Радиовысотометр малых высот: Руководство к лабораторной работе

С-Пб ГУАП

РУКОВОДСТВО к выполнению лабораторной работы

Составил: Андронников В.Б.

- 1999 -

2

СОДЕРЖАНИЕ стр. 3 3 6 6 8 9

1. Описание лабораторной установки 1.1. Макет дальномера 2. Методика выполнения лабораторной работы 2.1. Подготовка приборов к включению 2.2. Включение приборов 2.3. Калибровка параллельного анализатора спектра 2.4. Исследование спектров периодической последовательности прямоугольных импульсов 9 2.5. Исследование форм напряжений в различных точках схемы макета дальномера 10 2.6. Исследование временных и спектральных характеристик сигнала разностной частоты и дискретной ошибки измерения дальности 11 2.7. Исследование возможности наблюдения нескольких целей и разрешающей способности по дальности при частотном методе 13 2.8. Исследование влияния девиации частоты на разрешающую способность по дальности 14 3. Оформление отчёта 15 ПРИЛОЖЕНИЕ

16

3

1. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ Установка включает специальный макет для исследования частотного метода измерения дальности (макет дальномера) с параллельным анализатором спектра, осциллограф, частотомер и последовательный анализатор спектра СК4-56. 1.1 Макет дальномера Функциональная схема дальномера изображена на лицевой наклонной панели макета, а органы управления макетом расположены на его горизонтальной панели. Макет дальномера содержит: − синхронизатор, формирующий сетку опорных частот; − имитатор передатчика, формирующий непрерывный сигнал с частотной модуляцией (ЧМ) по симметричному линейно-ломанному закону; − линию задержки (ЛЗ) с 20 отводами, имитирующую задержку отражённых от цели сигналов; − имитатор приёмника, формирующий из "зондирующего" и "отражённого" сигналов выходной сигнал разностной частоты; − параллельный анализатор спектра (на функциональной схеме не показан), имеющий 20 светящихся линейных индикаторов и предназначенный для индикации спектра сигнала, поступающего с выхода имитатора приёмника; − калибратор, предназначенный для создания меток дальности на оси частот и калибровки параллельного анализатора спектра; − генератор монохроматических колебаний ("Монохром"), предназначенный для создания отметки одиночной цели на оси частот в виде одиночной спектральной линии и для калибровки анализатора спектра. В синхронизаторе используется стабилизированный кварцем генератор непрерывных гармонических колебаний частоты 10 МГц, из которых умножением частоты получают колебания частотой 40 МГц, используемые в имитаторе передатчика в качестве гетеродинирующих. Делением частоты из колебаний с частотой 10 МГц формируются колебания низкой частоты, которые поступают в имитатор передатчика для формирования модулирующих напряжений с различными периодами модуляции. Период модулирующего напряжения задаётся нажатием одной из трёх кнопок, расположенных на горизонтальной панели макета и обозначенных Т, 2Т, Т/2. В имитаторе передатчика вырабатываются ЧМ-колебания, частота которых изменяется по линейно-ломанному (пилообразному) закону. Амплитуда модулирующего напряжения определяет девиацию (диапазон изменения) частоты в ЧМ-колебании. В макете с помощью соответствующих переключателей на горизонтальной панели можно задать либо фиксированное значение амплиту-

