Слепые высоты

Чтобы получить высокую промежуточную частоту приемника f np= 3F_M и, таким образом, вынести спектр полезного сигнала доста­точно далеко из области низкочастотных шумов, частоту модуляции F_M выбирают относительно большой (порядка 1 МГц). При этом период модуляции Тм оказывается малым (1 мкс) и время запазды­вания сигнала t_R может во много раз превышать Тм. На высотах, при которых t_R= кТ_М, где к =1, 2, 3, …, отражённый сигнал отличается от зондирующего только допплеровским сдви­гом частоты (рис. 27). В этом случае сигнал преобразуется в низкочастотную область и не проходит через УПЧ, так как ампли­туды всех гармоник преобразованного сигнала J_n(M) равны нулю.

Соответствующие высоты называют слепыми, так как при этих высотах пропадает отраженный сигнал. Наличие слепых высот яв­ляется недостатком ДИСС с ЧМ-сигналом. Значения слепых высот можно получить, использовав формулу (10) для индекса частотной модуляции преобразованного сигнала М. Выразим t_R через вы­соту Н и угол наклона луча b (рис, 28)

.

Подставив t_R в формулу (10), получим

. (13)

Высота равна слепой Н_сл при М =0. Из формулы (6) получим

. (14)

Например, при типовых значениях b = 64^o, F_M = 1 МГц, Н_сл = К × 135 (м), т.е. слепые высоты повторяются через каждые 135 м.

Практически на слепых высотах преобразованный сигнал полностью не исчезает, поскольку диаграмма имеет конечную ширину, и отражение происходит не от точки, а от участка поверхности (рис. 28). На этом участке слепой высоте соответствует “слепая” линия H_сл/sinb=R=const. Для других значений R мощность преобразованного сигнала тем больше отличается от нуля, чем дальше элементарный отражатель находится от слепой линии. На рис. 29 показано изменение мощности отражённого сигнала в зави­симости от высоты с учётом конечной ширины диаграммы.

Изменения мощности преобразованного сигнала, связанные со слепыми высотами, приводят к дополнительному смещению средней допплеровской частоты спектра и дополнительным погрешностям, которые могут быть весьма значительными. Для устранения влия­ния слепых высот применяют вобуляцию частоты модуляции F_М по периодическому закону в пределах F_М ± DF_М. Обычно используют симметричный пилообразный закон модуляции в такт с переключе­нием лучей (рис. 30).

Вобуляция частоты модуляции может приводить к неприятным последствиям, связанным с изменением индекса частотной моду­ляция в пределах от

до .

Например, при DF_М = 0, 2 F_М m_max/m_min =1, 5, при этом мощность третьей гармоники изменяется на 35-40%, Для поддержа­ния мощности третьей гармоники на постоянном максимальном уров­не применяют устройство стабилизации m. Оно изменяет амп­литуду напряжения модуляции, а вместе с ней и девиацию частоты Df пропорционально изменению частоты модуляции, обеспечи­вая постоянство m.