Курсовая работа: Радиолокация как научно-техническое направление в радиотехнике
Как мы отмечали в начале этого занятия, создателям радиолокаторов пришлось отказаться от использования непрерывного излучения, так как было сложно измерить дальность. И эта трудность многократно увеличивалась, когда в зону облучения попадало несколько целей.
Но существуют задачи, когда в зону облучения радиолокационной установки может попасть только один единственный объект. Это задача определения высоты летательного аппарата относительно поверхности земли, а также возникшая в последние полвека задача радиолокационного обеспечения сближения и стыковки космических аппаратов. Для решения этих задач используется обычно непрерывное излучение.
Существует два метода измерения дальности при непрерывном излучении: частотный и фазовый. О фазовом мы немного говорили при изучении истории радионавигации, теперь познакомимся с частотным. Для этого надо излучать такой сигнал, чтобы каждому моменту времени соответствовало свое значение частоты.
Пусть излучается сигнал, частота которого линейно изменяется со временем
 |
Отраженный от объекта сигнал задержан относительно излученного на время распространения сигнала до объекта и обратно. Поэтому частота принимаемого сигнала будет отличаться от частоты излучаемого в момент приема сигнала на величину Df(см. рисунок), которая пропорциональна задержке отраженного сигнала. Остается измерить разностную частоту и проградуировать шкалу частотомера в единицах измерения расстояния.
На практике нельзя линейно изменять частоту сколь угодно долго, и поэтому используют периодическое изменение частоты (по гармоническому или треугольному законам) с достаточно большим периодом. Впервые такой метод был реализован в альтиметре Ю. Бентли, заявленном в 1928 г. и запатентованном в 1935 г. В самолетных высотомерах малых высот (до 1000 м) часто используется ЧМ колебание с треугольным законом изменения частоты.
Разносная частота F не будет все время постоянной. На участках, когда частота излученного (прямого) и отраженного сигналов изменяются противоположно, разностная частота будет меньше F. Но так как период модуляции Т много больше времени задержки t1 , то этот участок кратковременный, и к заметной ошибке в измерении высоты не приводит.
На рисунке выше показан принцип построения высотомера с ЧМ излучением.
Под крыльями самолета установлены антенны: одна передающая, другая приемная. Они разнесены и разделены корпусом самолета, чтобы уменьшить прямое прохождение излученного сигнала в приемник. В приемнике смешиваются принятый сигнал и ослабленный сигнал от передатчика. В результате смешения (а это нелинейное преобразование сигналов) выделяется сигнал разностной частоты. Индикатор высоты представляет собой стрелочный прибор. Шкала его проградуирована в метрах, хотя он измеряет частоту разностного сигнала.
Заключение
Радиолокация представляет собой средство расширения возможностей человека определять наличие и положение объектов за счет использования явлений отражения радиоволн этими объектами. Ее ближайшим конкурентом при выполнении этих функций является оптическая техника, включающая телескопы, которые обладают высокой точностью и обычно имеют фотографические регистрирующие устройства. Преимущество радиолокационных средств по сравнению с оптическими состоит в том, что радиолокационные устройства могут работать в темноте и сквозь облака, обладают большой дальностью действия и позволяют определять дальность до объекта со значительно большей точностью, нежели оптические устройства. Хотя световые волны также являются электромагнитными, но в радиолокации частота их намного ниже. Это позволяет применять радиотехнические методы и схемы.
Развитие радиолокации явилось важной частью технической революции двадцатого века. Военная техника, использующая принципы радиолокации, впервые была создана перед самым началом второй мировой войны; с этого времени наблюдается быстрый и непрерывный прогресс в указанной области.
Практические применения радиолокации в настоящее время отличаются большим разнообразием. Некоторые из наиболее важных задач радиолокации связаны с ее применением в военной технике; сюда относится обзор пространства и обнаружение самолетов противника и наземных подвижных объектов, обеспечение данных для управления орудийным огнем, а также данных для управления ракетами в полете. Кроме того, радиолокацио?