4

ды модулирующего напряжения (а значит и девиации ЧМ-колебаний), либо переменное. В последнем случае величина девиации изменяется с помощью ручки "Девиация". Центральная частота генерируемых ЧМ-генератором колебаний равна 40,5 МГц. Посредством гетеродинирования их с колебаниями частотой 40 МГц от кварцевого генератора синхронизатора и последующей фильтрацией формируются колебания с частотой, равной разности частот смешиваемых сигналов, т.е. ЧМ-колебания с центральной частотой 0,5 МГц. Это значение частоты и максимальная девиация, равная 200кГц, определены параметрами используемой в макете линии задержки, в частности диапазоном её рабочих частот. Электромагнитная линия задержки с отводами имитирует запаздывание сигнала, равное времени его распространения до цели и обратно. Линия задержки имеет 20 отводов, т.е. имитирует 20 дискретных значений дальности до цели, а именно: 1-й отвод соответствует задержке, равной 2 мкс, 2-й - 4 мкс и т.д. до 40 мкс (20-й отвод). Каждый отвод подключается нажатием кнопки с соответствующим номером. Все двадцать кнопок расположены в верхней части горизонтальной панели макета. Имитатор приёмника состоит из четырёх смесителей и сумматора. На один из входов каждого смесителя подаётся зондирующий ЧМ-сигнал с имитатора передатчика. На второй вход каждого смесителя поступают отражённые сигналы с соответствующих отводов линии задержки, скомпонованных в 4 группы. Наличие четырёх смесителей позволяет имитировать до 4-х целей одновременно. Каждый из смесителей подключается к сумматору нажатием одной из красных кнопок Ц (1 ÷ 4) с соответствующим номером. На выходе смесителей формируется разностная частота, пропорциональная задержкам “отражённого” сигнала, (или иначе - дальностям до цели). С выхода сумматора через переключатели и выходной каскад сигнал разностной частоты подаётся на параллельный анализатор спектра, а также на внешние приборы - осциллограф, частотомер и последовательный анализатор спектра СК4-56. Параллельный анализатор спектра имеет 20 частотных каналов с интервалом между каналами 1 кГц, диапазон наблюдаемого спектра от 1 до 20 кГц. Каждый канал, включающий в себя резонансный усилитель с линейным индикатором на выходе, имеет ручную регулировку усиления. Ручки усиления всех 20 каналов расположены на наклонной панели макета в её верхней части. Калибратор вырабатывает последовательность прямоугольных видеоимпульсов положительной полярности, период повторения которых стабилизирован кварцем в синхронизаторе. Значение периода повторения импульсов задаётся нажатием кнопок Т, 2Т, Т/2. Длительность импульсов регулируется в пре-

5

делах 10...110 микросекунд ручкой " Калибрационный импульс - Длит. ", расположенной в правой нижней части горизонтальной панели и совмещённой с выключателем "сеть", включающем макет. Амплитуда импульсов регулируется в пределах 0...7 В ручкой " Калибрационный импульс - Амплитуда ", расположенной в левой нижней части горизонтальной панели макета. Спектр последовательности прямоугольных импульсов состоит из гармоник с частотами, кратными частоте повторения, и амплитудами, изменяющимися с частотой в соответствии с выражением Sin(x)/x. Число гармоник до первого нуля спектра равно скважности Q=T/τ, где τ - длительность импульса. При Т=1мс и τ=10мкс (Q=100) гармоники в такой последовательности импульсов имеют частоты, кратные значению 1/Т=1кГц, причём первые 20 гармоник имеют практически одинаковую амплитуду. Именно эти 20 гармоник используются для калибровки параллельного анализатора спектра. Генератор монохроматических колебаний ("Монохром") вырабатывает гармоническое колебание, частота которого может плавно регулироваться в интервале 0,5...20 кГц. Это напряжение имитирует отражённый сигнал от одиночной цели, дальность до которой может плавно изменяться. Амплитуда синусоидального напряжения регулируется ручкой "Амплитуда-монохром". Обе ручки расположены в правой нижней части горизонтальной панели макета. С помощью переключателей на горизонтальной панели макета можно подать одновременно на все внешние приборы следующие виды сигналов: − синусоидальное напряжение с частотой 0,5...20 кГц с генератора "Монохром"; − последовательность прямоугольных импульсов с выхода калибратора; − пусковой импульс модулятора, поступающий на триггер формирования модулирующего напряжения; − модулирующее напряжение, подаваемое на варикап ЧМ-генератора; − модулированное ЧМ-колебание ("зондирующий" сигнал); − "отражённый" ЧМ-сигнал на 13-м отводе; − разностную частоту с выхода любого смесителя имитатора приёмника (или с выхода одновременно нескольких смесителей) при фиксированном значении девиации; − разностную частоту с выхода любого смесителя при переменном значении девиации. Положения переключателей на горизонтальной панели макета, позволяющие наблюдать каждый из этих сигналов, приведены в таблице 1. Чёрное поле в таблице соответствует положению переключателя "нажато".

