7 / 11
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2016. № 3
19
частоты на выходе приемника будут отсчеты колебаний с амплитудой,
пропорциональной амплитудам
3
B
и
4
,
B
и частотой
Д
:
F
Д
3,4
c 3,4
c
( )
sin 2
.
s
F
u n E B
n
F
На входе в блок обработки необходимо поставить полосовые филь-
тры для устранения постоянной составляющей и ВЧ-помех. Такие
фильтры должны пропускать спектр частот Доплера. Далее в каждом
канале выделяется мощность и сравнивается между собой. При их ра-
венстве генерируется импульс срабатывания. Гармоники могут стать
равными до требуемого момента срабатывания, особенно при малых
амплитудах входного сигнала (см. рис. 1). Отметим, что до требуемой
точки пересечения есть участок, на котором одна из гармоник значи-
тельно превосходит другую. Это свойство можно использовать для со-
здания запирающего канала. Основной канал сравнения будет нахо-
диться в запертом состоянии, пока четвертая гармоника не превысит
третью на 3 дБ, таким образом, не будет ложных срабатываний. На вы-
ходе блока обработки формируется сигнал срабатывания.
Проверка работоспособности алгоритма на математической
модели.
Математическое моделирование проведено в САПР
SystemVue [11, 12]. Выбраны следующие основные параметры модели:
высота фиксации 6 м; скорость аппарата 200 м/с; угол подлета 50
;
диаграмма направленности шириной 90°; облучаемая поверхность —
грунт. Математическая модель составлена по структурной схеме
(рис. 3). Результаты моделирования приведены на рис. 4,
а
. Амплитуды
гармоник соответствуют амплитудам, показанным на рис. 1. Они ста-
новятся равными на требуемом расстоянии (6 м). При воздействии
шума на входе приемника гармоники искажаются (рис. 4,
б–г
). Зави-
симость расстояния фиксации высоты от отношения сигнал–шум пока-
зана на рис. 5.
При низком значении отношения сигнал–шум увеличивается раз-
брос расстояния фиксации и происходят ложные срабатывания. Си-
стема работает с приемлемой погрешностью при отношении сигнал–
шум выше –30 дБ, поэтому предлагаемое автономное устройство фик-
сации высоты обладает высокой помехозащищенностью.
Выводы.
Разработан алгоритм обработки результирующего сигна-
ла разностной частоты, который можно использовать в устройстве
фиксации высоты для высокоскоростных малоразмерных летательных
аппаратов, обеспечивающем высокую точность и помехозащищен-
ность. Для обеспечения высокой разрешающей способности по даль-
ности и скорости использована ЛЧМ. Алгоритм обработки основан на
спектральном способе, в котором сравниваются амплитуды соседних
гармоник сигнала разностной частоты. Рассчитаны основные парамет-
ры зондирующего колебания, а также модуляционного напряжения.