Главная | Обратная связь

Принцип измерения расстояния

Факультет Технической Кибернетики

Кафедра Информационно-Измерительных Технологий

Реферат по дисциплине Основы радиотехники

Студентка:	Матина Е.А.
Группа:	3085/2
Преподаватель:	Лавров А.П.
Санкт-Петербург

 

§ 8.2 Принцип обнаружения и определения параметров
движущихся объектов радиотехническими методами

 

Обнаружение

 

Обнаружение объекта радиотехническими методами заключается в установлении факта наличия радиосигналов этого объекта. Трудность задачи обычно состоит в том, что принимаемый сигнал сопровождается помехами. Помехи могут быть внешними, создаваемыми станциями помех противника, промышленными установками, излучаемыми небесными телами, атмосферой, земной поверхностью. Внутренние помехи (шумы приемника) создаются в процессе усиления слабых сигналов. Поэтому слабые сигналы можно обнаружить лишь с определенной вероятностью.

Чтобы повысить вероятность обнаружения сигнала, нужно увеличивать количество принимаемой энергии этого сигнала. Эффект обнаружения определяется отношением сигнал/шум. Отношение сигнал/шум – это отношение принятой энергии сигнала за время его наблюдения к энергии шума за этот же интервал времени. Для улучшения этого отношения стремятся увеличивать энергию полезного сигнала, повышая мощность передатчика в активной системе или увеличивая время, в течение которого эта энергия накапливается.

Если система накапливает сигнал за время , то энергию шума можно выразить через его мощность: . С другой стороны известно, что полоса пропускания такой системы

. (8.1)

Часто мощность гармонических составляющих шума бывает равномерно распределена в пределах полосы и характеризуется тогда спектральной плоскостью – мощностью шума на единицу полосы пропускания системы (в Вт/Гц). Тогда можем записать

. (8.2)

В результате мы приходим к другому определению отношения сигнал/шум: это отношение энергии принятого сигнала к спектральной плотности шума .

Таким образом, для повышения вероятности наблюдения одновременно с повышением энергии полезного сигнала нужно снижать спектральную мощность шума. Для этого следует применять малошумящие устройства (усилители), выбирать диапазоны радиоволн, где меньше сказываются внешние помехи, использовать остронаправленные антенны, по возможности исключающие прием сторонних источников излучения.

 

Принцип измерения расстояния

Этот принцип основан на прямолинейности и постоянстве скорости распространения радиоволн. С большой степенью точности скорость распространения можно считать равной с = 300 000 км/сек. Значит, измерив время , за которое сигнал проходит расстояние от приемо-передатчика до объекта и обратно, получим:

. (8.3)

Полезно запомнить такие соотношения: время распространения = 1 мкс соответствует расстоянию R = 150 м; расстоянию R = 1 км соответствует время = 6,7 мксек.

Однако, измерив расстояние, мы ещё не устанавливаем местоположение объекта, а лишь определяем некоторую поверхность, на которой находится цель – поверхность положений цели. При измерении дальности поверхностью положения является сфера радиусом R с центром в точке расположения приемо-передатчика. Если к тому же известно, что цель находится в плоскости горизонта, то измеренному значению соответствует линия положения в виде окружности радиуса R.

 

Рис. 8.1. Суммарно-дальномерная (а) и разностно-дальномерная (б) системы.

 

Приемник и передатчик радиолокационной системы могут быть разнесены (рис. 8.1, а). В этом случае измеренный интервал времени соответствует сумме расстояний от объекта до приемного (ПРМ) и передающего (Г) пунктов . Если , то . Это выражение определяет в пространстве поверхность положения в виде эллипсоида вращения или линию положения – эллипс – на земной поверхности (рис. 8.2, а). Пункты расположения приемника и передатчика являются фокусами эллипсоида. Такая радиолокационная система называется суммарно-дальномерной.

Можно построить и систему, в которой излучения объекта принимаются двумя разнесенными пассивными РЛС и измеряется разность прихода сигналов (рис. 8.1, б). Такая разностно-дальномерная система измеряет разность расстояний между объектом и пунктами приема. Фиксированному значению соответствует и фиксированная разность . В этом случае поверхность положения, определяемая уравнением , представляет собой гиперболоид вращения, а линия положения – гиперболу (рис. 8.2, б).

Рис. 8.2. Линии положения суммарно-дальномерной (а) и разностно-дальномерной (б) систем