Nhận xét về khả năng phân biệt cự ly

Báo cáo thực tập tốt nghiệp

còn nhợc điểm cơ bản của hệ thống pha là không thể phân biệt tho cự ly. Để

đảm bảo phân biệt theo cự ly, ngời ta thờng áp dụng phơng pháp tần số và phơng

pháp xung để đo cự ly.

1.2.2.Phơng pháp tần số

Trong phơng pháp này, tín hiệu phát xạ là tín hiệu điều tần liên tục, để xác

định cự ly ta cần đo lợng thay đổi tần số dao động phát xạ sau thời gian sóng truyền

tới mục tiêu và phản xạ lại. Phơng pháp này cho phép thực hiện đo cự ly và phân

biệt cự ly mà vẫn đo đợc tốc độ mục tiêu.

Giả sử tần số điều chế f thay đổi liên tục theo quy luật tuyên tính với tốc

độ =



df

thì biến thiên tần số dao động phát xạ sau thời gian truyền tín

dt



hiệu:



R =



2.R 0

C



(1.8)



là f=.R



Ta tiến hành đo hiệu tần số dao động phát xạ và dao động phản xạ đợc: fh=f

và cự ly mục tiêu sẽ là:

R0 =



C

fh

2



(1.9)



Thực tế ta không thể điều tần tuyến tính liên tục mà chỉ có thể điều tần theo

quy luật tối u tuần hoàn với chu kỳ Tm. Ngời ta thờng áp dụng 2 dạng điều chế:

Răng ca và hình sin

f

fmax fp



fpx



fm



t



fmin

R Tm/2 Tm



Dao động

điều tần



f



Tách sóngpx

tần số



Khuyếch đại

cao tần

Máy

thu



fh

Fph



t



Tần kế



Chỉ thị

cự ly



Hình 1.2 Phơng pháp tần số đo cự ly



25



Mục

tiêu



Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Ta có quy luật biến đổi tần số của tín hiệu phát xạ:

fp=f + .t với nTm t n Tm + Tm/2



(1.10)



Tm: chu kỳ điều chế tuần hoàn.

n là số nguyên dơng.

Quy luật biến đổi tần số của tín hiệu phản xạ:

fpx=f + (t- R) với: nTm t nTm +Tm/2



(1.11)



Hiệu tấn số 2 tín hiệu phát xạ và phản xạ là:

fh=fp-fpx= . R



(1.12)



Đo fh ta có thể xác định đợc R và R0:



R0 =



Cf h

2



(1.13)



Hiệu 2 tần số đúng bằng tần số phách của 2 tín hiệu.

Trong các đoạn nTm+Tm/2 t (n+1)Tm tín hiệu 2 tần số có giá trị âm nhng giá

trị tuyệt đối của nó vấn không đổi và bằng tần số phách F ph. Do đó ta chỉ cần đo tấn

số phách và xác định R0 theo (1.13).

Trong (1.13) ta thay fh= Fph và =



2.f m

Tm



Ta đợc công thức tính cự ly trong phơng pháp điều tần:



R0 =



CTm

Fph

4 f m



(1.14)



Tơng tự với trờng hợp điều tần hình sin ta cũng có công thức xác định nh (1.14)

Trong trờng hợp trên, ta mới chỉ xét có tín hiệu phản xạ về từ 1 mục tiêu. Trờng

hợp này thờng áp dụng ở máy đo cao phục vụ cho máy bay hạ cánh vì chỉ có 1 mục

tiêu phản xạ đứng yên là mặt đất.

Nếu đồng thời có nhiều mục tiêu, thì đầu vào mày thu có nhiều tín hiệu phản xạ

về, do đó dẫn đến hiện tợng giao thoa giữa tín hiệu phát xạ và từng tín hiệu phản



26



Báo cáo thực tập tốt nghiệp

xạ. Còn giao thoa giữa các tín hiệu phản xạ với nhau cũng có nhng các tín hiệu này

yếu nên có thể bỏ qua.

Trờng hợp này ta không thể dùng điều chế hình sin đợc vì tần số phách của tín

hiệu phản xạ từ mỗi mục tiêu sẽ biến đổi theo chu kỳ. Với quy luật điều chế là đờng gấp khúc tam giác cân, sau tách sóng thì tín hiệu tổng sẽ gồm nhiều tần số

phách, mỗi tần số sẽ tơng ứng với một mục tiêu. Các tần số đó có thể đợc xác định

bằng máy phân tích phổ 1 đờng hoặc nhiều đờng để quan sát các tần số phách.

Khả năng phân biệt của phơng pháp tần số

Khả năng phân biệt của phơng pháp tần số phụ thuộc vào khả năng phân biệt đợc các tần số phách của tần kế hoặc của máy phân tích phổ/ Phơng pháp này đạt đợc khả năng phân biệt cự ly rất cao (có thể đạt tới vài m).

1.2.3.Đo cự ly bằng phơng pháp đơn xung

Trong phơng pháp này, dao động cao tần của máy phát nhờ có anten đợc phát

ra ngoài không gian dới dạng sóng điện từ theo từng xung hẹp có độ rộng x và chu

kỳ lặp lại TL, với x << TL. Trong khoảng thời gian không phát xạ, anten nhận sóng

phản xạ tự các mục tiêu về với năng lợng rất nhỏ và dạng xung vẫn giống nh khi

phát xạ. Xung phản xạ chậm so với xung phát xạ

0

một khoảng thời gian = 2.Rphụ

thuộc cự ly mục tiêu, do đó cự ly mục

R

2

C. R

R

=

0 (1. 19)

tiêu sẽ đợc tính theo công thức:

. Phơng pháp xung có thể xác

2

định đồng thời cự ly của nhiều mục tiêu tơng đối đơn giản và dùng chung một

anten cho cả thu và phát.

Sơ đồ khối đơn giản và giản đồ điện áp có dạng nh hình 1.3

Sai số đo cự ly và các nguyên nhân gây sai số trong phơng pháp xung:

- Sai số đo cự ly:

Nếu ký hiệu R là đánh giá đo thời gian giữ chậm R của mục tiêu. Khi

đó cự ly của mục tiêu đo đợc là:



C

R 0 = . R

2

27



(1.15)



Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Sai số đo cự ly và sai số đo thời gian giữ chậm là:

R=



R 0 R- 0



R=



R R



(1.16)



Sai số đo cự ly có thể tính theo sai số đo thời gian giữ chậm:



R =



C

R

2



(1.17)



Để đặc trng cho sai số đo chúng ta ký hiệu D là phơng sai của đánh giá thời

gian giữ chậm. Phơng sai sẽ đặc trng cho độ chính xác của phép đo. Các phép đo

tối u là các phép đo không chệch nên phơng sai đánh giá trong phép đo này bằng

trung bình bình phơng của nó:

+



D(R ) = (R R ) 2 .P(R )





28