Бакулев П.А., Сосновский А.А. Радионавигационные системы (2005) (1151784), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Эти блоки служат лля формирования переднего фронта излучаемых импульсов и вырабатывают каждый по половине периода несущей частоты с определенной амплитудой. На рис. 4.14 показан общий внд передающей ОС «Чайка». Навигационные сигналы системы «Ьогав-С» (рис. 4.15) состоят из пачек импульсов, содержащих девять (ведущая ОС) или восемь (ведомые ОС) импульсов с когерентным заполнением. Импульсы (кроме девятого) кодируются по фазе (О, к) специальными кодами(коды Голея). Коды разные для сигналов ведущей (Щ н ведомых (Х, 1; У, )(') станций„ а также для сигналов, излучаемых в четные н нечетные групповые периоды повторения Т„(периоды повторения пачек), значения которых составляют 0,04-0,1с.
Излучаемые ОС импульсы имеют близкую к колоколообразной форму и специально сформированный в передатчике передний фронт. Период повторения, импульсов в каждой пачке Т„„выбирается так, чтобы в пределах рабочей зоны каждой цепочки отсутствовали области одновременного приема следующих друг за другом импульсов данной пачки. Групповой период повторения Т„, и задержки моментов излучения сигналов ведомыми опорными станциями гкь где г' = Х, Г, У, И', индивидуальны для каждой цепочки ОС, что служит для опознавания этих цепочек. Ведомые ОС излучают сигналы в строгой последовательности, определяемой значениями г„. Поэтому после приема сигнала ведущей станции всегда следует прием сигнала ведомой ОСХ, затем — ОСУ и т.д.
Такой режим работы цепочек ОС облегчает последовательный поиск сигналов зтнх ОС. Рис. 4.15. Навигационный сипгал системы «Ьогап-С: а — пачка импульсов велупмй (ЬГ) и мломмх (Х,У) свнций; б — форма огибиопмй импульса; в — закон фазового колированив импульсов в чегних (А) н нечстнмх (В) периолвх Ха акте ная точка огибаю ей ХТО находится на уровне половинной амплитуды принимаемого импульса, соответствует максимальной крутизне фронта н используется для выделения того периода несущих колебаний, по которому измеряется НЭ. Такой прийм способствует защите от сигнала пространственной волны, но приводит к энергетическим потерям в 6 дБ по сравнению с измерением в максимуме импульса.
Пе е ача ополнит ьиой ин о ма ии осуществляется путем низкочастотной модуляции навигационных сигналов. При неисправности ОС цепочки излучение девятого импульса ведущей ОС периодически прерываются, а соответствующая ведомая ОС каждые 4 с прекращает излучение первых двух импульсов пачки на 0,25 с. Для межстанционной телетайпной связи используется времяимпульсная модуляция (сдвиг на ~1 мкс) двух последних импульсов пачки. Принцип действия ФРД РСДН.
Основные элементы ФРД РСДН показаны на рис. 4.16. Предполагается, что поиск нужной цепочки уже окончен и опорные станции ОСМ осм н ОСХ поочередно излучают коге- 1 пта ! ог не '""" ! рентные колебания частоты е!а, 1 ! 1 1 формируемые эталонными генера- 1 эг-м ! кгч к кета торами (ЭГ) и передатчиками (Прд). В аппаратуре потребителя г===-~ ,' няе ем ! (АП) принятые навигационные ----Л сигналы после УРЧ подаются на коммутатор (К), работающий синхронно с переключениями ОС.
осх При этом сигнал ОСМ направля- ется в измеритель фаз (ИФ|), а Рис. 4.16. Основные элементы сигнал ОСХ вЂ” в ИФт Каждый из структурных схем опорных станций и аппаратуры потребителя фрд РСДН ИФ опРеделает фазовь!й сдвиг со- ответствующего сигнала относительно сигнала опорного генератора (ОГ). Полученные значения емры и Л~рх запоминаются, а затем сравниваются в устройстве сравнения фаз (УСФ). Сигнал на выходе УСФ пропорционален искомой разности дальностей о)т от потребителя до ОСМ и ОСХ. Допустим, что ОСХ излучает сигнал с известной задержкой (,г относительно сигнала ОСМ, скорость распространения радиоволн постоянна и доплеровский сдвиг частоты отсутствует. Тогда принимаемые потребителем сигналы можно записать в виде нкт(г)=(г н(г — йки)соз(азе(г — г — (кы)]=(т у(г-!яи)соком! ит(!) =(7„х(-Сг -е т)еоз(ва(1-Ч -С, — б )]=(У „( — к» вЂ” 4кт)еозот, где й, — задержка сигнала в аппаратуре потребителя; ген и (кх — время прохождения сигналом расстояний Яы и )тхдо соответствующих ОС.
