ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ ДОПЛЕРОВСКОЙ РЛС МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА ДЛЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ХОДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ ДОРОЖНО-ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

February 15, 2013 by admin Комментировать »

Бударецкий Ю. И., Мытник Я. Ф.

Львовский научно-исследовательский радиотехнический институт г. Львов, 79060, Украина тел.: 8- 0322-633372, e-mail: auc2001@mail.ru Государственное предприятие Испытательный центр «Укравтотест»

г. Львов, Украина тел.8-0322-63-63-37

Аннотация – Рассмотрены особенности построения доплеровской РЛС миллиметрового диапазона длин волн для метрологического обеспечения ходовых испытаний до- рожно-транспортных средств (ДТС). Принятые технические решения обеспечивают точность оценки параметров движения ДТС при всех видах ходовых испытаний.

I.                                        Введение

На мировом рынке наукоемкой продукции допле- ровские РЛС находят широкое применение для оценки параметров движения наземных объектов установки. Однако актуальным остается вопрос улучшения их ТОЧНОСТИ и снижения массогабаритных характеристик приемо-передающих устройств за счет использования более коротких длин волн и соответствующих схемотехнических и конструкторских решений. Перспективным с этой точки зрения является использование той части миллиметрового диапазона (ММД), в которой затухание электромагнитных волн в приземном слое атмосферы достигает максимума

–    60 ГГц. При ЭТОМ сохраняются все преимущества ММД (требуемый энергетический потенциал при ограниченных размерах апертуры антенны, высокая чувствительность к доплеровским эффектам) и достигается высокая помехозащищенность доплеровской РЛС, в ТОМ числе электромагнитная совместимость с аналогичными средствами.

Рис. 1. Приемопередающий блок. Fig. 1. Transmit-receive blocl<

II.                                Основная часть

Рис. 2. Блок обработки и модуль отображения. Fig. 2. The processing block and module of display

Во время движения объекта установки РЛС относительно полотна дороги величина доплеровской частоты определяется известным выражением [1]: Гд=[2Х*Го/С] cosy, где fд [Гц] доплеровское смещение частоты, Vr [м/с] – радиальная составляющая скорости перемещения объекта установки относительно полотна дороги, fo [Гц] – несущая частота зондирующего сигнала, С=3*10® [м/с] – скорость распространения радиоволн, γ – угол между вектором скорости объекта установки РЛС и направленим на облучаемое полотно дороги.

В процессе проведения испытаний угол γ постоянно изменяется за счет продольных колебаний ДТС, ЧТО приводит к погрешностям измерения скорости и других параметров движения. Особенно это сказывается при проведении тормозных испытаний.

Коллективами специалистов Львовского научно- исследовательского радиотехнического института и ГП ИЦ «Укравтотест» создана и прошла экспериментальную проверку РЛС диапазона 60 ГГц, работающая с непрерывным зондирующим сигналом и позволяющая решать задачи измерения параметров движения объекта установки с погрешностью достаточной ДЛЯ метрологического обеспечения ходовых испытаний ДТС [2]. Достигнутые результаты получены благодаря:

–         уменьшению погрешностей измерений, вызванных продольной качкой объекта установки за счет использования двух приемопередающих антенн, направленных «вперед», «назад» под углом 45° к полотну дороги относительно вектора скорости объекта установки;

–         использованию 5-ти миллиметрового диапазона ДЛИН ВОЛН, повышающего доплеровскую чувствительность РЛС и уменьшающего влияние паразитных помех;

–         использованию специфичных методов и алгоритмов цифровой обработки сигналов.

Конструктивно РЛС состоит из приемопередающего блока с антенной системой из двух приемопередающих рупоров, который с ПОМОЩЬЮ платформы на магнитных присосках устанавливается на корпусе ДТС; блока обработки доплеровских сигналов, установленного вместе с источниками вторичного электропитания в корпусе типа «кейс-дипломат» и модуля отображения информации на базе портативного персонального компьютера. Питание аппаратуры РЛС осуществляется от бортовой сети постоянного тока с напряжением +24 В либо +12 В.

Рис. 3. Гоафики экспериментальных исследований.

Fig. 3. The diagrams of experimental researches

Внешний вид приемопередающего блока, установленного на корпусе автобуса, показан на рис. 1. Внешний вид блока обработки и модуля отображения информации, расположенных в салоне автобуса показан на рис. 2. На рис. 3 показаны графики экспериментальных исследований ДТС при проведении испытаний в режиме «внутригородского цикпа».

Экспериментальные исследования доплеровской РЛС подтвердили возможность измерения скорости и ускорения (замедления) движения ДТС, а также пройденного пути с погрешностью не более 0,1 % от номинала в диапазоне скоростей от 0,1 км/час до 250 км/час.

