ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи «Дослідження доплеровского радіопеленгатора для цивільної авіації»

Зміст

Вступ

        Пеленгація  це визначення напрямку на який-небудь об'єкт, його кутових координат. Вона може здійснюватися оптичними, радіотехнічними, акустичними та іншими методами. Пеленгація за допомогою радіозасобів, тобто визначення напрямку на джерело випромінювання, зветься радіопеленгація. [1]

1. Актуальність теми

Сучасний етап розвитку авіації характеризується кількісною і якісною зміною авіаційної техніки, збільшенням інтенсивності і швидкості польотів, що вимагає підвищення ефективності функціонування радіотехнічних систем забезпечення польотів.

Розробка складних радіотехнічних систем вимагає зіставлення різних варіантів реалізації для вибору оптимального з них. [2]

У той час як пеленгація навігаційних цілей стає менш важливим у зв'язку з наявністю супутникових навігаційних систем, існує зростаюча потреба для визначення розташування джерел радіовипромінення (ІРІ), тому що існує стрімке зростання числа і різноманітності комунікаційного устаткування в таких сферах як:

• радіомоніторинг:

- Пошук джерел перешкод;

- Локалізація несанкціонованих передавачів;

• служби безпеки:

- Розвідка і виявлення радіозв'язку злочинних організацій;

• військова розвідка:

- Виявлення активності потенційних ворогів;

- Отримання інформації про побудову систем зв'язку противника;

• інтелектуальні системи зв'язку:

- Космічні станції множинного доступу з кодовим поділом (SDMA), що потребують знання напрямку приходу хвилі;

•долідження:

- Радіоастрономія;

- Дистанційне зондування Землі;

2. Мета і задачі дослідження та заплановані результати

Мета роботи  дослідження одноканального доплеровського (квазідоплеровського) пеленгатора. Необхідно провести аналіз існуючих методів радіопеленгації, розкрити сутність обраного методу, визначити основні параметри та характеристики пеленгатора, заснованого на даному методі і привести його переваги і недоліки. У висновку потрібно провести комплексний аналіз отриманих даних і оцінити ефективність методу.

3. Короткий огляд широко використовуваних методів пеленгування цілей

Амплітудні методи пеленгації засновані на використанні спрямованих властивостей антен. 

Радіопеленгатори, що базуються на фазовому методі пеленгування, отримують необхідну інформацію з просторового розташування лінії або поверхні рівних фаз.


4. Опис принципів роботи доплерівського і квазідоплеровского пеленгатора

В останні роки успішно застосовуються шірокобазісні фазові радіопеленгатори з використанням обумовленого ефектом Доплера фазової модуляції, що виникає при круговому обертанні приймальні антени.

Сутність ефекту Доплера полягає в тому, що відносне (взаємне) переміщення приймача і передавача призводить до зміни фази (а, отже, і частоти) прийнятих коливань. Частота прийнятих коливань стає відмінною від частоти випромінюваних.

    Нехай ненаправлена в горизонтальній площині приймальня антена (наприклад, вертикальний вібратор) обертається з кутовою частотою по колу радіусом R в полі, створюваному віддаленим передавачем електромагнітних коливань частоти .

Малюнок 1. Характер прирощення фази в радіопеленгаторів з використанням ефекту Доплера

Обумовлене обертанням антени прирощення фази наводимій в ній ЕРС негативно в проміжки часу, коли антена віддаляється від передавача. У цьому випадку проекція вектора швидкості руху антени на лінію ОО/ співпадає з напрямком поширення радіохвилі (рис. 1). Прирощення фази позитивно, коли антена наближається до передавача, і дорівнює нулю, коли антена рухається перпендикулярно напрямку поширення.

Фазу ЕРС, що наводяться в антені, розташованої в центрі кола (точка О), приймемо за початкову та рівну

    При обертанні антени миттєве значення фази, наводимій ЕРС, відрізняється від на величину

тобто ЕРС в антені модулювати по фазі частотою , причому фаза модулюючого коливання відповідає азимуту на пеленгуєму радіостанцію.

Для виявлення фази цих коливань і, отже, визначення азимуту на передавач вони подаються на фазометр, де порівнюються по фазі з опорною напругою. 

На практиці замість обертових антен застосовують системи розташованих по колу нерухомих антен, які за допомогою механічних або електронних комутаторів по черзі з частотою підключаються відповідним чином до входу приймача.

