МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ДОПЛЕРОВСКОГО СДВИГА ЧАСТОТЫ

METHOD OF MEASUREMENT OF DOPPLER SHIFT OF FREQUENCY

Evgenia Melikshayeva

student, Department of Media technology, Don state technical university,

Russia, Rostov-on-Don

Ekaterina Pristavka

student, Department of Media technology, Don state technical university,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

В данной статье приведен метод измерения доплеровского сдвига частоты с помощью измерительной системы с голографическим интерферометром в качестве чувствительного элемента.

ABSTRACT

In this article the method of measurement of Doppler shift of frequency by means of a measuring system with the holographic interferometer is given as a sensitive element.

Ключевые слова: эффект Доплера, спутниковые системы связи.

Keywords: Doppler effect, satellite communication systems.

Известно [1], что эффект Доплера заключается в изменении частоты принимаемого электромагнитного колебания, обусловленном относительной скоростью взаимного перемещения излучателя и приёмника этих колебаний. В спутниковых сетях связи (ССС) эффект Доплера приводит не только к изменению несущей частоты радиосигнала, но и вызывает деформацию спектра передаваемого сообщения [2]. ССС, использующие искусственные спутники земли (ИСЗ) не на геостационарной орбите, в высокой степени подвержены негативному влиянию эффекта Доплера. Доплеровское смещение частоты приводит к ошибкам и сбоям синхронизации в ССС [3].

На сегодняшний день, величину доплеровского смещения частоты рассчитывают заранее, используя параметры высокоточной орбиты ИСЗ [4]. Этот процесс требует значительных затрат времени и вычислительных мощностей.

Таким образом, задача повышения точности и скорости измерения доплеровского смещения частоты является важной задачей. Одним из путей решения этой задачи является использование дефлекторно-оптической системы с голографическим интерферометром в качестве чувствительного элемента в приемнике ССС. Структурная схема такой системы изображена на рисунке 1.

Рисунок 1. Структурная схема дефлекторно-оптической системы с голографическим интерферометром в качестве чувствительного элемента

В состав структурной схемы входят следующие конструктивные элементы: 1 – световой поток, падающий на входную плоскость оптического дефлектора; 2 – дифрагированный световой поток; 3 – акустическая волна в материале акустооптического кристалла; 4 – излучатель ультразвука; 5 - оптическая система из двух тонких собирающих линз; 6 – задняя фокальная плоскость выходной линзы оптической схемы дефлектора; 7 – интерференционно-голографический преобразователь; 8 – устройство обработки параметров интерферограммы; u – входной контакт излучателя ультразвука 4.

Дефлекторно-оптическая система, обеспечивает повышенный угол отклонения оптического луча и повышенную разрешающую способность оптического дефлектора. А использование голографического интерферометра в качестве чувствительного элемента дефлекторно-оптической системы позволяет повысить точность измерения угла сдвига фаз между двумя радиосигналами до

10-4-10-6 доли градуса. Функционирование данной системы подробно изложено в работе [6].

Такая система позволяет значительно повысить точность измерения угла сдвига фаз между двумя радиосигналами, тем самым повышая точность расчета доплеровского смещения частоты, а, следовательно, скорость и точность синхронизации в ССС.

Список литературы:

1. Кологривов В. Н. Эффект Доплера в классической физике // Учебно- методическое пособие. М.:МФТИ. 2012. 32 c.
2. Грицутенко С.С., Сидоренко А.С. Компенсация эффекта доплера в OFDM- сигнале // Известия Транссиба / Омскй гос. ун-т путй сообщения. 2012. №3(11). C. 100-105.
3. С. П. Панько, М. Г. Поляк Исследование битовых ошибок, обусловленных эффектом Доплера // Космические аппараты и технологии. 2018. №2 (24). C. 105-110.
4. Скляр Б. Цифровая связь.Теоретические основы и практическое применение // М. : Издательский дом "Вильямc". 2003. 1104 с.
5. Браницкий А.В., Ким В.Ю., Полиматиди В.П., Пучков В.А. Методика измерения доплеровского смещения частоты многолучевого сигнала. //Радиофизические методы в дистанционном зондировании сред / Материалы VII всероссийской научной конференции. 2016. С. 126-132