Особенности приема информации при радиопрослеживании

Телепрослеживание животных и птиц в естественных условиях можно определить как метод, при котором БТМС используется для получения определенного вида экологической информации (исследование численности и динамики популяции, ее поведения, определение размера индивидуальных территорий, суточные и сезонные перемещения, периоды активности и т. д.). БТМС телепрослеживания включает в себя передатчик радиочастоты УКВ диапазона — для наземных и СДВ диапазона — для подземных животных, располагаемый на биологическом объекте, и приемник (систему приемников), устанавливаемый в месте нахождения экспериментатора. Режим работы передатчика может быть как непрерывный, так и импульсный. С точки зрения экономичности и увеличения времени работы БТМС импульсный режим более предпочтителен.

Местоположение прослеживаемого биологического объекта можно установить различными способами. При определении местоположения и взаимного расположения наземных животных и птиц, высота полета которых много меньше расстояния до наблюдателя, достаточно иметь две координаты, например угловые координаты или координаты ее дальности, измеренные из двух разнесенных точек, либо дальность и угловую координату, измеренные одновременно в одной точке. Так как точное измерение дальности в биотелеметрии связано с определенными техническими трудностями, то наибольшее распространение при телепрослеживании живых организмов нашел метод измерения угловых координат с помощью двух разнесенных антенн или приемников.

Измерение угловых координат целей основано на прямолинейности и постоянстве скорости распространения радиоволн, благодаря чему в точке приема можно установить направление прихода сигнала (пеленг цели). Пеленгационное устройство включает антенну (или группу антенн), приемники и измеритель, осуществляющий по принятому радиосигналу отсчет угловых координат прослеживаемого объекта. Точность измерений угловой координаты определяется пеленгационнои чувствительностью приемного устройства:

где /г — отношение энергии сигнала к спектральной плотности шума; 5_ПХ — крутизна пелснгационной характеристики в направлении цели (р_ц:

^мвых (ф) — напряжение на выходе приемника.

Большое влияние на точность пеленгации объекта наблюдения оказывают условия распространения радиоволн УКВ диапазона на пересеченной местности с наличием большого количества различных препятствий. Ошибки пеленгации могут возникать еще по ряду причин: искажения диаграммы направленности приемных антенн за счет рельефа местности, ошибки разноса, антенный эффект и др.

Пеленгацию радиопрослеживаемых целей можно осуществить различными методами: амплитудными, фазовыми, комбинированными.

Наибольшее распространение в БТМС телепрослеживания нашли амплитудные методы, в частности пеленгация по методу максимума. При этом используется вращающаяся антенна с явно выраженным максимумом диаграммы направленности. При совпадении максимума диаграммы направленности с направлением прихода сигнала выходное напряжение приемника достигает максимальной величины, и в этот момент происходит отсчет угловой координаты. Досгоинсгвами метода максимума являются простота и высокая чувствительность приемника; недостаток — невысокая точность пеленга. Кроме того, в данном методе может иметь место неоднозначность пеленга из-за боковых лепестков диаграммы направленности. Для исключения неоднозначности использусгся дополнительный канал, содержащий направленную антенну, приемник и схему вычитания сигналов вспомогательного канала из основного. При амплитудном методе пеленгацию целей можно осуществить также по методу минимума, сравнения, равносигнальным и другими способами.

При определении пеленга с помощью фазовых методов можно воспользоваться схемой, изображенной на рис. 7.6. С выхода двух ненаправленных антенн А_{ и А₂ принятый сигнал поступает в приемники № 1,2 с автоматической регулировкой усиления (АРУ). С выхода приемника № 1 усиленный сигнал подается через фазовращатель (90°) на фазовый детектор, на агорой вход которого приходит сигнал с приемника № 2. Выходное напряжение фазового детектора определяется уравнением.

где к — коэффициент пропорциональности; а — расстояние между антеннами; X — длина волны; а — угол прихода радиоволны.

Рис. 7.6.

После определения пеленгов в двух точках (рис. 7.7) местоположение цели находится на их пересечении.

Рис. 7.7.