Реферат по предмету "Радиоэлектроника"


Как работает радиоизмеритель скорости

В настоящеевремя широко распространены автономные средства навигации ЛА. К их числупринадлежат и доплеровские измерители вектора скорости объекта. Наиболеераспространенные из них – доплеровские измерители путевой скорости и угла сносасамолета (ДИСС).
Под путевойскоростью ЛА обычно понимают горизонтальную проекцию его скорости относительноземной поверхности. Путевая скорость W связана с воздушной скоростью Vи скоростьюветра Uнавигационным треугольником, в котором угол  между векторамивоздушной и путевой скорости называется углом сноса, поскольку его причинойявляется ветер. Доплеровский измеритель позволяет непосредственно определитьпутевую скорость по спектру частот сигнала, отраженного земной поверхностью,основываясь на эффекте Доплера, заключающемся в изменении частоты отраженногоот объекта сигнала в зависимости от скорости движения этого объекта.
Пригоризонтальном полете летательного аппарата для обеспечения достаточно большойпроекции вектора скорости Wна направление облучения и для сохранения значительного отражения отповерхности в направлении ДИСС применяют наклонное облучение поверхности.
Еслиотражающие свойства поверхности в облучаемой площади примерно одинаковы, тоформа огибающей спектра частот отраженного сигнала определяется формой ДНАизмерителя в вертикальной плоскости. Максимальную мощность при этом имеетсигнал на средней частоте спектра, соответствующий направлению оси ДНА.
Для измеренияпутевой скорости ЛА необходимо найти среднюю частоту доплеровского спектра Wгоризонтален и составляет с осью ДНА угол  в горизонтальной и  в вертикальнойплоскостях, то:

Еслинаправление облучения совпадает с вектором W в горизонтальной плоскости, то угол  и приращение достигаетмаксимума:

Если известны  и W можно определить непосредственным измерением  с помощью частотомера.
Однолучевыерадиоизмерители скорости, однако, не находят применения из-за очень низкойточности измерения. Неточность эта вызвана, в первую очередь, неточностьюсовмещения оси ДНА с вектором Wиз-за погрешности измерения. Второй важной причинойпогрешностей измерения скорости однолучевым прибором является крен ЛА. Этапогрешность достигает 0.05% отклонения показаний прибора от истинной скоростина каждый градус крена летательного аппарата.
Погрешностькрена можно компенсировать за счет стабилизации антенны ЛА в горизонтальнойплоскости или введения поправок на крен при обработке данных в вычислительномустройстве. Однако это, естественно, приводит к усложнению и утяжелениювычислителя, не устраняя при этом органических недостатков однолучевого методаизмерений, к которым также относятся высокие требования к стабильности частотыизмеряемых колебаний.
Наиболееразумным способом увеличения точности измерения скорости является применениемноголучевых измерителей, излучающих в двух, трех или четырех направлениях.
Многолучевыеизмерители вектора скорости, основанные на эффекте Доплера, делятся насамолетные и вертолетные. В самолетных ДИСС измеряется продольная и поперечнаясоставляющие вектора скорости, тогда как в вертолетных системах измеряется ещеи вертикальная составляющая скорости. Кроме того, у самолетных ДИСС заранеенеизвестен знак вектора скорости, который может быть и нулевым в режимезависания. Отличаются максимальные значения измеряемых скоростей, высотный потолокизмерения – у самолетных систем они в десятки раз выше. Однако объем выходныхданных вертолетных измерителей больше из-за необходимости измерения полноговектора скорости. Вертолетные ДИСС применяются также для осуществления мягкойпосадки космических аппаратов, а самолетные – для управления крылатыми ракетамии экранопланами.

