SU1718149A1 - Способ определени угла прихода радиоволн - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области измерений электромагнитных полей и может быть использовано при изучении распространени  радиоволн на открытых трассах.

Цель изобретени  - повышение точности и оперативности.

На чертеже приведена структурна  электрическа  схема устройства, реализующего способ определени  угла прихода радиоволн .

Устройство содержит генераторы 1, 2 высокочастотных колебаний, Y-циркул то- ры 3 и 4, антенны 5 и 6 первичного излучени  И вторичного приема, антенну первичного приема и вторичного излучени , управл емый фазовращатель 8, генератор 9 низкой частоты, смесители 10 и 11, фазометр 12.

Выход генератора 1 высокочастотных колебаний соединен с первым выходом Y- циркул тора 3. второй вывод которого соединен с антенной 5, а третий вывод Y-циркул тора 3-е входом смесител  10, выход которого соединен с одним из входов фазометра 12, причём выход генератора 2 высокочастотных колебаний соединен с первым выходом Y-циркул тора 4. второй выход которого соединен с антенной, а третий выход Y-цйркул тора 4 соединен с входом смесител  11, выход которого соединен с другим входом фазометра 12, при этом антенна 7 соединена с сигнальным выходом

х|

00

Ј ю

управл емого фазовращател  8, вход управлени  которого соединен с выходом генератора 9 низкой частоты.

Устройство работает следующим образом .

Высокочастотные колебани  с начальной амплитудой Uoi и частотой fi

Ui-UoW2 1

с выхода генератора 1 высокочастотных колебаний через Y-циркул тор З поступают в антенну 5. При этом в направлении антенны 7 излучают электромагнитную волну. Одновременно высокочастотные колебани  с начальной амплитудой Uo частотой f2

U2 Uo2eJ2jrf2t

с выхода генератора 2 высокочастотных колебаний через Y-циркул тор 4 поступают в антенну 6. При этом также в направлении антенны 7 излучают электромагнитную волну . Антенной 7 обе эти электромагнитные волны принимают и далее высокочастотные колебани  с частотами ft и h подают на управл емый фазовращатель 8. Управл емый фазовращатель 8 представл ет собой фазовращатель отражательного типа, реализующий монотонное изменение фазы высокочастотных колебаний. При этом, если за период Т низкочастотного управл ющего сигнала, поступающего с генератора 9 низкой частоты, реализуетс  в управл емом фазовращателе 8 сдвиг фаз от 0 до 2 л, то можно говорить о смещении спектра обоих высокочастотных колебаний на так называемую частоту Доплера

Q - т- 2 л F.

Трансформированные по .частоте исходные высокочастотные колебани , поступающие на антенну 7, имеют вид

U Ujie1 Wf1 + К) XT .

U1 Uo2eJP п& + F). + Х2 +, где Ki, K2 - волновые числа;

Ki

2 лги

u,-2jrf2

К-27 -:

С С

XL X2 - рассто ние между антеннами 5 и 6 и 6 и 7 соответственно;

ро - начальна  фаза колебаний управл ющего генератора низкой частоты;

Uoi и Uo2 амплитуды высокочастотных колебаний с учетом затухани  на трассе распространени  радиоволн.

Антенной 7 эти трансформированные высокочастотные колебани  излучают е направлении антенн 5 и 6. При этом прин тые трансформированные высокочастотные колебани  через третьи выходы Y-циркул то- ров 3 и 4 поступают в смесители 10-и 11, где выдел ют комбинационные низкочастотные составл ющие с частотой F путем смешени  их в смесител х 10 и 11 с сигналами с частотой fi и h соответственно.

Таким образом, на выходе смесителей 10 и 11 будем иметь два низкочастотных колебани  с одинаковыми частотами F и фазами , определ емыми следующим соотношени ми

р 2л:Рг+К1Х1+уъ ..

(pi-2nf t + К2 Х2 + + К21 Х2 ;

гдек и Ki-волновые числа

ul-2gr(fi4-F). n-2(f2 + ) K1 С С 5 Частоты исходных высокочастотных колебаний f 1 и f2 выбирают мало отличающимис  одна от другой. При этом Ki K2.

Кроме того, частоту Доплера F выбирают много меньше частоты исходных высоко- .0 частотных колебаний ft и h. По этой

причине Ki ъ к и K2«Ki. В этом случае дл  разности фаз низкочастотных колебаний на выходе смесителей 10, 11 можно записать (х1-Х2),

5

где

K KuK2«KJ- K-i . . Таким образом, на выходе фазометра 12 формируетс  сигнал, пропорциональный разности рассто ний между антеннами 5 и 6 и антенной 7. По этому сигналу фазометра определ ют, таким образом, угол прихода радиоволн.

Угол прихода радиоволн определ ют по формуле

a-irairi .

где d - рассто ние между антеннами 5 и 6. Таким образом, при использовании

данного способа повышаетс  точность определени  угла прихода радиоволн с одной стороны за счет исключени  операции гетеродинировани  исходных высокочастотных колебаний с колебани ми отдельного гетеродина , внос щей соответствующую составл ющую погрешности фазовых измерений, при этом исключены прот женные тракты передачи энергии гетеродина к. смесител м приемных каналов, а следовательно , исключены проблемы обеспечени  фазовой стабильности этих трактов и соответственно соответствующа  составл юща  погрешности фазовых измерений. Повышение оперативности измерений

обеспечиваетс  за счет свободного измене- нй  рассто ни  между двум  антеннами первичного излучени -вторичного приема, возможного по той причине, что фидерные тракты этих двух каналов между собой никак не св заны. При этом свободное установление любой необходимой базы интерферометра позвол ет определ ть угол прихода радиоволн с требуемой точностью.

Claims (1)

1. Формула изобретени .

   Способ определени  угла прихода радиоволн , включающий формирование и излучение непрерывного высокочастотного сигнала из точки излучени  и прием его в двух точках приема, измерение разности фаз прин тых сигналов и определение угла прихода радиоволн по результатам измерений , о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью

   0

   повышени  точности и оперативности, формирование непрерывного высокочастотного сигнала осуществл ют путем излучени  из точек пространства, совпадающих с точками приема сигналов с частотами fi и fa, причем fi-fe Ј (fi+f2)/2. приема этих сигналов в точке излучени  и непрерывного изменени  фазы каждого прин того сигнала в пределах 0-2 л. с частотой F f i-fa, а из прин тых сигналов в точках приема до измерени  разности фаз выдел ют сигналы с частотой F, на которой производ т измерение разности фаз прин тых сигналов.