Global Informatics

- Информатика и вычислительная техника

Измерение радиальной скорости

Радиальной скоростью Vr называют проекцию вектора V скорости цели на направление «измерительная система - цель». Т.к. Vr=dR/dt (где R - расстояние между измерительной системой и целью), в принципе Vr можно определить, дифференцируя показания радиодальномера, либо оценивая конечную разность дальностей на границах фиксированного интервала времени. Однако, повсеместно для измерения скорости Vr используется эффект Доплера а несущей частоте, т.к. при этом обеспечивается несравненно большая точность измерений.

Разность частот излученного и принятого колебаний называется доплеровским приращением частоты fд.

Если передатчик излучает гармонические колебания частоты fд, а приемник движется относительно него с переменной скоростью V(t) под углом Q(t) к линии передатчик - приемник, для большинства практических приложений зависимость f0r от скорости V(t) может быть с удовлетворительной точностью определена простым соотношением:

,

где Vr(t) - радиальная составляющая скорости

l - длина волны излучаемых колебаний

Основная трудность измерения fд в выше беззапросной радиолинии связана с необходимостью иметь в месте приема сигнал, частота которого с высокой точностью (до 10-11-10-10) равна частоте удаленного передатчика. Значительно проще измерять fд в радиолокационной или запросно-ответной системах, в которых передатчик и приемник находятся рядом.

Переход от связного к радиолокационному или запросно-ответному каналам, в которых радиоволны дважды проходят путь между измерительной системой и объектом, дает при прочих равных условиях удвоение приращения доплеровской частоты, т.е.

fд =2Vr(t)/l.

В частном случае прямолинейного равномерного движения, когда V(t)=V0=const, формула для fд упрощается и частота является функцией только угла Q.

В общем случае эта зависимость характеризуется косинусной полярной диаграммой (рисунок со стр. 12). Из диаграммы видно, что как при сближении, так и при удалении объекта частота fд достигает максимума, когда вектор скорости направлен вдоль радиолуча (Q=0, Q=p) и fд =0 при . При практических расчетах удобно пользоваться формулой

,

где частота выражена в Гц, скорость в м/с, длина волны в см.

Определим порядок доплеровского приращения. Пусть V=103 м/с, l=2 см, Q=0, тогда Гц, при V=102 м/с fд =104 Гц.

Таким образом, в типовых задачах максимальные доплеровские приращения частоты лежат в диапазоне звуковых и ультразвуковых частот.

Статья в тему

Электромеханический следящий привод робота
Разработать электромеханический следящий привод «плечевой» степени подвижности двухзвенного плоского манипулятора робота, кинематическая схема которого изображена на рис. 1. Рис 1. Расчётная кинематическая схема манипуляционного механизма. Основные технические требова ...

Главные разделы


www.globalinformatics.ru © 2021 - Все права защищены!