PL54810B1 - - Google Patents

Description

Sygnal taki moznaby wytworzyc w wyniku ideal¬ nej modulacji jednowstegowej sygnalu nadajnika badanego radaru przyjmujac czestotliwosc sygnalu modulujacego równa pozadanej czestotliwosci dople- 20 rowskiej. W praktycznym ukladzie modulacji jedno- wstegowej uzyskany sygnal „symulujacy" oprócz pozadanej skladowej posiada takze czesciowo stlu¬ miona fale nosna oraz druga wstege boczna. Tlumie¬ nia tych skladowych nie mozna powiekszyc w wy- 25 niku filtracji. Poziom ich zalezy jedynie od stopnia zrównowazenia ukladu modulujacego. Znaczne ich stlumienie sprawia w praktyce wiele trudnosci i wy¬ maga stosowania zlozonych ukladów modulacji.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu symu- so 2 lacji sygnalu odbieranego, który umozliwia wytwo¬ rzenie w bardzo prostym ukladzie sygnalu innego niz sygnal odbierany, lecz dajacego w radarze iden¬ tyczny wynik koncowy. Zasada takiej symulacji syg¬ nalu odbieranego zostanie wyjasniona na przykladzie najprostszego radaru o fali ciaglej, w którym czesto¬ tliwosc doplerowska wyodrebniona jest na wyjsciu pierwszego mieszacza.Istota sposobu wedlug wynalazku jest wytwarza¬ nie sygnalu symulujacego w wyniku sinusoidalnej modulacji fazy sygnalu nadajnika badanego radaru z czestotliwoscia równa pozadanej czestotliwosci do¬ plerowskiej i ze znana dewiacja fazy znacznie mniejsza od jednosci oraz w wyniku przesuniecia w fazie tak uzyskanego sygnalu srednio o okolo £ wzgledem sygnalu nadajnika podawanego jednocze¬ snie do mieszacza radaru przy czym to przesuniecie fazy ustawione jest na maksimum sygnalu powstaja¬ cego na wyjsciu tego mieszacza.Przedmiot wynalazku wyjasnia rysunek, na któ¬ rym fig. 1 przedstawia sposób powstawania sygnalu wypadkowego na wejsciu mieszacza przy odbiorze sygnalu, fig. 2 — sposób powstawania sygnalu wy¬ padkowego na wejsciu mieszacza przy podaniu sy¬ gnalu symulujacego, fig. 3 — budowe urzadzenia do wytwarzania sygnalu symulujacego wykonanego na falowodach, fig. 4 — budowe glowicy moduluja¬ cej w fazie.Sposób wydzielania sygnalu o czestotliwosci do- 548103 54810 4 plerowskiej w najprostszym radarze o fali ciaglej mozna wyjasnic nastepujaco: Na mieszacz podawane jest jednoczesnie napiecie sygnalu pochodzacego wprost z nadajnika radaru Un oraz napiecie sygnalu odbieranego U0 przy czym UQ <^ Un. Obwiednia na¬ piecia wypadkowego Uwy zmienia sie wówczas sinu¬ soidalnie z czestotliwoscia róznicowa sygnalów skla¬ dowych. Amplituda zmian tej obwiedni równa jest amplitudzie sygnalu odbieranego, czestotliwosc na¬ tomiast równa jest czestotliwosci doplerowskiej od¬ bieranego sygnalu. Zmiany obwiedni sygnalu wypad¬ kowego przeksztalcane sa na wyjsciu mieszacza w napiecie sinusoidalne o amplitudzie proporcjonal¬ nej do amplitudy zmian obwiedni i o czestotliwosci równej czestotliwosci tych zmian.Identyczne zmiany obwiedni sygnalu wypadkowe¬ go na wejsciu mieszacza mozna uzyskac, jesli w miejs¬ ce sygaahf odbieranego o czestotliwosci nieznacz¬ nie rózniacej sie od czestotliwosci nadajnika podany zostanie sygnal symulujacy o czestotliwosci doklad¬ nie równej czestotliwosci nadajnika zmodulowany w fazie sinusoidalnie