдзицкий
Предварительный анализ структуры электромагнитного поля ОНЧ-колебаний
В работе [1] рассмотрен дифференциальный метод исследования случайных процессов. Метод продемонстрирован на примере обработки записей временных вариаций амплитуд радиосигналов, регистрируемых с целью мониторинга сейсмической активности в полосе частот 2 - 50,9 кГц (ОНИ диапазон). Сущность метода заключается в обработке сигнала, зарегистрированного на выходе приемника, адаптивным фильтром, в котором в качестве образцового сигнала используется суточный фрагмент, взятый из массива обрабатываемых данных. В процессе обработки суточного отрезка входных данных адаптивным фильтром получается сигнал ошибки, который на следующем этапе обработки подвергается
спектральному анализу методом быстрого преобразования Фурье. После этих процедур мы получаем спектрограммы, которые и являются динамической оценкой, изменяющихся во времени параметров исследуемого процесса.
Целью настоящей работы является анализ наблюдаемых особенностей спектрограмм, полученных в результате обработки экспериментальных данных.
Пример такой спектрограммы показан на рис. 1.
Эта спектрограмма получена в результате обработки суточного фрагмента экспериментальной записи за 30 июня 2005 г. с применением вышеописанных процедур. Нами обработан массив данных, записанных в период с 27 июня по 2 сентября
Ю- Н^
Рис.1. Спектрограмма
2005 г. Спектрограммы, получаемые при обработке массива данных, обладают большим многообразием, их вид меняется от суток к суткам. Прежде всего, характеризуя полученные спектрограммы, следует отметить их линейчатую структуру, что свидетельствует о периодически повторяющихся процессах, происходящих во временных структурах, которые мы изучаем.
Спектральные линии, как и на рис.1, возникают на определенных частотах. Количество линий, наблюдаемых в отдельные дни, изменяется, иногда можно наблюдать до десятка линий, изменяется их интенсивность, отдельные линии могут исчезать и появляться вновь, но частоты, на которых они фиксируются, постоянны. Ряд наиболее часто встречающихся дискретных частот для обработанного нами массива данных приведен в таблице 1, где показаны и соответствующие этим частотам периоды колебаний.
Наиболее часто встречаются пики на частоте, имеющей суточный период колебаний - 25,6 часа. Это и неудивительно, так как суточные колебания хорошо видны на исходных данных.
Наблюдаемые частоты не являются кратными величинами, их изменение не связано друг с другом, на этом основании можно сделать вывод, что наблюдаемые частотные компоненты порождаются
некоррелированными процессами.
С целью дальнейшего анализа полученной совокупности спектрограмм нами сняты максимальные значения спектральных амплитуд частотных составляющих для частот, отмеченных в таблице 1, и построены графики поведения частотных составляющих спектров во времени. Каждая из частотных составляющих, воспроизведенных на графике, представляется одной точкой за сутки. Конечно, это не
Таблица 1
Ряд наиболее часто встречающихся дискретных частот
Частота, Гц-10"6 5,43 10,83 27,2 43,5 50,0 59,7 70,6 86,9 130,0
Период, часы 51,4 25,6 10,2 6,4 5,5 4,6 3,9 3,2 2,1
Следует отметить, что при смене образцового сигнала номиналы частот, на которых наблюдаются пики, получаются другие, но различие в частотах невелико, и их поведение подобно поведению частотных составляющих, получаемых при предыдущем образце. Факт различия частот можно объяснить тем, что при использовании дифференциального метода обработки частота отсчитывается не от нулевого значения, а относительно какого-то значения, характерного для применяемого образца. Другими словами, мы здесь получаем смещенную оценку частоты составляющих спектра.
дает полной картины изменения частот, период которых составляет меньше суток, но полученный график является достаточно информативным. График показывает, что частоты ведут себя независимо. Фазы представленных колебаний изменяются таким образом, что в одни моменты времени фазы различных частотных составляющих могут совпадать, а в другие моменты времени фазы имеют хаотический разброс. Описанное поведение фаз отдельных частотных составляющих отчетливо прослеживается на приведенном графике, рис.2.
