Физические основы радионавигации

1. Основные свойства радиоволн

В основу всех радиотехнических методов измерений положены следующие основные свойства радиоволн:

- конечная и достаточно стабильная скорость распространения в однородной среде, для инженерных расчетов ее принято считать равной 300000 км/с;

- постоянство направления распространения - радиоволны распространяются по кратчайшему расстоянию между точками излучения и приема, на рис.2 представлены траектории распространения радиоволн различных диапазонов.

а ) прямолинейное (МВ, ДМВ, СМВ) б) поверхностные радиоволны (ДВ, СВ)

в) пространственные радиоволны г) излучение волноводного типа (СДВ)

(КВ, СВ, ДВ)

Рис. 2. Траектории распространения радиоволн различных диапазонов

- способность направленного излучения и приема - это способность радиоволн концентрировать энергию излучения (приема) в пределах малых телесных углов за счет применения антенных устройств специальной конструкции. Направленные свойства антенны принято характеризовать функцией диаграммы направленности (ДНА) рис.3. Диаграмма направленности антенны (ДНА) представляет собой зависимость амплитуды вектора напряженности электрического поля антенны в дальней зоне от угловых координат точки наблюдения P, то есть зависимость E (θ,φ).

ДН обозначается символом f (θ,φ). Ее нормируют — все значения E (θ,φ) делят на максимальное значение E_m и обозначают нормированную ДН символом F (θ,φ). Очевидно,

0 ≤F(θ,φ) ≤1

ДН обычно описываются не только в плоскости, но и в трехмерном отображении. Для упрощения рассмотрения оных принимают две проекции ДН:

• горизонтальную (азимутальная)
• вертикальную (по углу места)

Рис. 3. Диаграмма направленности антенны

- способность радиоволн преломляться и отражаться (рис.4)

Р ис.4. Отражение радиоволн

При прохождении границ физических сред радиоволны претерпевают отражение и преломление.

- эффект Доплера рис.5. Если между источником радиоизлучения и приемником есть взаимное изменение расстояния, то частота принимаемых колебаний будет отличаться от частоты излучаемых колебаний. Эту разницу называют доплеровским сдвигом частот, и он пропорционален радиальной составляющей скорости изменения расстояния, которая равна проекции вектора скорости на направление излучения.

r (t)

Рис. 5. Эффект Доплера

Если = 0, то f_прм = f_изл, при 0 f_прм ≠ f_изл.

Дата добавления: 2014-01-06