ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Выбор места размещения автоматического радиопеленгатора (АРП) затруднен наличием в аэропортах переотраженных от различных аэродромных сооружений и окружающего местного рельефа электромагнитных волн.

Кроме того, выбор места установки АРП необходимо производить с учётом требований по электромагнитной совместимости при одновременной его работе с другими радиотехническими средствами аэропорта, которые размещаются в непосредственной близости от радиопеленгатора.

В настоящей статье авторами ставилась задача разработки математической модели работы АРП в условиях переотражений.

Исходными данными для разработки являются:

a- пеленг источника прямого сигнала;

l_ист- расстояние от АРП до источника прямого сигнала;

b- пеленг переотражателя;

l_отр- расстояние от АРП до переотражателя;

n- количество вибраторов антенной решетки;

r- радиус антенной решетки;

l- длина волны пеленгуемого сигнала.

Фаза сигнала, наводимого на центральном вибраторе антенной системы (АС), по отношению к начальной фазе источника (которая принимается за ноль) равна

Фазы сигналов, наводимых на кольцевых вибраторах АС от источника прямого сигнала:

гдеi- номер вибратора кольцевой АС. Вибратору, расположенному на северном направлении, присваивается номер 1.

Вычислим расстояние от источника до отражателя:

Тогда, фаза отраженного сигнала на центральном вибраторе будет равна:

а фазы сигналов на кольцевых вибраторах будут равны

Очевидно, что результирующий сигнал на каждом вибраторе представляет собой сумму двух синусоид одинаковой частоты, но разных амплитуд и фаз. Амплитуда и фаза результирующего сигнала вычисляются по формуле:

если |j_ист-j_отр|Јp, то

если |j_ист-j_отр|>p, то

гдеu_ист- амплитуда напряжения, наводимого источником прямого сигнала на центральном вибраторе АС,

k- коэффициент отражения переотражателя (0ё1),

j_ист- фаза, наводимая от источника прямого сигнала. Для центрального вибратораj_ист=j_Сист, для кольцевыхj_истi=j_Кистi.

j_отр- фаза, наводимая от источника переотраженного сигнала. Для центрального вибратораj_отр=j_Сотр, для кольцевыхj_отрi=j_Котрi.

Немаловажным этапом моделирования является переход от точечного отражателя к плоским объектам (здание). В этом случае необходимо предварительно определить сам факт попадания отраженного сигнала на антенную решетку, и лишь затем вычислить его влияние на результат определения пеленга.

Пусть точка О ₂ представляет собой зеркальное отражение начала координат О (место нахождения АС) относительно прямой, проходящей через точки А ₁ и А ₂, где А ₁ и А ₂ - крайние точки протяженного объекта. Тогда очевидно, что отраженный сигнал попадает на антенну только в том случае, когда пересечение прямых СО ₂ и А ₁А ₂ происходит в пределах отрезка А ₁А ₂ (С - точка нахождения источника излучения). Найдём координаты точки пересечения прямых ОО ₂ и А ₁А ₂:

гдеx₁,y₁иx₂,y₂- координаты точек А ₁ и А ₂ соответственно.

Координаты точки О ₂ будут равны:

Условия нахождения источника и антенны по одну сторону от плоскости объекта или попадания на антенну отражённого сигнала, если плоскость объекта бесконечно протяженная, представляются в виде:

Если , то ;

Если , то .

При невыполнении этих условий принимается решение об отсутствии отраженного сигнала. Однако, в этом случае необходимо проверить, а не закрывает ли объект прохождение прямого сигнала.

Для определения точки отражения сигнала от плоскости объекта, найдем координаты точки пересечения прямых СО ₂ и А ₁А ₂:

В полученных выражениях необходимо рассмотреть несколько частных случаев, когда знаменатели равны нулю:

1.x₁=x₂. Отражающая плоскость параллельна оси ординат. В этом случае вычисления значительно упрощаются:

При этом еслиx₁=0, то отражения нет, так как антенна находится в плоскости объекта. Условия нахождения источника излучения и антенной системы по одну сторону от плоскости объекта в этом случае будут иметь вид:

Еслиx₁<0, то="" с="">_х>х ₁;

Еслиx₁>0, то С _х<х>₁;

2.ox₂=c _x. Отрезок, соединяющий источник сигнала с точкой О ₂ параллелен оси ординат. В этом случае точка отражения находится по выражениям:

3. . Отрезок, соединяющий источник сигнала с точкой О ₂ параллелен отражающей плоскости. Отражения нет вообще, так как фактически это означает, что источник и антенна находятся по разные стороны от объекта.

Найдя координаты точки отражения сигнала, необходимо выяснить, находится ли эта точка в пределах объекта. Если да, то принимаем отражатель за точечный источник отражения, после чего вычисляем влияние отраженного сигнала на точность пеленгования.

Влияние отраженного сигнала на точность измерения пеленга определяется как разность между пеленгом источника сигнала (заданным ранее) и вычисленным по алгоритмам, заложенным в конкретном радиопеленгаторе.