6

2. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ 2.1. Подготовка приборов к включению Осциллограф С1-83 На вход канала 2 и на гнёзда входа синхронизации осциллографа подаётся сигнал с разъёма "Синхронизация" на задней стенке макета дальномера. Импульс синхронизации совпадает по времени с началом пускового импульса модулятора и с началом калибрационных импульсов. Наблюдаемый сигнал подаётся в канал 1. При выполнении работы: − переключатель усиления этого канала "V/дел" должен находится в пределах от 0,1 до 2; − ручку "×10 ↨ ×1" канала 1 нажать; − кнопку " → → " нажать; − переключатель "V/дел" канала 2 поставить в положение "0,5" или "1"; − ручку "×10 ↨ ×1" канала 2 нажать; − кнопку смены полярности " " нажать ; − синхронизация "Внеш. 0,5 В", "Ждущ.", "+"," ~ ".

Частотомер Ч3-54 − сигнал подключить к входу А; " отжать; − кнопки "Блок" и " − кнопку "Память" нажать; − ручку "Время индикации" повернуть влево до упора; − переключатель "Время счёта ms" - в положение 102 ; − переключатель "Род работы" - в положение "Частота А"; На панели переключателей входа А: − кнопку "Уров.авт." - нажать; − кнопку "50Ω" - отжать; − кнопку "150 MHz - 5 MHz" - нажать; − кнопку " ≅ --- " - отжать; − кнопку " 1 V - 10 V" - отжать. Положение остальных органов управления частотомером - произвольное.

7

Анализатор спектра СК4-54 ВНИМАНИЕ ! ВО ИЗБЕЖАНИЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ ВКЛЮЧЕНИЕМ ПРИБОРА НАЖАТЬ КНОПКУ "Память откл."

ЭЛТ ПЕРЕД

Общие сведения Работа анализатора спектра основана на методе последовательного анализа сигнала. Прибор представляет собой супергетеродинный приёмник, перестраиваемый по частоте (автоматически или вручную), с индикацией выходных сигналов на ЭЛТ. Диапазон рабочих частот, в пределах которого осуществляется перестройка, равен 0,01...60 кГц. Уровень входного сигнала, подаваемого на прибор, не должен превышать 80 мВ. В лабораторной работе сигнал на вход анализатора подаётся с макета дальномера через выносной делитель 1:10 на гнездо "0,0160 кГц". Исходные положения органов управления прибором: − кнопку "Память откл." - нажать; (освещение шкалы) - вправо до упора; − ручку − переключатель скорости развёртки "S/делен."- в положение "0,5". В этом положении луч проходит весь экран, т.е. 10 делений, за время 5сек. − ручку "Ручная", совмещённую с переключателем скорости развёртки влево до упора; − переключатель "Обзор кГц/делен" - в положение 2. В этом положении за один проход луча по экрану просматривается полоса обзора 20 кГц. Положение полосы обзора 20 кГц (или любой другой, заданной переключателем "Обзор кГц/делен") в пределах диапазона рабочих частот 0,01...60 кГц определяется ручками "Частота кГц", "грубо", "точно" (см.ниже); − регулятор усиления входного сигнала "Номинальный уровень" состоит из внешней и внутренней ручек. Внешнюю ручку повернуть влево до упора, а внутреннюю - вправо до упора. В этом положении указатель внутренней ручки установится против цифры 80 (мВ) на шкале внешней ручки; − переключатель "Полоса Гц" - в положение 30. В этом положении полоса пропускания усилителя ПЧ супергетеродинного приёмника равна 30 Гц; − переключатель "Видеофильтр" (малая ручка), совмещённый с переключателем "Полоса Гц", поставить в положение "Выкл.";

8

− − − −

тумблер "Линейн.-Лог." - в положение "Линейн."; тумблер "Калибровка ампл."- в нижнее положение; тумблер "0,06-300 МГц - 0,01-60 кГц" - в нижнее положение; переключатель "Уровень дБ" - в положение "0".

