Упрощѐнная структурная схема импульсного радиодальномера

Рис. 3.6. Импульсный радиодальномер: 1 – генератор тактовых импульсов (хронизатор); 2 – ждущий генератор линейной развѐртки; 3 – импульсный модулятор; 4 – генератор высокой частоты; 5 – усилитель мощности;6 – переключатель; 7 – антенна; 8 – приѐмник; 9 – индикатор дальности (электронно-лучевая трубка)

Генератор тактовых импульсов (1) вырабатывает импульсы длительностью t_и и периодом следования T_сл (рис. 3.7). Сигнал с генератора (1) поступает в импульсный модулятор (3), где производится импульсная модуляция сигнала высокой частоты, поступающего с генератора (4). Одновременно запускается ждущий генератор линейной развѐртки (2). Промодулированный высокочастотный сигнал усиливается усилителем мощности (5) и через переключатель (6) излучается антенной (7).

Отражѐнный сигнал воспринимается антенной (7) и через переключатель (6) поступает на приѐмник (8), усиливается, детектируется и поступает на электронно-лучевую трубку (9).

Рис. 3.7. Сигналы в схеме импульсного дальномера

Расстояние l от момента начала развѐртки до переднего фронта принятого импульса есть функция измеряемой дальности Д.

t_д = 2Д/C, l = V·t_д,                                      (3.21) здесь V – скорость развѐртки.

Отсюда l = V·2Д/C, тогда Д = l·C/2V = M·l, (3.22)

здесь M = C/2V – масштабный коэффициент.

Чтобы относительная ошибка дальномера была небольшой, следует уменьшать нестабильность масштабного коэффициента М. Для этого необходима высокая линейность роста напряжения генератора развѐртки (2).

Из (3.22) следует, что DД = M·Dl.    (3.23)

Таким образом, при данной ошибке измерения расстояния на экране электронно-лучевой трубки, для уменьшения дальномерной ошибки следует уменьшать М, т. е. увеличивать скорость развѐртки V.

Увеличение скорости развѐртки возможно до определѐнного предела, так как диаметр экрана может оказаться недостаточным для получения l_max = V·t_дmax. В этом случае следует применить кольцевую развѐртку.

Длительность импульса t_и определяет разрешающую способность дальномера. Импульсы от двух близких целей отдельно наблюдаются на экране электронно-лучевой трубки, если временной сдвиг между их передними фронтами t_др > t_и. При t_и < 1 мкс разрешающая способность такова, что дальномер может отличать цели, находящиеся друг от друга на расстоянии 150 м. Следует иметь в виду, что при излучении импульса приѐмник не работает. Первый сигнал, который может быть принят, запаздывает на время t_дmin = t_и относительно момента запуска передатчика. Поэтому минимальное измеряемое расстояние определится из выражения                  Д_min = (C/2)·t_и.         (3.24)

Период следования импульсов выбирается из условия однозначности измерения дальности      T_сл > t_дmax.                                             (3.25)

Отличительной особенностью любого импульсного дальномера является измерение временной задержки принимаемого импульса относительно импульса, излучаемого передатчиком дальномера. По способу формирования принимаемого сигнала различают дальномеры с отражѐнным сигналом и с ретрансляцией сигнала. В радиодальномерах с ретрансляцией сигнала импульсы 1 (рис. 3.8) излучаются самолѐтным устройством – запросчиком, принимаются ответчиком (импульсы 1, а), ответчик усиливает сигнал, задерживает его на время t_з и излучает обратно (импульсы 2). На самолѐте, через время t_д, принимаются импульсы ответчика (2, а).

Благодаря этому минимальная измеряемая дальность практически равна нулю, расчѐт дальности ведѐтся по формуле

Д = (C/2)·(t_д – t_з).                                                                                         (3.26)

Рис. 3.8. Сигналы в схеме дальномера с ретранслятором