Казаков В. Д., Машошин Ф. Г., Бобнев М. П. Радиоэлектронные средства систем управления ПВО и ВВС. М., Воениздат, 1987 (1083409), страница 23
Текст из файла (страница 23)
ор домпеясатод радиодеоиа«ио Рис. 7.3. Структурная схема радиокомпаса Если пеленгуемая радиостанция работает плоскополяризованной волной, вертикальная составляющая поля которой Е,чь О, тса в вертикально расположенных витках рамки будет наводиться ЭДС. Выводы рамки к нагрузке (в данном случае — к неподвижным обмоткам гоииометра) подключены встречно. 7.2.
Принципы построения радионавигационных измерителей 7.2.1. У г л о м е р н ы е РНС Направление на источник излучения (приводную радиостанцию) может быть определено на борту ЛА путем пеленгации этого источника с помощью автоматического угломерного устройства средневолнового диапазона, называемого автоматическим радио- компасом (АРК). Все без исключения самолеты и вертолеты снабжены АРК. Рассмотрим принцип его действия. Для этого обратимся к рис. 7.3, где изображена упрощенная функциональная схема АРК. В современных АРК антенная система состоит из двух ортогонально расположенных рамок, подключенных к неподвижным обмоткам гониометра„и ненаправленной антенны.
Рассмотрим работу рамочной антенны с гониометром (рис. 7.4). Рамочная антенна состоит из двух одинаковых рамок, навитых на ферромагнитный сердечник. Оси рамок повернуты на 90'. Одна из них ориентирована по измерительной оси (х), совпадающей с продольной осью ЛА. 120 Рис. 7.4. К пояснению принципа действия двухрамочиой антенны АРК Если направление на пелеигуемую радиостанцию нормально к плоскости рамки Б (Вр — — 90'), в каждой из вертикальных ее сторон будут наведены одинаковые по величине и фазе ЭДС и ток в неподвижной обмотке Б гониометра будет равен нулю. Если же окажется, что Ор Ф О, электромагнитная волна, распространяясь от одной стороны рамки к другой, запаздывает на тр и между ЭДС, наводимыми в сторонах рамки, возникает разность фаз ~р = = ветр, где соо — несущая частота принятого сигнала. Выводы рамки окажутся неэквипотенциальными, и по обмотке гониометра потечет ток.
Этот ток будет пропорционален сов Вр, так что для 12г рамки Б зависимость амплитуды тока в катушке гониометра Б от 6р будет иметь внд Ттв = Тте соз 6р. (7.2) Рамки и катушки гониометра одна относительно другой повернуты на 90', поэтому для рамки и катушки А Алл = Т~~81п бр. Таким образом, диаграммы направленности для рамок можно заатисать в виде Рра = Ре 81п 6р, Ррв = РОСОБ бр.
Форма Рра приведена на рис. 7.5. унс. 7.5. диаграмма направленности двухрамочной антенны с гониометром В силу симметрии схемы, а также вследствие специальных мер токи в катушках гоннометра практически синфазны. Создаваемые этими токами переменные электромагнитные поля в подвижной катушке будут наводить ЭДС, отображающую своей амплитудой .величину 6р, а фазой — направление на источник относительно РСН. Так как катушки повернуты в пространстве на 90', а питаются синфазным напряжением, направления векторов магнитного поля Т22 катушек А и Б будут ортогональными, а их фазы совпадают.
Поэтому модуль результирующего вектора Н„(рис. 7.4) при приеме синусоидального сигнала НА81п 6р сов май + НБ соз" 6р сов ыег При Н„= Нв ~ Н, ( = Н, соз ы,г. Наводимая в подвижной катушке ЭДС зависит как от ~ Н„~!, так и от ориентации фронта волны относительно этой катушки. Из рис. 7.4 следует, что наводимая в подвижной катушке ЭДС е„(8)= — ' ' =Е 8!п(р — а)8|пес|.
ш Угол р может быть определен по формуле !8 Д = НА 81п 6р/НБ соз 6р = !и 6р. Следовательно, ЭДС на выходе подвижной рамки, характеризующая диаграмму направленности рамочной антенны, будет определяться выражением е (1) = Е 8|п (6р — а) 8|игор|. (7.3) В этом сигнале закодирована информация о модуле и знаке 6р. Зависимость амплитуды Е = Е 8|п (6 — а) характеризуется той же кривой, что и для одиночной рамки, но при повороте последней на угол а, т. е.
поворот подвижной катушки П эквивалентен повороту одиночной рамки на угол а. Если в выражении (7.3) положить а = 6, то Е . Следовательно, приняв в качестве РСН направление 6 — а = О, можно с помощью рамочной антенны (правда, неоднозначно) определить пеленг радиостанции. Так как 8!и ( — а) = — айна, при неподвижной катушке (а = сопз|) смена знака аргумента 6 — а (переход пеленгуемого источника справа налево относительно РСН) приводит к смене начальной фазы ЭДС рамки на 180'. Рассмотрим дальнейшие преобразования сигналов в АРК, для чего вновь обратимся к рнс.