Включение и настройка прибора − включить прибор, отрегулировать яркость (☼) и фокусировку (~) луча. На экране должен наблюдаться луч, перемещающийся слева направо. Если регулятор "Ручная" (малая ручка), совмещённый с переключателем скорости развёртки "S/делен", находится в крайнем левом или крайнем правом положении, то луч перемещается по экрану без задержки. При промежуточном положении этого регулятора луч совершает кратковременную остановку (на один период развёртки) в той точке экрана, горизонтальная координата которой определяется положением регулятора "Ручная". В момент кратковременной остановки луча встроенный в прибор частотомер измеряет частоту, на которую настроен в этот момент приёмник прибора. Результат измерения высвечивается на цифровом индикаторе с задержкой 1...2 сек. Вращая регулятор "Ручная", добиться, чтобы луч совершал кратковременную остановку точно в центре экрана. Вращая ручки "Частота кГц - грубо, точно", установить по светящемуся индикатору частоту 11 + 0,05 кГц. Повернуть регулятор "Ручная" в крайнее левое положение. При такой настройке прибора на экране будет наблюдаться спектр сигнала в полосе обзора 20 кГц с центральной частотой 11 кГц, т.е. при проходе луча крайнего левого деления экрана приёмник прибора будет настроен на частоту 11-20/2=1 кГц, а при проходе крайнего правого деления экрана - на частоту 11+20/2=21 кГц. − уменьшить яркость луча до минимально заметного уровня и нажать кнопку "Память периодич.". В этом режиме во время прямого хода развёртки происходит запись (запоминание) изображения, а во время обратного хода - стирание. При необходимости - увеличить яркость луча до получения качественного изображения; − амплитуду наблюдаемого сигнала установить в пределах оцифрованной части экрана с помощью ручки "номинальный уровень". 2.2. Включение приборов − включить макет дальномера. Для этого ручку "Сеть" на горизонтальной панели макета повернуть по часовой стрелке; − включить частотомер; − включить осциллограф. Вращением ручки "уровень синхронизации" добиться устойчивого изображения на экране осциллографа.

9

Вращением ручек ↨ (смещение изображения по вертикали) каналов 1 и 2 разместить развёртку канала 2 с импульсами синхронизации в нижней части экрана, а ручками регулировки усиления установить амплитуду импульсов синхронизации на экране в пределах 3 делений. 2.3. Калибровка параллельного анализатора спектра Подать на параллельный и последовательный анализаторы импульсы с выхода калибратора. Для этого переключатели на горизонтальной панели макета поставить в положение 2 "Калибрационный импульс". Ручки "Амплитуда" и "Длительность" калибрационных импульсов повернуть в крайнее положение по часовой стрелке. При этом на экране осциллографа должны наблюдаться калибрационные импульсы длительностью τ = 10 мкс и периодом повторения Тм = Т = 1 мс. На параллельном анализаторе засветятся 20 линейных индикаторов, которые соответствуют первым 20 гармоникам спектра периодической последовательности калибрационных импульсов. Поскольку для данной последовательности первые 20 гармоник имеют практически одинаковую амплитуду, то неравенство высот светящихся столбиков индикаторов (амплитуд гармоник) можно рассматривать как результат неравенства усиления в каналах параллельного анализатора. Для калибровки параллельного анализатора необходимо ручками 1...20 усиления каналов анализатора (в верхней части наклонной лицевой панели макета) установить одинаковую высоту светящихся столбиков индикаторов всех каналов (3...4 деления). Убедиться в соответствие спектров, видимых на параллельном и последовательном анализаторах. В случае необходимости откорректировать усиление отдельных каналов параллельного анализатора до получения идентичных изображений спектров. 2.4. Исследование спектров периодической последовательности прямоугольных импульсов В дальнейшем во всей работе сигналы, наблюдаемые на экране осциллографа, одновременно подаются на входы параллельного, последовательного анализаторов и на вход частотомера. Здесь и далее все спектрограммы зарисовываются с экрана последовательного анализатора СК4-56. 2.4.1. При выполнении данного пункта на все внешние приборы подаётся последовательность калибрационных импульсов с периодом ТМ = 1 мс. Наблюдая импульсы на осциллографе, ручкой "Длительность" установить длительность калибрационных импульсов τ = 100 мкс. Ручкой "Амплитуда" калибрационных импульсов установить на параллельном анализаторе амплитуду первой гармоники, равную 10 делениям. Зарисовать осциллограмму (канал 1) с указанием длительности импульса и периода повторе-

10

ния, спектрограмму и снять показания частотомера. Спектрограмму зарисовать с указанием расстояния по частоте между гармониками и положения нулей огибающей спектра на оси частот. При оформлении отчёта рассчитать по формуле (1) спектр наблюдаемой последовательности импульсов, нормированный к амплитуде первой гармоники, где A1 - амплитуда первой гармоники, K = 1,2,3,...20 - номер гармоники.

