2.2 Принцип дії частотного віддалеміра при багатоцільовій ситуації.

При наявності у зоні опромінення антени РЛС декількох об’єктів, які знаходяться на різних дальностях та які рухаються з різними швидкостями, на вхід приймача надходить спектр частот, складові якого визначаються дальностями та швидкостями об’єктів. Для виявлення об’єктів та вимірювання їх дальностей та швидкостей необхідно провести аналіз спектру частот сигналу, який приймається. Для аналізу використовують аналізатори спектру як паралельного так і послідовного типів.

Невзираючи на переваги паралельного аналізатора, яке заключається у швидкості вимірювання, у оглядуючих ЧМ-системах широко застосовуються послідовні аналізатори (рис.2.2).

Рис.2.2 Частотний віддалемір з аналізатором спектру послідовної дії

ГМН - генерато модулюючої напруги;

ЗМ - змішувач;

КФ – кварцевий фільтр;

ВП – виконуючий пристрій;

ФРЧ – фільт різницевої частоти.

Відомі поcлідовні аналізатори спектру с перебудовними та неперебудовними фільтрами. У частотних віддалемірах частіше використовують останні. При цьому фільтр настроєний на фіксовану частоту , а заданий діапазон частот биттяпослідовно продивляється (наприкладі, на екрані ЕПТ) за рахунок девіації частоти. Останні два випадки засновані на використанні вимоги

(2.7)

За допомогою схеми управління абоперіодично змінюються у межах, які забезпечують посллідовний аналіз усього заданного діапазона дальностей.

Переходячи до частотних систем с оглядом по дальності, необхідно разглянути деяки особливості спектру частот сигналу, який приймається.

Якщо час спостерігання значно перевищує період модуляції, то частотний спектр биття має дискретний характер. Частоти, які складають спектр биття кратні частоті модуляції, а їх амплітуди змінюються по закону огибаючої спектра одиночного пакету коливань, тривалість якого визначається значеннята часом затримки видбитого сигналу. Розглянемо, наприклад, спектри биття сигналу для віддалеміра з нелінійною ЧМ згідно з рис. 2.3 перетворений сигнал розбивається на дві групи дальностних частот биття (для спрощення будемо вважати доплеревське зміщення частоти відсутнім, тобто). Пакет биття на основній частотімає тривалість, на частоті- тривалість. Припускаючи, що для ЧМ-віддалеміра виконується вимогав усьому діапазоні зміни дальностей, можно обмежитися налізом основного спектра частот, так як більш високочастотні складові спектрапридушені ФНЧ. Оскільки пакети биття повторюються з частотою, спектр биття буде лінійчатим з з віддалю між лініями спектру равною, а огинаюча спектру матиме форму огинаючої спектру прямокутного імпулься тривалістютобто

(2.8)

Так як перші нулі функції розташовані у точкахто ширина основного лепестку огинаючої спектру (по нулям)

(2.9)

Ця величина і буде описувати можливітсь розділення спектрів двух зміщених по дальності об’єктів:

(2.10)

Із цього співвідношення можно знайти розрізнювальну ЧМ-віддалеміра відстань:

(2.11)

При вираз длявідповідає формулі :

(2.12)

Таким чином, розрізнювальна можливість ЧМ-віддалеміра визначається девіацією частоти тобто шириною спектру сигналу, що випромінюється, це повністю відповідає загальній теорії сигналів. Для дальномерів з симетричною ЧМ отримані результати зберігаються, але відліки дальності при тому ж значеннізнімають в два рази частіше.

Аналізатор спектру та індикатор можуть суттєво понизити розрізнювальну можливість (РМ), задану параметрами сигналу, що випромінюється. РМ по дальності знижується при виборі полоси фільтру більш ніж значення . Окрім того зуження полоси фільтру призводить к збільшенню часу аналізу при використанні послідовного аналізатора спектра.

Частотний метод дозволяє при малої пікової потужності сигналу, який випромінюється, отримати високу точність та РМ по дальності, дає можливість вимірювання малих дальностей. Переваги частотного методу особливо почутні при вимірюванні дальності та швидкості одного об’єкту на невеликих відстанях, що і визначило широке застосування частотних відалемірів для вимірювання висоти літальних та космічних апаратів над поверхнею Землі. У радіовисотомірах закон модуляції может відрізнятися від лінійного, що спрощує створення апаратури.