7.3. Суммарная диаграмма направленности антенной системы АРК формируется путем суммирования сигнала ненаправленной антенны ее=Е,Б|по1а! с сигналом рамки на входе приемника. Перед суммированием сигнал с выхода гониометра проходит через коммутатор фазы, управляемый колебаниями генератора звуковой частоты Ргзч. В течение полупернода этих колебаний фаза сигнала (7.3) сохраняется, а на втором полупериоде — меняется на я. Иными словами, на половине периода Тгзч = 1/ Ргзч сигналы е и ее суммируются, формируя диаграмму Рв (+6), а на половине периода Рх ( — 6) меняют свою ориентацию на 180' (рис.
7.5). Если источник излучения отклонен от равносигнального направления на угол 6р, принимаемый сигнал оказывается промодулиро- 123 ванным по амплитуде с той же частотой Ргзч и глубиной модуля-' ции, определяемым по формуле: оа — оа )Пс— ое+ оа Фаза ф, огибающей сигнала. сформированного таким образом от- носительно фазы колебаний ГЗЧ, меняется на 180' при переходе направления на маяк через РСН. В приемнике АМ-сигнал усиливается и детектируется по ам- плитуде. Выделенная огибающая сигнала ()ог (1) = (7 (и),) соз (Пг 1 — гр.), где фс = 0 или и в зависимости от направления прихода ЭМ ЭМВ. После усиления с)„(1) поступает на управляющую обмотку дви- гателя поворота подвижной рамки гониометра.
Возбуждающая об- мотка двигателя питается непосредственно с выхода ГЗЧ. Смена фазы огибающей приводит к изменению направления вращения двигателя. Поэтому при правильной фазировке питания обмоток двигателя его работа приведат к тому, что разность (Вр — а) -» О, а вместе с тем и (7 (тс) -+ О. ' Через дистанционную систему передачи угла (сельсин-датчик и сельснн-приемннк) угол поворота подвижной рамки отображает- ся стрелкой указателя АРК, выдавая летчику информацию о кур- совом угле радиостанции. иг добер (7.4) где Т,„— период вращения диаграммы. 722. Дальномерные и угломерно-дальномерные РНС Принцип дальнометрии используется во всех высотомерах.Для измерения больших высот Н ) 300 м используют импульсные дальномеры (радновысотомеры). Так как на время излучения импульса длительностью т приемник радиовысотомера (РВ) парализуется, для измерения малых высот Н ( 300 м импульсные РВ непригодны.
РВ малых высот используют частотно-модулированные сигналы. Закон изменения частоты зондирующего сигнала во времени показан на рис. 7.7, б ростью ь)с . В тот момент, когда ось антенны маяка направлена иа север, маяк (через ненаправленную антенну) излучает кодированный сигнал «север». Таким образом, огибающие сигналов на выходе самолетного приемника РСБН будут иметь вид, показанный на рис.
7.6, б. Для повышения точности определения направления диаграмму направленности антенны маяка делают двухлепестковой, а иногда и многолепестковой, например в системе «Такан». Измеритель фиксирует интервал времени (запаздывание) Л1о между началом сигнала «север» и центром сигнала, полученного за счет приема излучения направленной антенны маяка. Очевидно, что азимут самолета относительно маяка 6)„= 2я —, Тск Ряс.
7.6. К пояснению принципа действия угломерного канала РСБН: каленный маак-отнетчнк ла); нременнйе грефюгн сигнелон не выходе приемника лб) Наряду с рассмотренным АРК средневолнового диапазона в авиации находят применение радиокомпасы, работающие в УКВ- д иапазоне. Их используют для межсамолетной навигации, например для обеспечения встречи ударного самолета с заправщико .
м. Второй тнп угломерных устройств — с направленными маяками — используется во всех РСБН. Здесь (рис. 7.6, а) радиомаяк- ответчик имеет ненаправленную (А)) и направленную (Ай) антенны. При этом Ав вращается со строго фиксированной угловой ско- 124 о Ряс. 7Л. К пояснению принципа действия радиовысотомера малых высот: геометрические соотношении (а); нременняе с»конки зависимости частот снгиелон )б) (сплошная линия).
Сигнал, отраженный от земли, будет иметь тот же закон изменения частоты 1 (1), что и зондирующий„но смещенный по шкале времени на т, = 2Н(с. В приемнике РВ малых высот зондирующий и принятый сигналы сравниваются по частоте с выделением разностной частоты гб 4нггстагг Гм=8НЦсггс )хт=йпН. (7.5) 125 Из выражения (7.5) следует, что измерение высоты сводится к измерению частоты биений с помощью частотомера. Ошибки измерения высоты полета с помощью РВ малых высот составляют 1 — 2 м, поэтому они пригодны для контроля положения самолета в процессе выполнения посадки.
Дальномерные системы, требующие для определения места самолета использования двух маяков-ответчиков, практически полностью вытеснены угломерно-дальномерными, решающими ту же задачу при использовании только одного маяка-отвегчика. Один маяк обслуживает одновременно несколько самолетов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