z dewiacja fazy Aq znacznie mniejsza od jednosci. Sposób powstawania wówczas sygnalu wypadkowego pokazany jest na fig.2. Jesli amplituda sygnalu symulujacego Us jest znacznie mniejsza od amplitudy napiecia podawanego z na¬ dajnika Un, wypadkowy sygnal posiada wówczas obwiednie zmieniajaca sie sinusoidalnie z czesto¬ tliwoscia modulacji sygnalu symulujacego. Amplitu¬ da zmian obwiedni zalezy od amplitudy sygnalu sy¬ mulujacego Us, dewiacji fazy tego sygnalu A od sredniej róznicy faz cp0 sygnalu symulujacego i sygnalu nadajnika. Maksymalna amplituda zmian obwiedni wystapi dla cp0 równego w przyblizeniu. ?o^ 2~±k7r k = 0, 1, 2,... i wynosi Us A Jesli czestotliwosc modulacji równa bedzie poza¬ danej czestotliwosci doplerowskiej, obwiednia wy¬ padkowego sygnalu zmieniac sie bedzie identycznie, jak w przypadku dostarczenia domieszacza sygnalu odbieranego w realnych warunkach. Dokladna war¬ tosc czestotliwosci modulujacej latwo wówczas za¬ pewnic, amplitude zmian obwiedni mozna natomiast kontrolowac, jesli znana jest amplituda sygnalu sy¬ mulujacego oraz dewiacja fazy. Konieczne jest jednak dodatkowo zachowanie stalej róznicy fazy cp0 miedzy sygnalami podawanymi na mieszacz, najlepiej rów¬ nej w przyblizeniu ^ , przy której wystepuje ma¬ ksymalna zmiana obwiedni sygnalu wypadkowego.Urzadzenie wykonane na elementach falowodo¬ wych umozliwiajace wytworzenie sygnalu symuluja¬ cego o podanych wyzej wlasciwosciach sklada sie z glowicy modulujacej 1, sprzegacza kierunkowego 2 o duzej kierunkowosci, przesuwnika fazy 3 i tlu¬ mika skalowanego 4, Przesuwnik fazy, sprzegacz i tlumik sa "typowymi elementami uzywanymi w technice. Budowa glowicy modulujacej 1 jest naste¬ pujaca. Na koncu falowodu 8 umieszczona jest mem¬ brana 9, pobudzana do drgan sinusoidalnych spola¬ ryzowanym elektromagnesem 10 zasilanym na za¬ ciskach 7 sinusoidalnie zmiennym napieciem. Ampli¬ tuda drgan membrany zalezy od napiecia przylozo¬ nego do uzwojenia elektromagnesu, czestotliwosc drgan natomiast równa jest czestotliwosci tego na¬ piecia.Zasada pracy tego urzadzenia jest nastepujaca. 5 Sygnal nadajnika badanego radaru podawany jest na wejscie 6 urzadzenia. Po przejsciu przez tlumik 4, przesuwnik fazy 3r sprzegacz kierunkowy 2, sy¬ gnal ten dochodzi do glowicy modulujacej 1. Ozna¬ czono to na fig. 3 strzalkami ciaglymi. (Duza kierun- kowosc sprzegacza uniemozliwia przedostanie sie sygnalu nadajnika na wyjscie 5.) W glowicy modu¬ lujacej sygnal ten odbija sie od membrany umiesz¬ czonej na koncu falowodu. W wyniku drgan tej mem¬ brany sygnal odbity modulowany jest w fazie z czes¬ totliwoscia równa czestotliwosci drgan membrany i z dewiacja fazy równa.A9=4n*! ¦ Xf gdzie Ai oznacza amplitude drgan membrany, Xf — dlugosc fali nadajnika mierzona w falo¬ wodzie Odbity sygnal wraca do sprzegacza kierunkowego 2, gdzie rozdziela sie dochodzac do wyjscia 5 oraz poprzez przesuwnik fazy 3 i tlumik 4 do wejscia 6. Oznaczono to na fig. 3 strzalkami przerywanymi.Sygnal z wyjscia 5 moze byc wykorzystany w przy¬ padku, gdy badany radar posiada oddzielne anteny do nadawania i do odbioru, sygnal z wejscia 6 na¬ tomiast, gdy radar posiada jedna antene. Oba