ЧАСТОТНЫЙ СЛЕДЯЩИЙ РАДИОВЫСОТОМЕР

Рассматриваемые в данной главе РТУ относятся к классу радиовысотомеров (РВ) малых высот и предназначены для измерения текущей высоты Н до находящейся под объектом отражающей поверхности. Такие РВ используются при посадке ЛА, контроле высоты судна на воздушной подушке и в других подобных ситуациях.

При проектировании частотных следящих РВ следует учитывать следующие их особенности:

1. Непрерывный характер излучаемого на частоте f_изл, а следовательно и отраженного, имеющего частоту f_прм сигналов, и модуляцию частоты f_изл по несимметричному пилообразному закону (рис. 2.1).

Рис. 2.1

Такой вид модуляции обычно называют несимметричной линейной частотной модуляцией (НСЛЧМ). При непрерывном сигнале обязательно применение в РВ отдельных передающей и приемной антенн и принятие мер по предотвращению проникновения в приемный тракт сигнала передатчика.

2. Информация о высоте Н содержится в частоте биений F_δ1 (рис. 2.1, б), а сигнал с частотой F_δ2 отфильтровывается при обработке. Сигнал биений, т.е. сигнал с частотой |f_изл- f_прм |, называется преобразованным сигналом. В рассматриваемом РВ с НСЛЧМ считают, что частота биений F_δ1=F_δ и индекс «1» при ее обозначении опускают. В общем случае ([1], §5.12)

, (2.1)

где масштабный коэффициент по частоте, имеющий размерность м/Гц, равен

. (2.2)

В последней формуле Δf_д – девиация частоты при частотной модуляции (см. рис. 2.1, а).

3. Слежение по высоте осуществляется путем такого изменения периода модуляции Т_м, при котором на любой высоте частота биений поддерживается постоянной и равной F_δ = F₀. При этом информативным параметром является Т_м и высота определяется из соотношения

, (2.3)

где масштабный коэффициент по периоду, имеющий размерность м/с, равен

. (2.4)

Во всех частотных дальномерах должно выполняться условие

Т_{м min} >> t_{н max} , (2.5)

где Т_{м min} – минимальное значение периода модуляции, а - время запаздывания отраженного сигнала при максимальной измеряемой высоте Н_max. При этом увеличивается доля полезного сигнала с частотой F_δ1 в периоде Т_м преобразованного сигнала (см. рис. 2.1,б), что приводит к приближению расчетного значения F_δ1, определяемого соотношением (2.1), к среднему значению частоты биений, измеряемому в РВ, и повышению точности РВ.

4. Режиму измерения должен предшествовать режим поиска сигнала по высоте (по частоте биений). Цель этого режима заключается в совмещении спектра преобразованного сигнала с полосой фильтра, выделяющего сигнал с частотой F₀.

5. Принимаемый сигнал формируется при отражении зондирующего сигнала от участка подстилающей поверхности, выделяемого диаграммой направленности антенны (ДНА). При любом типе отражающей поверхности (кроме зеркально-отражающей) отраженный сигнал является случайным.

Типовое задание на проектирование частотного следящего РВ (КП-32) приведено в Приложении П 2.