90 Опорный сигнал имеет ту же частоту, но отличается по фазе от принятых сигналов: У, = (!„(Г) соз(ао«- РР„) = У,„,созор„ где рр,„ — неизвестная начальная фаза ОГ. Измеренные ИФ1 и ИФ, фазы сигналов ОС: Ьорм= Рро Ррм= ао«ям+ ао« Рррр; ЬР!Рх Р!Ро Ррх аогях+ ао«ао+ астр«орос, а сигнал с УСФ пропорционален Ьррмх= Ь<рм- Ьррх= ао(«ям — гррх — г «) = (ао/с)(Ям-Д«) — аог х= = (2я/Ло)Ь«! аогь« и ие содержит неизвестных фазовых сдвигов ась,„и зроп Независимость от рр„достигается при такой стабильности ОГ, при которой значение рр„ не изменЯетсЯ за вРемЯ фоРмиРованиЯ Ьзрмх. С учетом известной задержки г,х основное уравнение фазового разностно-дальномерного устройства Ь)2 = (Ло(2я)Ьррмх МЬррмх аналогично основному уравнению (4.
!) фазового дальномера. Основной особенностью, Е влияющей на точность рассматриваемой РСДН и построение аппаратуры потребителя, является возможность интерференции поверх- и ь~~ ностиой Е, (полезной) и пространственной Е„„(мешающей) волн в точке приема (рис. 4. ! 7). 0 40 80 !20 !60 2!Кр 240 Р,ысо Пространственный сигнал, образуемый при отражении от ио- Рпс. 4п7. Результаты ннтсрфсрспапи носферы, всегда запаздываег на повсрхпостпой Е„,.
и прострапсрвсппой Е„ волн пря равенстве фаз Е„р я Е время А ~ 40 мкс относительно поверхноспюго сигнала. Поэтому у результирующего сигнала Е (рис. 4.!7) передний фронт остается неискаженным только в первые 30 мкс (или первые три периода несущей частоты). Этот участок и используется для точного измерения фазы. Для выделения требуемого периода несущей частоты используется характерная точка огибающей (ХТО), в которой крутизна фронта максимальна (зта точка специально формируется в аппаратуре ОС).
Аппаратура потребителей ФРД РСДН. Обобщенная структурная схема АП показана иа рис. 4. ! 8. Принятый от ОС сигнал проходит предварительное усиление и фильтрацию в приемно-усилительном тракте (ПУТ) с переключаемой полосой пропускания ЬР' и поступает на дискриминатор (Дск), который вместе с временным модулятором (ВМ) является элементом системы слежения за сигналом. Обратная связь этой системы замыкается через микропроцессор (МП). Работа АП начинается с выбора нужной цепочки ОС оператором через блок индикации и управления (БИУ). При этом с помощью опорного генератора (ОГ) и ВМ устанавливается шкала времени АП, соответствующая групповому периоду повторения Т выбранной цепочки ОС. Дальнейшие операции в АП выполняются с исРис. 4.18. Обобщенная пользованием этой шкалы, начало которой [Т, 5в структурная схема не связано с циклами работы ОС.
Первая и важаппаРатуры потРебителя нейшая из этих операций — поиск сигналов пре- ФРД РСДН следует цель не только обнаружить сигнал, но и определить грубо разность дальностей до ОС и тем самым исключить возможность появления многозначности прн фазовых измерениях. По окончании поиска АП переходит к измерению фаз принятых сигнаяов и уточнению полученной во время поиска грубой оценки НЭ. Поиск сигналов производится по огибающей принимаемых от ОС пачек импульсов и выполняется в три этапа: грубый поиск, точный поиск и точная синхронизация. Возможйая структурная схема АП при работе в режиме поиска показана на рис.
4.19. Рис. 4.19. Возможная структурная схема аппаратуры потребителя при работе в режиме поиска сигналов Устройство поиска представляет собой вариант квадратурного цифрового обнаружителя. Опорный генератор (ОГ) вырабатывает тактовые импульсы с периодом повторения та составляющим десятые доли микросекунды. Эти импульсы используются во временном модуляторе (ВМ) при точном определении задержки и для получения сигналов Т„„, определяющих значение группового периода повторения данной цепочки ОС и момент (Т„„)е запуска ВМ.
В режиме грубого поиска полоса пропускания ПУТ сужается до полосы Гф'= 5 кГп„которая соответствует полосе согласованного с импульсом фильтра, что приводит к увеличению отношения мощностей сигнала и шума и расширению импульса до 200мкс на выходе ПУТ. Интервал поиска составляет 2Т так как законы фазового кодирования импульсов ОСМ различны в соседних Т . 82 Цель режима грубого поиска заключается в обнаружении сигнала ведущей станции ОСМ. При грубом поиске временной модулятор (ВМ), включаемый импульсом с делителя частоты (ДЧ), подсчитывает тактовые импульсы опорного генератора (ОГ) н формирует стробнрующие импульсы СИ, для квадратурного дискриминатора корреляционного типа, которые следуют с пе- Рне.4.20.Временныелиаграммы риодом 200мкс, равным длитель- поиска сигналов при грубом (а) ности импульса и, на выходе со- н точном (б) поиске (масштаб по оса времени не выдержан) гласованного фильтра (рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
