Interferométer, kb13
Kereső alapú interferométer meghatározza a szöget, hogy a forrás az elektromágneses hullámok közvetlen mérése közötti fáziskülönbség vett jelek külön AC elrendezett, különböző pontjain térben.
Az azimut és a sugárforrás szögének egyetlen meghatározása csak legalább három antennával lehetséges, amelynek távolsága nem haladja meg a hullámhossz felét. Ha Φ1, Φ2 és Φ3 az egyes antennaelemek kimenetén lévő feszültségek fázisai, akkor az azimutot az alábbi képlet adja meg:
.
És a magassági szög a következő képlettel állítható elő:
.
A gyakorlatban a három antennaelemből álló hangszórókat számos elem egészíti ki annak érdekében, hogy a rendszer optimálisan illeszkedjen a működési frekvenciatartományhoz. Az alacsony bázisú rádiós iránymérők pontosságának növelése érdekében a hullámhossz felénél nagyobb távolságra lévő elemeket használnak. A leggyakrabban használt ilyen típusú AS egy gyűrűs antennarendszer és egy háromszög alakú rács.
Az interferométer háromszög alakú antennarendszere
A háromszög alakú antennarendszereket általában 30 MHz alatti frekvenciákon használják. Magasabb frekvenciáknál ajánlott gyűrűs antennák használatát a következő okok miatt:
- Ugyanazok az elektromágneses feltételek minden rácselem számára rendelkezésre állnak;
- Minimálisra csökkenti a rács antennák és az árboc közötti kölcsönös hatásokat;
- A központtal szembeni szimmetriának köszönhetően ugyanazok a tulajdonságok alakulnak ki, függetlenül az iránytól.
Mivel az egyértékű fázis definíció csak ± 180 fokon belül lehetséges, ez bizonyos követelményeket támaszt. Mint már korábban említettük, egy három elemű antennarendszerben az egyes elemek közötti távolság nem haladhatja meg a működési tartomány legrövidebb hullámhosszának felét. A többelemes interferométerekhez a következő lehetőségek állnak rendelkezésre:
- Kiterjesztett antennacsoportok használata: Ebben az esetben a szomszédos elemek fáziskülönbsége mindig kisebb, mint 180 fok; Így a csapágy kétértelműsége elkerülhető;
- A "lemerült antennacsoportok" használata: Ebben az esetben legalább az egyik szomszédos elempár fáziseltolódása> 180 fok.
A kétértelműségi csapágyak megoldására a következő módszerek állnak rendelkezésre:
- Az AS használata, amelynek az antennaelemek közötti távolság kevesebb, mint a hullámhossz fele;
- Olyan gyűrűs antenna-tömbök használata, amelyekben legalább egy pár antennának fáziseltolódása kisebb, mint 180 fok.
A leghatékonyabb módszer a lemondott antennacsoportok kétértelműségének kiküszöbölésére a korrelációs módszer.
A korrelációs interferométer alapelve, hogy összehasonlítsa a mért fázisbeli különbségeket egy adott antennarendszerrel meghatározott irányba. Az összehasonlítás négyzetes hiba kiszámításával vagy egy két adatkészlet korrelációs koefficiensével (mért és számított) történik. Ha az adatkészletek összehasonlításakor különböző azimut értékeket használunk, a csapágyat olyan adatok alapján határozzuk meg, amelyek esetében a korrelációs együttható értéke maximális.
Ez példát mutat egy 5-elemes antennarendszerre: az adatmátrix mindegyik oszlopa megfelel a hullám érkezési szögének. és összehasonlító vektort képez. Az összehasonlító vektorok elemei az AS elemek várható fáziseltolódása a hullám bizonyos érkezési szögére. Az 5x1 felső mátrix tartalmazza a mért fázisbeli különbségeket, és matematikailag egy mérési vektor.
A csapágy meghatározásának összefüggései
Egy hullám érkezési szögének meghatározásához az alsó mátrix minden egyes oszlopa megszorozva korrelál a mérési vektorral. Ennek eredményeképpen megkapjuk a K (a) korrelációs függvényt, amely az összehasonlító mátrix és a mérési mátrix elemeinek legnagyobb koincidenciáját elérte. Az az összehasonlító vektornak megfelelő szög, amelyre a korrelációs függvény maximális, a csapágy.
Ez a módszer a sugárgeneráló algoritmus különleges esete. feldolgozva az érzékelő tömb jeleit. Ezzel a módszerrel elkezdődött a rádiók irányításának új fejlesztési fordulója.