Рис. 3.4. Частотный радиодальномер: 1 – генератор масштабной частоты; 2 – частотный модулятор; 3 – генератор высокой частоты; 4 – усилитель мощности; 5 – антенна передатчика; 6 – антенна приѐмника; 7 – приѐмник;

8 – балансный детектор (смеситель); 9 – частотомер; 10 – индикатор дальности

Вырабатываемые генератором масштабной частоты (1) периодические колебания в частотном модуляторе (2) управляют частотой генератора высокой частоты (3). Промодулированные по частоте колебания усиливаются по мощности (4) и излучаются антенной (5). Принятый отражѐнный сигнал (антенна 6, приѐмник 7) поступает на балансный детектор (8), куда подаѐтся также опорное напряжение – часть напряжения излучаемых частотно-модулированных колебаний. В балансном детекторе (8) выделяет- ся сигнал разностной частоты. Этот сигнал измеряется частотомером (9), шкала которого (указатель 10) проградуирована в единицах дальности.

Допустим, что генератор (1) вырабатывает напряжение, изменяющееся по пилообразному закону. Тогда частота излучаемого сигнала f_изл изменяется так, как показано на рис. сплошной линией.

Принимаемый сигнал изменяется по тому же закону, но запаздывает на время t_Д = 2Д/C (пунктирная кривая на рис. 3.5). Поэтому поступающие на смеситель (8) сигналы отличаются по частоте. Разностная частота определяется из рассмотрения треугольников ABC и AB₁C₁ (рис. 3.5):

AC₁/AC = B₁C₁/BC,                                               B₁C₁ = AC₁·BC/AC,

т. е. F_р = ïf_изл – f_прï = [Df_g/(T_м/4)]·t_д, тогда F_р = [8·Df_g/(T_м·С)]·Д. (3.15) Измеряемая дальность равна Д = M·F_р, (3.16) здесь M – масштабный коэффициент,

M = C/(8·Df_g·F_м).                                                                                         (3.17) Связь ошибки измерителя частоты DF_р с дальномерной ошибкой  DД при постоянстве M определяется выражением DД = M·DF_р.                           (3.18)

Для уменьшения DД, при данном значении DF_р, следует уменьшать M путѐм увеличения Df_g и F_м. Увеличению F_м препятствует неоднозначность отсчѐта, возникающая при нарушении условия t_{Д max} < T_м/2, (3.19) т. к. смеситель выделяет абсолютное значение разностной частоты. Условие (3.19) используется для выбора частоты F_м. Значение F_м вы- бирается в диапазоне сотен герц. Большие возможности для уменьшения М открываются при увеличении девиации частоты Df_g. Увеличению Df_g препятствует только необходимость применения более высоких несущих частот f_н. Это объясняется тем, что технически возможно получить Df_g 0,1f_н. (3.20)

Обычно f_g порядка десятков мегагерц, тогда f_н не менее сотен мега- герц. Такие схемы используются при построении самолѐтных радиовысотомеров. Современные радиовысотомеры имеют вес до 10 кг, точность ±1 м на высотах до 100 м. В частотном дальномере (высотомере) отсутствуют меры селекции сигналов.