syg¬ naly wyjsciowe maja te sama czestotliwosc co sygnal nadajnika i sa zmodulowane z ta sama de¬ wiacja fazy. Srednia faza tych sygnalów moze byc zmieniana w stosunku do fazy sygnalu nadajnika za pomoca przesuwnika fazy az do uzyskania maksy¬ malnych zmian obwiedni sygnalu wypadkowego na wejsciu mieszacza. Amplitudy sygnalów wyjscio¬ wych mozna okreslic w odniesieniu do amplitudy sygnalu nadajnika na podstawie wskazan tlumika skalowanego oraz znajomosci tlumienia glowicy mo¬ dulujacej i wielkosci sprzezenia sprzegacza kierun¬ kowego. Dewiacje fazy tych sygnalów mozna wyzna¬ czyc na podstawie znajomosci amplitudy drgan membrany mierzac amplitude napiecia przylozonego do uzwojenia elektromagnesu (po uprzednim prze- cechowaniu glowicy modulujacej) oraz znajac dlu¬ gosc fali nadajnika badanego radaru mierzona w fa¬ lowodzie. Czestotliwosc modulacji mozna okreslic mierzac czestotliwosc napiecia przykladanego do uz¬ wojen elektromagnesu.Omówiony powyzej sposób symulacji sygnalu od¬ bieranego moze byc wykorzystany nie tylko w naj¬ prostszych radarach o fali ciaglej, w których czes¬ totliwosc doplerowska wyodrebniona jest na wyjsciu mieszacza mikrofalowego. Mozna go wykorzystac takze w innych rodzajach radarów doplerowskich na przyklad w radarach o'.tali ciaglej, w których sygnal odbierany wzmacniany jest na duzej czesto- tliwoici posredniej lub w radarach pracujacych im¬ pulsowo. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1, Sposób symulacji sygnalu odbieranego w rada¬ rach doplerowskich wykorzystujacy modulacje sygnalu nadajnika badanego radaru znamienny 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6054810 tymr ze sygnal symulujacy podawany na wejscie mieszacza radaru otrzymuje sie w wyniku sinu¬ soidalnej modulacji fazy z czestotliwoscia równa pozadanej czestotliwosci doplerowskiej i ze znana dewiacja fazy znacznie mniejsza oeh*Jednosci, oraz 5 w wyniku przesuniecia w fazie wzgledem sygnalu nadajnika dochodzacego do tego mieszacza sred¬ nio o ~ n- , przy czym to przesuniecie fazy usta¬ wiane jest na maksimum sygnalu powstajacego 10 na wyjsciu mieszacza. 2. Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1 znamienne tym, ze sklada sie z polaczonych lancuchowo glowicy (1) modulujacej w fazie syg¬ nal nadajnika, przesuwnika fazy 3, umozliwiaja- 15 cego dobranie pozadanego przesuniecia fazy mie- 6 dzy sygnalem symulujacym i sygnalem nadajnika sprzegacza kierunkowego (2)r sluzacego do roz¬ dzielenia sygnalu symulujacego w celu wykorzys¬ tania go w radarach o jednej lub dwóch ante¬ nach, tlumika skalowanego (4), do kontroli am¬ plitudy sygnalu symulujacego w odniesieniu do sygnalu nadajnika. Urzadzenie wedlug zastrz. 2 znamienne tym, ze glowica modulujaca (1) posiada spolaryzowany elektromagnes (10) sluzacy do pobudzenia drgan sinusoidalnych membrany (9) umieszczonej na koncu falowodu (8), przy czym spolaryzowany elektromagnes (10) ma polaczenie poprzez zaciski (7) ze zródlem napiecia sinusoidalnie zmiennego o czestotliwosci równej czestotliwosci drgan membrany (9). v U* fig. 1. Pio.

2. i — 2 ^ — — ^ -0 3 — 4 «— € Fig.

3. ra^ i0rz\v\ m 1 0»jjjj»d»»j»ssjsj»»»». i JJ» »»»JS»»»»»\ Fio.

4. PL