и fo = fc + FD , лежащие по обе стороны частоты зондирующего
сигнала fс.
В первом случае частота отраженного сигнала оказывается ниже частоты fс, следовательно объект удаляется от ДРЛС. Во втором случае наоборот — частота отраженных сигналов оказывается выше частоты fс, следовательно объект приближается к ДРЛС.
Знак доплеровской частоты можно определить также фазовым методом, путем обработки принятых отраженных сигналов в двухканальной схеме приемного устройства [11].
В Англии фирмой «Маркони» одной из первой была разработана и изготовлена доплеровская РЛС трехсантиметрового диапазона волн, предназначенная для измерения скорости сближения судна с причалом, получившая название SAMI ( Doppler Speed of Approach Measurement Indicator) [9]. Она обладала такими
характеристиками: |
|
|
1. |
Дальность действия в зависимости от состояния погоды, м: |
|
|
- максимальная |
1390-3706 |
|
- минимальная |
15,25 |
2. |
Шкалы измеряемых скоростей, м/мин |
154,4-308,8 |
3. |
Разрешающая способность по скорости |
0,3 м/мин |
4. |
Ширина диаграммы направленности антенны,° |
2,8-3,4 |
5. |
Диаметр зеркала антенны, см |
60-75 |
9.1.ДРЛС типа “Истра” для измерения скорости причаливания судов
Устройство типа “Истра” представляет собой доплеровскую РЛС для измерения скорости причаливания судна. В состав комплекта ДРЛС “Истра” входят следующие приборы: радиолокатор (РЛ), индикаторный прибор (ИП), тумба (Т), распределительный щит (РЩ), соединительный ящик (СЯ), агрегат питания (АП) типа АТО-1- 400 [13].
Прибор РЛ является датчиком частот скорости и представляет собой переносной доплеровский радиолокатор. Конструктивно прибор РЛ выполнен в водозащищенном исполнении и хранится во внутренних помещениях судна в укладочном ящике.
Прибор ИП предназначен для выдачи информации об измеряемой скорости. Он имеет водозащищенное исполнение и устанавливается стационарно на крыльях мостика.
Прибор РЛ - переносный доплеровский радиолокатор, структурная схема которого представлена на рис. 9.5,содержит следующие элементы:
высокочастотный генератор непрерывных колебаний 3-х сантиметрового диапазона волн мощностью 10 мВт с использованием диода Ганна;
развязывающее устройство, состоящее из направленного ответвителя и циркулятора, которые обеспечивают работу приемопередатчика ДРЛС на одну общую антенну с шириной диаграммы направленности 6° веерного типа;
двухканальное приемное устройство, состоящее из смесителей, усилителей доплеровской частоты, генератора контрольных сигналов.
Кроме этого, в состав схемы ДРЛС входят: блок измерения скорости, индикаторы скорости и гравитационный датчик угла места.
Характеристика приемных каналов квадратурная, то есть, при приеме отраженных сигналов от приближающегося или удаляющегося объекта на выходе смесителей приемника создаются два идентичных колебания доплеровской частоты с разностью фаз
+90° или -90°.
Рис.9.5. Cтруктурная схема переносного доплеровского радиолокатора
После усиления колебания доплеровской частоты поступают в блок измерения скорости, содержащий на выходе стрелочный прибор, отградуированный в метрах в минуту с нулем посредине. Отклонение стрелки прибора вправо соответствует сближению ДРЛС с отражающим объектом; отклонение стрелки влево — удалению отражающего объекта.
При измерении скорости причаливания судна по сигналам, отраженным от причальных сооружений, уровень мощности сигналов сильно флюктуирует и может достигать 30 дБ и более [13]. Поэтому в последних моделях ДРЛС “Истра” индикаторное устройство содержит логическую схему для анализа принимаемых сигналов. Это позволяет повысить надежность работы индикатора и исключить сбои при измерении скорости причаливания судна.
Для исключения ошибки в измерении скорости, вызываемой наведением прибора РЛ при швартовке под большим углом места к горизонту, в схеме ДРЛС предусмотрен гравитационный датчик угла места с потенциометром, включенным в схему индикатора скорости. При наведении прибора РЛ под углом к горизонту изменяется значение сопротивления датчика, корректирующего показания прибора.
В табл. 3 приведены технические характеристики ДРЛС “Истра”
[12].
Технические характеристики ДРЛС “Истра” |
Табл. 3 |
|
|
||
Технические характеристики |
|
Значения |
Несущая частота передатчика, ГГц |
|
9,48 |
Излучаемая мощность, мВт |
|
10 |
Ширина диаграммы направленности антенны , |
|
6 |
град |
|
0-105;0-30;0-15 |
Диапазон измеряемы скоростей, м/мин |
|
10 |
Точность измерения скорости, % |
|
|
Дальность действия, м: |
|
800 |
максимальная |
|
0,5 |
минимальная |
|
|
Угол наведения датчика скорости, град: |
|
10-45 |
в вертикальной плоскости |
|
90 |
в горизонтальной плоскости |
|
|
Коррекция ошибки в измерении скорости при |
|
Имеется |
наклоне прибора РЛ в вертикальной плоскости |
|
Информация о направлении наведения РЛ на |
Имеется |
индикаторном приборе |
|
Контроль работоспособности прибора РЛ по |
Имеется |
имитатору доплеровского сигнала |
От судовой сети |
Источник питания |
|
Перед швартовкой приборы РЛ устанавливаются на носовую и кормовую тумбы того борта, которым судно швартуется к причалу. Если размеры причала не позволяют измерять скорость причаливания с двух точек, то прибор РЛ устанавливается на тумбу, находящуюся в средней части судна.
После включения станции и проверки ее работоспособности оператор наводит прибор РЛ на какой-либо объект причала, хорошо отражающий сигналы в заданном направлении, и отсчитывает скорость причаливания со стрелочного прибора индикаторного устройства прибора РЛ. Затем полученные данные о курсовом угле на отражающий объект, величине скорости и ее знаке транслируются на индикаторы ИП с двух приборов РЛ, обеспечивающих раздельное измерение скорости носа и кормы судна.