 K  1 = T  A 1  M 

G

 Kπ τ   T   M 

sin 

Kπ τ T M

, A = 1

 πτ   T   M 

sin 

πτ T M

(1)

В отчёте должны быть представлены графики спектров, полученных экспериментально и расчётным путём. 2.4.2. Установить период повторения TM = T/2 (нажать кнопку T/2). В этом случае гармоники в спектре будут отстоять друг от друга по частоте на величину FM= 1/TM = 2 кГц. Ручкой "Амплитуда" нормировать спектр по гармонике 2 кГц. Зарисовать осциллограмму и спектрограмму в прежних масштабах , снять показания частотомера. 2.4.3. Установить период повторения TM =2T (нажать кнопку 2T). В этом случае гармоники будут отстоять друг от друга на частоту FM =0,5 кГц. Так как в параллельном анализаторе каналы отстоят друг от друга на 1 кГц, то на нём будут наблюдаться только чётные гармоники. Ручкой "Амплитуда" нормировать спектр Зарисовать осциллограмму и спектрограмму, снять показания частотомера. В отчёте изобразить спектр, соответствующий изображению на экране последовательного анализатора. 2.5. Исследование форм напряжений в различных точках схемы макета дальномера ВНИМАНИЕ! При выполнении настоящего и остальных пунктов работы кнопка "Вкл. калибрационный импульс" должна быть отжата. Наблюдать на осциллографе и зарисовать один под другим в одном масштабе времени следующие сигналы:

11

− пусковой импульс модулятора, подаваемый на схему формирования модулирующего напряжения (переключатели макета поставить в положение 3: "Пусковой импульс модулятора" в соответствии с таблицей); − модулирующее напряжение, подаваемое на варикап ЧМ-генератора (переключатели макета поставить в положение 4: "Модулирующее напряжение"); − модулированное по частоте высокочастотное колебание с выхода ЧМгенератора "зондирующий сигнал" (переключатели макета поставить в положение 5: "Модулированное ВЧ колебание"). В связи с тем, что модулированный сигнал является достаточно высокочастотным, на осциллографе затруднительно рассмотреть его структуру и, в частности, частотную модуляцию. Отчетливо просматривается лишь амплитудная модуляция, в данном случае являющаяся паразитным эффектом. При оформлении отчёта необходимо изобразить ЧМ-сигнал в условном (растянутом) масштабе времени, показав его частотную модуляцию. − имитируемый "отражённый" сигнал на 13-м отводе линии задержки (переключатели макета поставить в положение 6: "Отражённый ВЧ сигнал на 13-м отводе"). В отчёте изобразить ЧМ-сигнал в растянутом масштабе, но с учётом его задержки по отношению к "зондирующему". 2.6. Исследование временных и спектральных характеристик сигнала разностной частоты и дискретной ошибки измерения дальности Для выполнения настоящего пункта работы необходимо: − подать на измерительные приборы разностную частоту с 10-го отвода линии задержки при TМ = 1 мс и фиксированном значении девиации. Для этого на горизонтальной панели макета переключатели поставить в положение 7. Вращением ручки Несущая добиться, по возможности, монохроматичности наблюдаемого на экране осциллографа сигнала. В пределах одного периода модуляции измерить по экрану осциллографа количество L пересечений наблюдаемым сигналом нулевого уровня в направлении снизу вверх (период модуляции на экране осциллографа определён импульсами синхронизации, наблюдаемыми по каналу 2); − зарисовать осциллограмму в пределах одного периода модуляции; − зарисовать спектрограмму, наблюдаемую на последовательном анализаторе; − измерить разностную частоту Fр0 по частотомеру. При оформлении отчёта по формуле (2) рассчитать масштабный коэффициент mR R = mR × Fр0

(2)

12

Значение R находится по значению задержки. С учётом полученного значения mR рассчитать по формуле (3) фиксированное значение полосы модуляции ∆fm.  cT  c m =  M  = R 4∆ f m 4∆ f m F   M