Діаграма станів автомата Мура

Рисунок 8  Структурна схема одноканального доплеровського радіопеленгатора

 (анімація: 9 кадрів, кількість циклів повторення  нескінченно, 140 кілобайт)

(Ан.  антена; ЛТ  лінійний тракт; Г  гетеродин; ОГ  опорний генератор; С змішувач; КГ  кварцовий генератор; ЛЗ  лінія затримки; ПФ  смуговий фільтр; ФОС  формувач ортогональної системи; Х  перемножувач; УПФ  вузькосмуговий смуговий фільтр; ВФ  вимірювач фази)

Застосування ефекту Доплера можливо і в радіомаякову системах, в яких за допомогою антени, що обертається або ряду нерухомих комутованих антен фаза випромінюваного сигналу модулюється, і параметри модуляції несуть інформацію про зворотне пеленг об'єкта, видобуту при обробці сигналу, прийнятого прийомоіндікаторів на об'єкті.

На практиці відстань між окремими елементами антеною системи зазвичай вибирають рівним 1/3 мінімальної довжини хвилі. Якщо дана умова виконана, антени радіопеленгатора на ефекті Доплера можуть відповідати вимогам широкоапертурних антенних систем при низьких витратах:

• забезпечувати високу захищеність при багатопроменевому поширенні за рахунок просторової селекції;

• забезпечувати високу чутливість.

Недолік методу Доплера полягає в необхідності витрати деякого проміжку часу, тому що для визначення пеленга необхідно провести сканування всіх елементів антеною системи, принаймні, один раз. Так при частоті обертання 170 Гц в СВЧ / УКХ діапазонах один цикл сканування займає близько 6 мс. Але цей недолік не такий значний, якщо врахувати переваги методу.

переваги:

- Наявність всього одного каналу

- Простота реалізації (використання простих антен і схем побудови)

- Висока точність

         - Можлива побудова системи з високою робочою частотою [6]


Висновки

Дана магістерська робота присвячена актуальній науково-технічної задачі дослідження систем радіопеленгації, застосовних в цивільній авіації в ніші дні, в яких основними вимогами є висока точність і швидкість виміру.

Зауваження. При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: грудень 2013 року. Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після зазначеної дати.

Перелік посилань

  1. Современная энциклопедия 2000. [Электронный ресурс] / Режим доступа: \www/ URI: http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc1p/36254#sel=4:27,4:32 – 12.05.2013 г. – Загл. С экрана. 
  2. Модели и алгоритмы процессов функционирования аэродромных квазидоплеровских автоматических радиопеленгаторов. [Электронный ресурс] / Режим доступа: \www/ URI: http://aid.dstu.ru/fileadmin/template/dstu.ru/files/Dzyba.doc – 12.05.2013 г. – Загл. С экрана.
  3. Rohde & Schwarz. Radiomonitoring & Radiolocation [Текст Catalog 2011/2012
  4. Сосулин Ю.Г. Теоретические основы радиолокации и радионавигации: учебное пособие для вузов [Текст] / Ю.Г. Сосулин – М.: Радио и связь, 1992. – 304 с.
  5. Кукес И.С. Основы радиопеленгации [Текст] / И.С. Кукес – М.: Сов. Радио, 1964. – 640 с.
  6. Вартанесян В.А. Радиопеленгация [Текст] / А.В. Вартанесян М.: Сов. Радио, 1966. – 248 с.
  7. Гришин Ю.П. Радиотехнические системы: учебное пособие для вузов [Текст] / Ю.П. Гришин – М.: Высшая Школа, 1990 – 496 с.
  8. Дулевич В. Е. Теоретические основы радиолокации: учебное пособие для вузов [Текст] / В.Е. Дулевич – 2 изд. М.: Сов. Радио, 1978. – 608 с.
  9. Белавин О. В. Основы радионавигации [Текст] / О.В. Белавин М.: Сов. радио, 1977. – 320 с.
  10. Лезин Ю. С. Введение в теорию и технику радиотехнических систем: учебное пособие [Текст] / Ю.С. Лезин – М.: Радио и связь, 1986. – 280 с.
  11. Финкельштейн М. И. Основы радиолокации: Учебник для вузов [Текст] / М.И. Финкельштейн – М.: Радио и связь,1983. – 536 с.
  12. Белоцерковский Г. Б. Основы радиолокации и радиолокационные устройства: Учебник для техникумов [Текст] / Г.Б. Белоцерковный – М.: Радио и связь, 1975. – 336 с.