|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Устройство радиодоплеровского лага
Радиодоплеровские лаги Радиодоплеровские лаги получили применение на судах на воздушной подушке и на подводных крыльях, которые не имеют надежного контакта с водой, что не позволяет использовать традиционные лаги (гидродинамические, гидроакустические и индукционные). Радиодоплеровские лаги обеспечивают измерение скорости судна относительно поверхности воды (или поверхности Земли при движении над сушей). Принцип действия основан на определении скорости судна по доплеровским сдвигам частот радиосигналов, излученных с борта судна, отраженных от подстилающей поверхности и принятых антенной системой лага. Эффект Доплера заключается в изменении частоты принимаемых колебаний по отношению к частоте колебания при относительном перемещении источника и приемника колебаний. Изменение частоты (доплеровский сдвиг частоты) зависит от скорости относительного перемещения источника и приемника колебаний.
Антенна лага А формирует узкий луч шириной Прием производится после отражения от подстилающей поверхности, которая может быть представлена как источник вторичного излучения, состоящей из большого числа независимых элементарных отражателей. При этом происходит изменение расстояния между приемопередающей антенной и отдельными элементарными отражателями. Частота принятого элементарно сигнала изменяется вследствие эффекта Доплера
где Выражение (*) разлагается в ряд:
Для судов всегда выполняется условие:
При этом доплеровский сдвиг частоты составит:
а скорость судна:
Таким образом, доплеровский сдвиг частоты несет информацию о скорости движения судна относительно подстилающей поверхности. Антенные системы радиодоплеровских лагов формируют от одного до четырех лучей. При этом однолучевой лаг обеспечивает измерение только одной составляющей вектора скорости, а именно, проекции вектора скорости на направление луча.
Для определения 2-х составляющих используют 2 луча, не лежащих в одной вертикальной плоскости.
Решая совместно данные уравнения, находим:
Модуль вектора скорости:
Угол дрейфа:
Недостатком одно- и двулучевых систем являются значительные погрешности возникающие при изменении пространственной ориентации лучей вследствие крена, дифферента, качки. В зависимости от расположения лучей и величины углов Устранения этого недостатка достигается при использовании трех и четырехлучевых антенн.
Устройство радиодоплеровского лага
Антенное устройство 1, питание которого осуществляется генератором приемопередатчика 2, обеспечивает излучение и прием отраженных от морской поверхности электромагнитных колебаний по заданному числу лучей. Принятые колебания смешиваются в приемнике приемопередатчика с колебаниями генератора. Выделенные биения разностной частоты после усиления и преобразования подаются в устройство для измерения доплеровских частот 3. С выхода этого устройства сигналы, пропорциональные средним доплеровским частотам, поступают в виде аналоговых величин или в виде импульсных последовательностей в вычислительное устройство 4. Выходные сигналы вычислительного устройства, поступают на индикатор 4 и к внешним потребителям.
Антенное устройство Характерной особенностью использования радиодоплеровских лагов является малая высота расположения антенн лага над подстилающей поверхностью. Это исключает применение импульсного режима измерения, ввиду крайне малого времени распространения сигнала до подстилающей поверхности и обратно. В связи с этим радиодоплеровские лаги работают в непрерывном режиме и имеют совмещенные приемопередающие антенны.
Приемопередатчик
Отраженные колебания, воспринятые антенной А, через циркулятор Ц поступают в смеситель СМ. Сюда же направляется ослабленный циркулятором прямой сигнал генератора Г. Выделенное смесителем напряжение разностной частоты поступает в усилитель У и далее в измерительное устройство.
Радиодоплеровские лаги Радиодоплеровские лаги получили применение на судах на воздушной подушке и на подводных крыльях, которые не имеют надежного контакта с водой, что не позволяет использовать традиционные лаги (гидродинамические, гидроакустические и индукционные). Радиодоплеровские лаги обеспечивают измерение скорости судна относительно поверхности воды (или поверхности Земли при движении над сушей). Принцип действия основан на определении скорости судна по доплеровским сдвигам частот радиосигналов, излученных с борта судна, отраженных от подстилающей поверхности и принятых антенной системой лага. Эффект Доплера заключается в изменении частоты принимаемых колебаний по отношению к частоте колебания при относительном перемещении источника и приемника колебаний. Изменение частоты (доплеровский сдвиг частоты) зависит от скорости относительного перемещения источника и приемника колебаний.
Антенна лага А формирует узкий луч шириной Прием производится после отражения от подстилающей поверхности, которая может быть представлена как источник вторичного излучения, состоящей из большого числа независимых элементарных отражателей. При этом происходит изменение расстояния между приемопередающей антенной и отдельными элементарными отражателями. Частота принятого элементарно сигнала изменяется вследствие эффекта Доплера
где Выражение (*) разлагается в ряд:
Для судов всегда выполняется условие:
При этом доплеровский сдвиг частоты составит:
а скорость судна:
Таким образом, доплеровский сдвиг частоты несет информацию о скорости движения судна относительно подстилающей поверхности. Антенные системы радиодоплеровских лагов формируют от одного до четырех лучей. При этом однолучевой лаг обеспечивает измерение только одной составляющей вектора скорости, а именно, проекции вектора скорости на направление луча.
Для определения 2-х составляющих используют 2 луча, не лежащих в одной вертикальной плоскости.
Решая совместно данные уравнения, находим:
Модуль вектора скорости:
Угол дрейфа:
Недостатком одно- и двулучевых систем являются значительные погрешности возникающие при изменении пространственной ориентации лучей вследствие крена, дифферента, качки. В зависимости от расположения лучей и величины углов Устранения этого недостатка достигается при использовании трех и четырехлучевых антенн.
Устройство радиодоплеровского лага
Антенное устройство 1, питание которого осуществляется генератором приемопередатчика 2, обеспечивает излучение и прием отраженных от морской поверхности электромагнитных колебаний по заданному числу лучей. Принятые колебания смешиваются в приемнике приемопередатчика с колебаниями генератора. Выделенные биения разностной частоты после усиления и преобразования подаются в устройство для измерения доплеровских частот 3. С выхода этого устройства сигналы, пропорциональные средним доплеровским частотам, поступают в виде аналоговых величин или в виде импульсных последовательностей в вычислительное устройство 4. Выходные сигналы вычислительного устройства, поступают на индикатор 4 и к внешним потребителям.
Антенное устройство Характерной особенностью использования радиодоплеровских лагов является малая высота расположения антенн лага над подстилающей поверхностью. Это исключает применение импульсного режима измерения, ввиду крайне малого времени распространения сигнала до подстилающей поверхности и обратно. В связи с этим радиодоплеровские лаги работают в непрерывном режиме и имеют совмещенные приемопередающие антенны.
Приемопередатчик
Отраженные колебания, воспринятые антенной А, через циркулятор Ц поступают в смеситель СМ. Сюда же направляется ослабленный циркулятором прямой сигнал генератора Г. Выделенное смесителем напряжение разностной частоты поступает в усилитель У и далее в измерительное устройство.
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-17; Просмотров: 1583; Нарушение авторского права страницы
ориентированный параллельно диаметральной плоскости судна под углом 
к поверхности моря (подстилающей поверхности).
,
, 
- частота излученных и принятых колебаний, С – скорость света, 
- проекция скорости судна на направление i-го элементарного отражателя, 
- угол между направление движения судна и направлением i-го элементарного отражателя.
.
, следовательно можно пренебречь высшими членами разложения: 
.
.
,
,
.
.
эти погрешности могут достигать нескольких процентов на один градус наклона судна.