III.                                    Заключение

Теоретически и экспериментально доказана возможность создания в диапазоне 60 ГГц доплеровской РЛС, обеспечивающей требуемую на практике точность измерения параметров движения ДТС, и отличающейся от известных аналогов высокой помехозащищенностью, простотой схемоконструкторского исполнения и, как следствие, удобством в эксплуатации и обслуживании.

IV.                            Список литературы

Бударецкий Ю. И., Вишнепольская И. Д., Непорада С. Н. Унифицированный радиолокационный измеритель параметров движения АСВ и топопривязки. Сборник трудов 4-й международной конференции «Артиллерийские ствольные системы, боеприпасы, средства артиллерийской разведки и управления огнем, стр. 208-210. 1720 октября 2000г. ГК «Укрспецэкспорт. Госкомполитики Украины. Киев. Украина.

[1]  Д. т. н. Крайник Л. В., к. т. н. Дем’янюк В. А., к. т. н. Бу- дарецький Ю.1., Мити1кЯ. Ф. Автоматизований вим1рювальний комплекс для досл1дження гальм1вних властивостей автобус1в. Матер1али III М1жнародно1 нау- ково-практично1 конференцИ’ «Динамка наукових дослщжень ‘2004». Том 62. стор. 13-15. Транспорт.- Дн1пропетровськ: Наука 1 осв1та, 2004. -68 с. ISBN 966- 7191-86-9.

CONSTRUCTION FEATURES OF THE MILLIMETER WAVE DOPPLER RADAR FOR METROLOGICAL MAINTENANCE OF RUNNING TRIALS OF VEHICLES

Budaretskiy Y. I, MytnikY. F.

The Lviv Radio Engineering Research Institute Lviv, 79060, Ukraine Ph.: 8- 0322-633372, e-mail: auc2001@mail.ru The State Enterprise Test Centre «Ukravtotest»

Lviv, Ukraine Ph. 8-0322-63-63-37

Features of Doppler radar station construction for a millimeter range of wavelengths for metrological maintenance of trial runs of road and transport means (RTM) are considered. The accepted technical decisions provide accuracy of an estimation of parameters of RTM movement at all kinds of trial runs.

I.                                        Introduction

Doppler RTM’s find wide application for estimation of parameters of movement of ground installation objects on the world market of high technology production. However, the problem of improvement of their accuracy and decrease of overall characteristics of transmit-receive devices due to use of shorter lengths of waves both appropriate circuit technique and design decisions. From this point of view use of that part of millimeter range (MMR) in which attenuation of electromagnetic waves in a ground layer of an atmosphere achieves maximum of 60 GHz is promising. Thus all advantages of MMR are kept (required energy potential when sizes of the aperture of the aerial are limited, the high sensitivity to Doppler effects) and high protection from hindrances of Doppler radar is reached, including electromagnetic compatibility with similar means.

II.                                   The Main Part

During movement of object of installation radar concerning to a road bed, the size of Doppler’s frequency is defined by well known expression [1]:

f (d) = [2*V (r)* f (0) /0] cos y, where f (d) [Hz] is Doppler’s displacement of frequency, V (r) [m/s] – radial component of object’s moving speed of installation concerning to a road bed, f (o) [Hz] – bearing frequency of sounding signal, C=3’‘10® [m/s] – speed of distribution of radio waves, g – corner between a vector of object’s speed of installation radar and directed on an irradiated cloth of a road.

During realization of tests the corner у constantly changes at the expense of vehicles’ longitudinal fluctuations, result is the errors of speed measurement and other parameters of movement. Especially it has an effect at realization of brake tests.

Teams of the experts from Lviv Radio Engineering Research Institute and the State Enterprise Test Centre «Ukravtotest» created and carried out experimental check of the radar of 60 GHz range, working with continuous sounding signal and it allows solving problems of parameter measurement of object movement of installation with an error sufficient for metrological of maintenance running vehicles [2].

Structurally radar consists of transmit-receive block, block of processing Doppler’s signals and the module of display of the information. A feed of the equipment radar is doing from an onboard network of constant current with voltage +24 V or +12 V.

The transmit-receive block appearance, which is established on the bus case, is shown on the Fig. 1. The appearance of the processing block and module of display of the information located in interior of the bus is shown in Fig. 2. Fig. 3 presents the diagrams of experimental researches in the ‘intercity cycle’ mode.

The experimental researches of Doppler radar have confirmed an opportunity of speed measurement and acceleration of vehicles’ movement with an error not more than 0.1 % from face value in a range of speeds from 0.1 km/hour till 250 km/hour.

III.                                  The Conclusion

The opportunity of creation in a 60 GHz range of Doppler radar is technically and experimentally proved, it ensures accuracy of measurement of parameters’ movement of vehicles, that is required in practice, and is distinguished from known analogues by the high protection from hindrances, simple construction of charts execution, and convenience also in operation and service.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты