4. Методы радиодальнометрии

1. Фазовый метод

В зависимости от того, по какому параметру отраженного или ответного сигнала (по фазе, частоте или временному положению импульса) определяется его запаздывание относительно излучен­ного, различают фазовый, частотный и импульсный методы радиодально-

В фазовом методе генератор вы­сокой частоты ГВЧ (рис. 2.3) излу­чает немодулированное гармониче­ское колебание. Фаза этого зонди-

Ф ^а' рующего сигнала имеет мгновенное значение^I

где fо — частота излучаемого колебания, а ф₀ — начальная фаза. Тогда мгновенная фаза ср₂ отраженного сигнала будет запазды­вать на время t_a = 2r/c, где г — дальность отражающего объекта. Поэтому

Здесь для упрощения предполагается, что при отражении зонди­рующего сигнала от объекта его фаза не изменяется.

Отраженный сигнал поступает на приемную антенну, затем в резонансный усилитель РУ и с него на фазометр ФМ, на который поступает и зондирующий сигнал. Фазометр измеряет разность ф фаз излучаемого и отраженного сигналов:

которая пропорциональна дальности отражающего объекта.

Следовательно, искомая дальность и показания фазометра можно проградуировать непосредственно в единицах расстояния.

Система, реализующая фазовый метод радиодальнометрии, на­зывается фазовым радиодальномером. Рассмотрим его некоторые характеристики.

Поскольку фазометр может однозначно измерять разность фаз в пределах до 2я, то максимальная дальность действия такого дальномера, определяемая из условия однозначного определения дальности^II, составляет , т. е. всего только половину используемой длины волны.

Абсолютная погрешность измерения дальности вследствие не­точности измерения разности фаз Лф составляет

и может быть сделана сколь угодно малой за счет уменьшения дли­ны волны. Но при этом пропорционально сокращается и макси­мальная дальность. Относительная погрешность измерения даль­ности

определяется относительной инструментальной погрешностью ра­боты фазометра.

Легко видеть, что если на пути распространения излученной электромагнитной волны встретится не один отражающий объект, а хотя бы два, то от каждого из них на радиодальномер придет отраженный сигнал с разностью фаз, определяемой дальностью до этого объекта, и амплитудой, зависящей от дальности и пло­щади его отражающей поверхности. Два сигнала, отраженные от указанных объектов, сложатся и образуют некоторый результи­рующий сигнал, фаза которого будет сложной функцией фаз и ам­плитуд слагаемых. Амплитуды последних заранее неизвестны к могут считаться случайными, что и обеспечивает случайность фа­зы результирующего сигнала. Фазометр дальномера будет изме­рять разность фаз этого результирующего и зондирующего сигна­лов, которая весьма сложным и случайным образом зависит от дальностей и эффективных отражающих поверхностей объектов. При этом фазовый дальномер будет измерять дальность до неко­торого несуществующего объекта, которая пропорциональна ука­занной разности фаз результирующего и зондирующего сигналов: Таким образом, при наличии уже двух отражающих объектов по­казание фазового радиодальномера единственно и к тому же оши­бочно. Следовательно, рассматриваемый фазовый радиодальномер может измерять дальность только до одного объекта, т. е. не об­ладает способностью определять дальности до двух и более раз­несенных объектов или, как говорят, не обладает разрешающей способностью по дальности.