Фазовый метод

При использовании фазового метода о расстоянии до объекта судят по изменению фазы отраженного сигнала за время распространения электромагнитных волн до объекта и обратно.

В фазометре Ф (рис. 3.13) сравниваются две волны - прямая, поступающая непосредственно от генератора, и отраженная, поступающая в приемник после отражения от объекта. Эти радиоволны имеют различные фазы.

Рис. 3.13. Функциональная схема РЛС непрерывного излучения, предназначенная для определения дальности фазовым методом.

Допустим, передатчик РЛС непрерывно генерирует синусоидальные колебания, а отражающий объект неподвижен. Отраженный сигнал будет иметь в этом случае ту же частоту, что и сигнал, посланный передатчиком, но будет отличаться от него амплитудой и фазой.

Судить по амплитуде отраженного сигнала о расстоянии до объекта невозможно, так как она зависит от размеров и других характеристик отражающего объекта. Фаза же отраженного сигнала зависит только от расстояния до объекта.

Если напряжение, генерируемое передатчиком, изменяется по синусоидальному закону с нулевой начальной фазой:

u = U sin w t,

то напряжение отраженного сигнала на выходе приемника будет описываться выражением:

u_отр = U sin w (t – t_з) = U sin (w t - Dj),

где: t_з - время запаздывания отраженного сигнала за счет распространения электромагнитной энергии до цели и обратно.

Поскольку t_з = 2D/с, фазовый сдвиг между прямым и отраженным сигналами равен:

.

Учитывая, что c/f = l, находим окончательно:

(*).

Чем дальше находится цель, тем больше фазовый сдвиг Dj между отраженным сигналом и сигналом, генерируемым передатчиком, в момент возвращения отраженного сигнала. В соответствии с формулой (*) выражение для дальности объекта имеет вид:

.

Для определения фазового сдвига Dj в качестве индикатора может использоваться фазометр, градуированный в единицах дальности. К фазометру подводятся одновременно колебания от передатчика (через аттенюатор) и с выхода приемника.

Использование фазового метода в диапазоне УКВ позволяет определить дальность цели с высокой степенью точности, но неоднозначно, так как фазовый сдвиг, кратный 2p, нельзя измерить.

В РЛС, состоящих на вооружении войсковой ПВО, реализован, в основном, импульсный метод определения дальности до воздушной цели.