Это дает нам основание утверждать, что принимаемый сигнал образуется совокупностью
—в—(=5,43Е-6 --»-^=1,083Е-5 -*-Т=2,72Е-5 —Ж—(=4,35Е-5 -*-(=5,0Е-5 —I—f=5,97E-5 -в-^=7,06Е-5 -~йг- f=8,69E-5 --»-Е=1.3Е-4
Рис. 2. Значения амплитуд для частот, отмеченных в таблице с 27 июня по 13 июля
отдельных волн, приходящих в точку расположения приемной антенны от различных независимых источников.
Фактически это означает, что поле электромагнитной волны, улавливаемое приемной антенной, имеет сложное внутреннее строение, тонкую структуру которого можно увидеть, применяя предлагаемый метод обработки.
Подтверждением высказанного предположения о сложном характере поля электромагнитной волны в точке измерения служит рис.3, на котором изображено
поведение среднечасовых значений интенсивности экспериментального сигнала (верхняя часть рисунка) и зависимости изменения фаз частотных составляющих, полученных в результате обработки этого сигнала по предлагаемой нами методике.
Рисунок подтверждает высказанное предположение. Действительно, при соответствующей фазировке отдельных частотных составляющих наблюдается рост амплитуды регистрируемого сигнала.
В результате обработки экспериментальных записей с помощью адаптивного фильтра получены спектро-
3 8
время, (сутки)
ИЮЛ ИЮЛ ИЮЛ июл июл июл и юл июл июл июл июл июл июл июл июл
время, (сутки)
Рис.3. Фазировка частотных составляющих относительно экспериментального сигнала
граммы, на которых в низкочастотной части выделяется ряд дискретных частотных составляющих. Эти частотные составляющие идентифицируются как принадлежащие отдельным волнам, обнаружить которые в составе сигнала удалось благодаря применению дифференциального метода, повышающего разрешающую способность по частоте.
Библиографический список
1. Голдзицкий В.А., Засенко В.Е. Дифференциальный метод исследования случайных процессов II Вестник ИрГТУ. 2007.- № 2.-
2. Бардаков В.М., Вугмейстер Б.О., Петров A.B., Храмцов А.А, Возбуждение ОНЧ-сигналов при подготовке землетрясения. Препринт. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ. - 2004. - 16 с.
Статья принята к публикации 21.05,07
Д.П.Громов
Экспериментальная реализация способа управления двухлучевой диаграммой направленности активной фа-зированной антенной решётки__
Введение. В настоящее время вопросу разработки многолучевых активных фазированных антенных решеток уделяется большое значение, Наибольший интерес при этом представляет разработка электронной системы фазирования независимых лучей в пространстве)!],
Актуальным, с точки зрения независимого управление многолучевой диаграммой направленности, является метод дифракционного сканирования [2]. При реализации этого метода управление фазой в тракте каждого излучателя осуществляется в результате изменения фазы гетеродинного колебания, формируемого специальным образом. Создавая необходимое количество гетеродинных колебаний, можно обеспечить формирование заданного количества независимых лучей, В статье предлагается экспериментальная реализация способа управления двулучевой диаграммой направленности активной фазированной антенной решетки.
На рисунке 1 показан принцип управления лучами для двулучевой антенной решётки, сканирование в которой производится с помощью управляющих смесителей. Поворот лучей определяется амплитудно-фазовым рас-
пределением в плоскости решётки. На гетеродинный вход смесителей подаётся информация о фазе для каждого луча на своей частоте. Значения фаз гетеродинных колебаний линейно изменяются на величину Лср по мере роста номера смесителя, Одновременно на второй вход смесителей подаются колебания на промежуточной частоте, фаза которых является постоянной во времени. На выходе смесителей образуются колебания, фаза каждого из которых определяет угол поворота фазовой плоскости для каждого луча в раскрыве антенного полотна, При этом закон фазового распределения полезного сигнала совпадает с законом фазового распределения управляющего сигнала.
На рис. 2 показана структурная схема активной фазированной антенной решётки, все элементы которой сфазированы гетеродинными колебаниями таким образом, что обеспечивают отклонение фазовой плоскости каждого луча в раскрыве решётки на требуемый угол [3], На формирующий смеситель поступают частоты с опорного генератора, имеющего постоянную частоту, и с генератора плавного диапазона. В результате чего на
со..,, ю,
CMN
со, а.
СО,,,,,
ы>,.
о со,,.,„
Сйл„/ф,+д<р,л со^/ф^иДф^
Рис. I Схема принципа управления лучами