(3)

По формуле (4) рассчитать протяжённость q зоны обращения в долях периода разностной частоты и выделить зоны обращения на зарисованной осциллограмме.   ∆f q = F t =γ t 2 =  m R T p0 R  M   2

   2 t R   

(4)

Медленно вращая ручку Несущая и наблюдая за показаниями частотомера, добиться изменения его показаний относительно значения Fр0 на величину ∆Fр0 = FМ = 1/TМ. Снять новое показание частотомера Fрн. Наблюдая осциллограмму сигнала, обратить внимание, что значение частоты Fрн получено при существенной немонохроматичности сигнала. Измерить по экрану осциллографа количество пересечений сигналом нулевого уровня снизу вверх в пределах периода модуляции и убедиться, что оно изменилось на единицу относительно предыдущего значения L. Зарисовать спектр и осциллограмму, обратив внимание на вид сигнала в зонах обращения. По формуле (5) рассчитать максимальную дискретную ошибку измерения дальности ∆R, а по формуле (6) - ее среднеквадратическое значение σ(R). c ∆R = m ∆F = (5) R p 0 4∆ f m σ ( R) =

1 2 3

∆R =

c 8 3∆f m

(6)

Повторить измерения по изложенной в настоящем разделе (2.6) методике: − для периода модуляции TM = 2 мс (при нажатой кнопке 2T); − для периода модуляции TM = 0,5 мс (при нажатой кнопке T/2).

13

Результаты измерений (стрóки 2, 4, 6) и расчётов (стрóки 3, 5, 7, 8) по данному разделу свести в таблицу 2.

1 2 3 4 5 6 7 8

R=3000 м (10-й отвод ЛЗ) fm = Период модуляции TM, мс Основная разностная частота Fр0 , кГц при монохроматичности наблюдаемого сигнала Масштабный коэффициент дальномера m, мГц Количество L пересечений сигналом нулевого уровня в пределах TM Протяжённость q зоны обращения в долях периода разностной частоты Разностная частота Fрн, кГц при существенной немонохроматичности наблюдаемого сигнала Максимальная дискретная ошибка измерения дальности R, м Среднеквадратическое значение ошибки измерения дальности (R), м

T/2 0,5

Таблица 2 T 2T 1,0 2,0

2.7. Исследование возможности наблюдения нескольких целей и разрешающей способности по дальности при частотном методе Подать на измерительные приборы разностную частоту с 5-го отвода ЛЗ, т.е. имитировать наблюдение цели на дальности 5х300=1500 м при периоде модуляции TM = 1 мс и фиксированном значении девиации. Для этого поставить переключатели в положение 8, нажать кнопку Т, кнопку первого смесителя Ц1 и кнопку 5-го отвода. Измерить Fp1 по частотомеру. Установить цель на дальности, соответствующей задержке 15-го отвода, для чего отжать кнопку цели 5 и нажать кнопки Ц3 и 15. Измерить Fp2 по частотомеру. Наблюдать одновременно две цели, для чего снова нажать кнопку Ц1 и 5. Определить частоту биений Fp3 по частотомеру. Сравнить со значениями Fp1 и Fp2. Убедиться, что по анализатору спектра возможно раздельное наблюдение целей и определение Fp1 и Fp2. Приближать вторую цель к первой, последовательно нажимая кнопки отводов 14, 13, 12, 11, Ц2, (отжать Ц3), 10 и т.д. Зафиксировать такое минимальное расстояние по частоте между целями, при котором они надёжно разрешаются для любого положения ручки "Несущая". Измерить по частотомеру разностную частоту Fp4 для найденного отвода, отжав предварительно кнопку Ц1. Определить разрешающую способность по дальности δR по формуле (7)

14

δ ( R) = m ( F − F ) R p4 p1

(7)

