Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 112
Текст из файла (страница 112)
Отраженный импульс максимален на экране индикатора при таном положении антенны, когда максимум ее характеристики излучении направлен на Зб! Рис. 14.3. Структурная схема радиолокатора цель. Зная направление на цель и ее расстояние от станции, нетрудно определить ее координаты. Максимум диаграмм направленности обычно не бывает острым, поэтому такой метод не позволяет определять направление на цель с большой точностью. Более точное определение направления на цель может быть произведено при использовании тан называемого м е т о д а р а вноспгнальной зоны. Он заключается в том, что антенная система составяяется из двух антенн с острыми диаграммами направленности, которые направлены одна относительно другой под небольшим углом а (рис.
!4.4). Обе сс Рис. 14.4. Антенная система длл определения направления по методу рввноснгнальной эоны антенны жестко связаны и вращаются как одно цепов. Когда цель находится в направлении биссектрисы угла а, от- 362 раженные от нее волны принимаются обеими антеннами с одинаковой интенсивностью: небольшие отклонения от этого направления приводят к значительным изменениям разности сигналов, принимаемых антеннами.
Различные объекты отражают электромагнитные волны по-разному. Особенно интенсивно отражают их металлмческие строения — мачты, мосты и т. п. Гладкие водные поверхности отражают их по оптическим законам зеркального отражения. Неровные поверхности создают рассеянное отражение радиоволн. Разный характер отражения радиоволн используется в самолетнмх п а н ор а миых локаторах с узкой в горнзонтальной и широкой в вертикальной плоскости диаграммой направленности антенны, устанавливаемой под корпусом самолета, которая, поворачиваясь около вертикальной оси, «просматриваетэ земную поверхность (рис.
14.5,а). Отраженные импульсы приходят обратно с запаздыванием, пропорциональным наклонной дальности от самолета до места отражения, В индикаторе используется радиально-круговая развертка, при которой луч пробегает экран от центра к периферии в том направлении, по которому в это время ориентирована антенна. Из-за того, что она вращается сравнительно медленно, экран трубки покрывают составом с большим временем послесвечения. В отсутствие отраженного сигнала трубка заперта и экран не светится. Отраженные сигналы Рис. 14.5. Самолетный панорамный радиолокатор: а — установка антенны на самолете; б — изображение местности на экране радиолокатора отпирают трубку и модулируют ярность засветки пропорционально нх интенсивности.
Вследствие этого иа экране индикатора возникает своеобразное «радиолокационное» изображение местности под самолетом. Сличая его с картой, нетрудно распознать характерные очертания озер, рек, мостов через них, городов, больших строений и т. п. (рис. 14.5,б). Однако радиолокационное изображение местности, полученное на волне 3 см, все же сильно отличается от фотографического и часто требует специальной расшифровки.
Этп определяется сравнительно большой длительностью импульсов, излучаемых локатором. Ши- 14.4. РАДИОНАВИГАЦИЯ рина луча и длительность импульсов могут быть уменьшены при переходе к более Коротким вблнам. В настоящее время производится интенсивное освоение диапазонов миллиметровых и субмнллиметровых волн. Изображение ме. стности на экране локатора миллиметрового диапазона уже напоминает нечеткий фотографический снимок.
Например, на панораме аэродрома можно различить легкие и тяжелые самолеты. Новейшие радиолокационные устройства, основанные на несколько иных принципах, позволяют получить сверхвысокую разрешающую способность, при которой изображение мест. ности почти не отличаетси от фотографического. Поэтому часто говорит о появлении «радиовидения». Такое радио- видение» может ,производиться ~в темноте и почти не зависит от метеорологических условий. Это дает возможность штурману самолета уверенно ориентироваться и определять свое местоположение в отсутствие прямой видимости, ночью и когда земля скрыта туманом или облаками.
Для облегчения работы штурмана на важнейших грассах устанавливаются радиомаяки, которые в ответ на приходяшие импульсы самолетного локатора излучают кодированные Импульсные сигналы, создающие характерную отметку на экране индикатора в месте, соовветствующем рапположению маяка. В наше время подавляющее большинство самолетов и морских судов снабжается радиолокационными установками, которые облегчают их вождение, предупреждают о приближении к препятсгвиям и встречным судам, позволяют с большой точностью определять расстояние до берега или высоту самолета над поверхностью земли, ледоколам находить проходы в ледяных полях и т. п. Однако навигационные задачи решаются главным образом специальными установками, использующими несколько иные принципы. В первый период развития авиационной радиотехники Самолеты и суда не имели на борту радионавигационного оборудования.
Для определения своего местонахождения они посылали радиограмму — запрос на радиопеленгаторные станции, расположенные в определенных пунктах вдоль основных трасс. Два радиопеленгатора, определив направление иа самолеты (рис. !4.6), давали необходимые данные для определения их местонахождения. Основным элементом пеленгатора является антенная система, позволяюшаи определять с достаточной точностью направление на самолет или судно по излучаемому им сигналу методом 363 =ф Рис. !4.6. Пеленгация самолета двумя радиостанциями равносигнальной зоны или иным образом. На всех современных самолетах ставятся ра днов ысо том евры, которые позволяют с точностью, недоступной для барометрических приборов, непрерывно измерять высоту полета над землей.