Рассмотримпринцип действия многолучевых ДИСС для горизонтального полета, при которомвектор W всегданаправлен вперед, а вертикальная составляющая скорости отсутствует. Чтобыпонять необходимость использования трех или четырех лучей, изучим сначаладвулучевые системы.
При измерениипутевой скорости и угла сноса антенная система поворачивается до совмещенияспектров сигналов на выходе каналов приемника, соответствующих двум лучамантенны. При этом ось симметрии лучей совмещена с вектором W, а угол между этой осью и осью самолетаравен углу сноса
Если приизмерении равенство частот  и  установлено неточно тоэто приводит к погрешности в определении угла сноса, однако почти в 30 разменьшей, чем у однолучевой системы. Однако погрешность из-за крена остаетсяпримерно такой же, как у однолучевой системы, то есть неоправданно высокой.
Точностьизмерения путевой скорости значительно повышается при использованиидвусторонних систем, имеющих лучи, направленные вперед и назад. Такоеконструктивное решение позволяет снизить погрешности измерения путевой скоростиеще в 3-5 раз. Однако погрешность измерения угла сноса остается почти такой же,как и у однолучевой системы.
Очевидно, чтоодновременное повышение точности измерения и угла сноса, и путевой скоростидает лишь применение в системе трех или четырех лучей.
Добившисьповоротом антенной системы равенства разностных частот, можно определить уголсноса по положению антенной системы относительно оси самолета, а путевую скорость– по измеренной разностной частоте.
Принеподвижной относительно оси самолета антенной системе значения Wи  находят путем решениянесложных уравнений с помощью вычислительного устройства.
Четырехлучеваясистема сочетает в себе достоинства продольной и поперечной двулучевых систем,заключающиеся в значительном уменьшении погрешностей из-за продольного ипоперечного кренов аппарата, поскольку их влияние практически компенсируетсяпри вычитании доплеровских смещений противоположно направленных лучей.Сохраняется высокая чувствительность к изменению доплеровского смещения приотклонении оси самолета в горизонтальной плоскости, что позволяет найти уголсноса или поперечную составляющую скорости с высокой точностью. Большимдостоинством системы также является снижение требований к кратковременнойстабильности частоты, поскольку взаимодействующие сигналы каналов приходятпримерно с равных расстояний и их временной сдвиг мал. Практически такие жерезультаты могут быть получены и при использовании в системе трех лучей.
Техническоепостроение же ДИСС в значительной степени зависит от выбранного режимаизлучения. В настоящее время применяются системы непрерывного излучения безмодуляции или с частотной модуляцией, а также системы с импульсным излучениеммалой и большой скважности.
Основнымдостоинством системы непрерывного излучения без модуляции являетсясосредоточенность спектра отраженного сигнала в пределах одной полосы частот,что обеспечивает наиболее полное использование энергии сигнала, а такжесравнительно простое устройство передатчика, приемника и индикатора. Недостатокэтой системы – очень высокий уровень модулированного по фазе и амплитуде шума,что ведет к снижению чувствительности приемника.
Для уменьшениявлияния шумов используют системы с частотной или импульсной модуляцией. Большеераспространение получила частотная модуляция.
Дляиспользования импульсного излучения применяют две разнесенные антенны на одномЛА. Такой метод утяжеляет и усложняет систему.
ИспользованиеДИСС, особенно в сочетании с такими навигационными приборами, как инерциальнаясистема навигации, датчик воздушной скорости, курсовертикаль,угломерно-дальномерная система ближней навигации, радиосистема дальнейнавигации, бортовая РЛС, позволяет значительно увеличить надежность и точностьуправления полетом, поэтому радиоизмеритель скорости стал неотъемлемымэлементом пилотажно-навигационных комплексов.

Библиография


1)    «Радиотехника».Учебник для ВУЗов.
2)   www.college.ru/physics/courses
3)   www.5ballov.ru
4)   www.referat.ru
5)   Осипов М. Л.«Радиотехника», 1995, вып. 3
6)   Бункин Б. В. идр. «Письма в ЖТФ»
7)   Ван Трис Г.«Теория обнаружения, оценок и модуляции»
8)   Тихонов В. И.«Оптимальный прием сигналов»
9)   Куликов Е. И.,Трифонов А. П. «Оценка параметров сигналов на фоне помех»


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Психологічні основи врахування типів темпераменту у молодшому шкільному віці під час навчально-виховного процесу
Реферат Линия производства варенных колбас из мяса птицы с расчетом вакуумного шприца КОМПО-ОПТИ 2000-01
Реферат Составление сметы затрат на производство и ценообразование
Реферат Новые технологии и общество будущего: тенденции и прогнозы
Реферат Методичні рекомендації по перевірці організаторської та технологічнох діяльності ТЕЧ
Реферат Управління вхідними і вихіними грошовими потоками їх характеристика. Планування грошовими потоками
Реферат "Классическая музыка"
Реферат Философия Н.А.Бердяева. Социально-политический аспект
Реферат Фразеологизмы в романе М.А.Шолохова "Поднятая Целина"
Реферат Методика проведения внеклассных мероприятий по профилактике детского дорожно-транспортного травматизма
Реферат Облік результатів внутрішньоаптечного контролю якості лікарських засобів Оцінка якості лікарськ
Реферат Формирование у детей старшего дошкольного возраста представлений о здоровом образе жизни
Реферат Дніпровський каскад позитиви та негативи
Реферат Экзаменационные билеты по предмету Теоретическая фонетика арабского языка
Реферат Economic Agricultural Statistics Essay Research Paper Essay