2.8. Исследование влияния девиации частоты на разрешающую способность по дальности При выполнении данного пункта работы сначала наблюдаются две цели, не разрешаемые по дальности при фиксированном значении девиации, затем девиация увеличивается и оценивается возможность их разрешения. Измерения выполняются только для периода модуляции TM = T. Наблюдать cигнал разностной частоты и спектр этого сигнала с 5-го отвода ЛЗ при фиксированном значении девиации, для чего переключатели поставить в положение 8, нажать кнопки Т, Ц1, 5 . Измерить Fp5. Наблюдать сигнал с 8-го отвода, для чего отжать Ц1, 5 и нажать Ц2, 8. Измерить Fp8. Наблюдать одновременно две цели, для чего снова нажать Ц1, 5. Убедиться, что различить их не представляется возможным. Зарисовать спектрограммы, соответствующие наблюдению каждой цели отдельно и совместно. Перевести макет в режим переменного значения девиации, для чего переключатели поставить в положение 9. Наблюдая цель только с 8-го отвода (т.е. отжав кнопку Ц1) и вращая ручку "Девиация", установить для этой цели разностную частоту Fp8д=17 кГц. Наблюдать цель только на 5-м отводе, для чего отжать кнопку Ц2 и нажать Ц1. Измерить разностную частоту Fp5д. Наблюдать обе цели одновременно, для чего нажать кнопку Ц2, 8. Убедиться, что они легко разрешаются. Зарисовать спектрограммы. Используя измеренное значение Fp8д, по формулам (2,3) определить соответствующее значение полосы модуляции и сравнить полученное значение с фиксированным значением ∆fm, полученным в пункте 2.7. Определить разрешающую способность по дальности δR в данном случае и сравнить со значением, полученным в пункте 2.7.

15

3. Оформление отчёта Отчёт должен содержать функциональную схему макета, спектрограммы, экспериментальные и расчётные данные, графики и выводы, в которых должны быть, в частности, отражены следующие вопросы: − зависимость формы и структуры спектра периодической последовательности импульсов от параметров последовательности; − вид и параметры модулированного ВЧ колебания и модулирующего напряжения; − форма и структура спектра сигнала разностной частоты; − зависимость разностной частоты и масштабного коэффициента радиодальномера от параметров модуляции; − влияние фазовых соотношений в зонах обращения на спектр сигнала разностной частоты; − зависимость дискретных ошибок измерения разностной частоты и измерения дальности до точечной неподвижной цели от параметров модуляции сигнала и дальности до цели; − возможность раздельного наблюдения сигналов нескольких целей и зависимость разрешающей способности от различных параметров.

Компьютерная вёрстка – Андронников В.Б., 2002 г.

16

Таблица 2

Положения переключателей при наблюдении различных сигналов ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ В К Л.

НАБЛЮДАЕМЫЕ СИГНАЛЫ

К А Л И Б Р А Ц. И М П У Л Ь С

1 2 3 4 5 6 7* 8 9

A

Р А З Н О С Т Н А Я Ч А С Т О Т А

Синусоида 0,5.... 20 кГц Калибрационные импльсы Пусковой импульс модулятора Модулирующее напряжение Модулированное ВЧ колебание Отражённый ВЧ сигнал на 13-м отводе ЛЗ

Разностная частота на 10-м отводе ЛЗ при фиксированном значении девиации Разностная частота на i-м отводе ЛЗ Цi -го смесителя при фиксированном значении девиации Разностная частота на i-м отводе ЛЗ Цi -го смесителя при переменном значении девиации *) В п. 7 нажать кнопки смесителя Ц2 и 10-го отвода линии задержки (ЛЗ)

В Х О Д

О Т В О Д

Д Е В И А Ц И Я

М О Н О Х Р О М

T

2Т T/2 B

С М Е С И Т Е Л Ь

О Т В О Д Л И Н И И

З А Д Е Р Ж К

Ц(i)

И

i

17

ИМИТАТОР ПЕРЕДАТЧИКА

ИМИТАТОР ПРИЁМНИКА

"Девиация"

СУММАТОР ЧМ г-р 40,5 МГц

Интегратор

Смеситель

Триггер

Усилитель 10 МГц

Кв. генератор 10 МГц

Ц2

Ц3

Ц4

Смеситель 1

Смеситель 2

Смеситель 3

Смеситель 4

1 2

3 4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ

СИНХРОНИЗАТОР Делитель частоты

Ц1

Умножитель ×4

Генератор sin

Калибратор

Рис.1 Функциональная схема макета дальномера

Выходной каскад

К измерительным приборам