Принцип их действия основан на измерении времени прохождения электромагнитных волн от самолета до земли и обратно. В конце 30-х годов иа самолетах появились весьма ценные навигационные приборы — радиокомпасы. Они представляют собой радиоприемные устройства, выполняющие роль автоматических радиопеленгаторов. Если настроиться иа волну некоторой радиостанции, радиокомпас будет показывать на стрелочном индикаторе угол между напраа1лением продольной оси самолета и направлением на радиостанцию. Для определения направления на радиостанцию обычно используют вращающуюся рамочную антенну.
Вдоль важнейших трасс и на аэродромах устанавливаются специальные радиопередатчики — маяки, ориентируясь по которым летчик может легко определить курс и местонахождение самолета. Высокую точность определения координат самолетов дают так называемые гиперболические д а л ь н о м е р н ор аз постные системы радионавигации. Они составляются из трех стационарных наземных передатчиков, размещаемых на значительных расстояниях один от другого (рис. 14.7).
На самолете устанавливают радиоприемиое устройство, которое принимает сначала сигналы станций А и В, а затем А я С. Станция А, называемая «ведущей», излучает импульсы, синхронизирующие «посылки импульсов» «ведомыми» станциями В и С. На самолете имеется еше приемное устройство с индикатором (электронно-лучевой трубкой), позволяющим измерить запаздывание момента прихода импульсов от ведущен и от каждой из ведомых станций. Штурман снабжается специальными полетными картами с нанесенными линиями, вдоль которых разность хода импульсов сохраняется неизменной. Они образуют два семейства пересекающихся гипербол (штриховые и сплошные иривые на рнс.
14.7). Определив разность хода сигналов двух пар радиостанций. штурман по карте может найти местоположение самолета. Для того чтобы летчик имел возможность произвести посадку самолета на аэродром в отсутствии видимости, на определенных расстояниях от взлетно-посадочной полосы устанавливают 364 Рис. 14.7. Гиперболическая система радионавигации 11161 1!111111 11116 11611 у-й нннпл 2-й ллкпл мг' У;У,н-к,1 Уз-4 Ыаи 6з Уз'У И ~ ИмЛ и гз-у В-е, ф изигмл гиии Рис.
14.8. Передача сигналов по многоканальной радноли- нни с частотным разделением; а — структурная схема передатчика; б — спектр частот колебаний, передаваемых по двум каналаш Збб так называемые маркер ные маяк и. На самолете, имеется специальный приемник, на выходе которого ставится звонок.
Прохождение каждого вз маркеров отмечается определенрым звуковым сигналом. Посадка самолета может осуществляться летчиком по показаниям стрелочного индикатора, стоя. щего на выходе двух приемников, принимающих сигналы курсового мая к а, по которым летчик выдержива- 14.5. РАДИОТЕЛЕУПРАВЛЕИИЕ Полеты со сверхзвуковыми скоростями, достижение высот в десятки и сотни километров, изучение глубин океанов, контроль и управление сложнейшими производственными процессами и целый ряд других важнейших задач, выдвигаемых развитием современной науки и техники, не могут быть успешно решены, если нет возможности осуществлять контроль и управление различными объектами на расстоянии. Ввиду того, что для управления.
каким-либо процессом, как правило, необходимо одновременно регулировать несколько величин, определяющих режим работы управляемого объекта, очевидно, что радиолинии телеуправле- ет курс вдоль посадочной полосы, и приемника, принимающего сигналы глиссад но го маяка, по излучению которого производятся снижение и посадка самолета. Таким образом, современные средства радионавигации позволяют осуществлять уверенное вождение самолета, привод их,на аэродром и посадку в любых метеорологических условиях и в отсутствие видимости. ния должны быть нногоканальныни.
При большом числе каналов чаще всего их разделяют по частоте. Осуществляется зто следующим образом. Частота модуляции, создаваемой управляющими сигналами г", обычно весьма низкая. С этой частотой производится модуляция в первом канале (рис. 14.8,а). Передача управляющего сигнала второго канала производится не непосредственно, а после преобразования его частоты. Для этого сигнал с частотой модуляции сперва преобразуют, используя сигнал специального генератора постоянной, так называемой поднесУщей частоты 1иии, ПРевышающей максимальную частоту управляющего сигнала гмине. На выходе 14.6.
ДРУГИЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАДИОТЕХНИКИ преобразователя ставят фильтр, выделяющий комбинационную частоту /мьл+Р, которая и подается на моду- латоР. ПосколькУ )ммл)У' м,ю та частоты модуляции первого и второго каналов оказываются разделенными (рнс. 14.8,б). Таким же образом мож. но передать сигналы еще по нескольким независимым каналам. При этом в каждом канале используется своя все более и более высокая поднесущая ча. стога. В приемном устройстве для разделения каналов на выходе детектора ставят фильтры на полосы частот от лммм .до Р ама и от ! ол+Емим до ) оа+Рмвмс Для получении на ~выходе второго н всех следующих каналов нормальной частоты модуляции отфильтрованные частоты понижают путем их преобразования, используя колебания с частотой той же поднесущей и выделяя разностные частоты.
Закон управляющего сигнала в каждом канале может передаваться путем АМ, ЧМ нли ФМ. Число каналов нри частотном методе разделения ограничено допустимой шириной полосы пропускания приемника и передатчика. При небольшом числе каналов чаше прибегают к временному разделению каналов с использованием различных видов импульсной модуляции. После Радиотехнические методы в настоящее в))емя проникли в большинство современных отраслей естественных наук и техники, так что перечислить все области применения радио в кратком очерке не представляется возможным.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
