Бакулев П.А., Сосновский А.А. Радионавигационные системы (2005) (1151784), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Дяя получения опорного сигнала с той же частотой й и постоянной фазой служит центральный вибратор В„, излучающий сигнал еч = Ем(1+та!ай, г)з1пврр. 118 Сигнал АРМ п инимаемый на ЛА с азимутом а, формируется в результате сложения в пространстве электрических полей, создаваемых центральным вибратором и парой «вращающихсю> вибраторов (рис. 5.14). Мгновенное значение напряженности поля, создаваемого в точке приема вибратором В,, можно записать в виде Е> = Ея СОЗ[ЮОГ+ и+ а„З вЂ” т1 СОЗ(йи(-а)~, (5.7) г где т е = 2и — — индекс фазовой модуляции (ФМ); и — фазовый сдвиг, вводимый в излучаемый АРМ сигнал.
Напряженность поля вибратора Вж который питается током без дополнительного сдвига фазы на я, ее — — Е, соя [озез — ш„г+ те„соз(й,„> — а)~ . (5.8) Применение элементарных тригонометрических преобразований к (5.7) и (5.8) позволяет получить азимутальный сигнал в виде е =е, +ее =2Е,я!и[а„г-те„соз(й г-а))з!псоег. (5.9) Напряженность результирующего поля с учетом (5.6) и (5.9) можно описать соотношением е(бп) =Е (!+тз!пй Г+т„з!и~аз„с — тв„соз(й, Г-а)))з(по>сг.(5.10) Спектр принимаемого на ЛА сигнала аналогичен показанному на рис. 5.12,в.
Аа"' Сравнение (5. ! 0) с (5.5) показьвает, что при- 1 нимаемые на ЛА сигналы з при доплеровском и стандартном АРМ аналогичны. Следовательно, в фазовом а, 2 канале азимута с доплеров- к -о> ОР ским АРМ пригодна та же з ягм бортовая аппаратура, которая была разработана лля фазового канала азимута со стандарт>>ь>м АРМ только с 40 80 >20 160 а» теперь из ЧМ-сигнала под- Рис. 5.15. Зависимость погрешности несущей частоты выделяет- определения азимута ои от разности азимутов са азимУтальный сигнал, а а>точки приема и отРажающего объекта О; ОПОрНЫИ СИГНаЛ ИЗВЛЕКаЕт- /-'таилап и и АГМ, з-Лоияерсзския АГМ ся фильтром ФЗО из продетектированного АМ-сигнала (см.
рис. 5.12,г). Точность канала аз а с опле овским АРМ, как показывают расчеты, в 1О-! 5раз выше, чем при стандартном АРМ (рис. 5.15). 119 С физической точки зрения повышение точности объясняется тем, что информация об азимуте заключена не в фазе огибающей АМ- сигнала, а в фазе ЧМ-сигнала, в значительно меньшей степени подверженной искажениями из-за влияния отраженных от местных объектов сигналов. Контрольные вопросы 1. Каковы основные особенности радиосистем ближней навигации? 2. Какие типы РСБН вам известны? 3.
Что такое азимутально-дальномерная РСБН? 4. На чем основан принцип действия канала дальности РСБН? 5. Из каких соображений выбирают параметры сигнала запроса в канапе дальности РСБН? б. Назовитс специфические помехи в канале дальности и способы снижения нх влияния на работу РСБН. 7. Что такое пропускная способность канала дальности РСБН и чем она ограничена? 8. Чем ограничена точность капала дальности РСБН? 9. Какова функция экстраполятора следящего радиодальномера? 10. Опишите процесс поиска сигнала в следящем радиодальномере РСБН. 11. Чем ограничена скорость поиска сигнала? 12. Назовите функции основных элементов цифрового следящего дальномера РСБН. 13.
Чем отличаются известные варианты построения канала азимута РСБН? 14. На чем основан принцип действия канала азимута, реализующего импульсный метод? 15. Что снижает точность канала азимута РСБН? 1б. На чем основан принцип действия канала азимута со стандартным радиомаяком? 17. Опишите сигнал в стандартнол~ канале ииыута с фазовым методом измерения? 1В. Почему точность канала азимута с доплеровским радиомаяком больше чем со стандартньщ? 19. Откуда берется доплеровский сдвиг сигнала в канале азимута РСБН? 120 Глава 6.
УГЛОМЕРНЫЕ РСБН 6.1. Общие сведении Угяожерлыми принято называть такие РНС, в которых местоположение объекта (например, ЛА) определяется по результатам измерения угловых координат этого объекта. Устройства, служащие для этой цели и входящие в состав угломерной РНС, называют радиомаяками и радгголеяеигаягорами. Радиомаяки, как правило, входят в состав РСБН, рассмотренных в гл. 5.
(азимутальный радиомаяк АРМ), или в состав систем посадки, которым посвящена гл. 7. Радиопеленгаторы (РП) представляют собой приемные устройства со специальной антенной системой, позволяющей найти направление прихода электромагнитной волны. В данной главе рассматриваются методы определения угловых координат ЛА в местной системе координат с помощью РП, задачей которых является измерение азимута (пеленга) ЛА. Кроме того, считается, что РП входят в состав угломерной РСБН, т.е.
их дальность действия соизмерима с дальностью прямой видимости. При этих условиях можно принять линию положения РП (линию равных азимутов или пеленгов (а=соцзз) запрямуюлинию(см. гл, 1). Рис. 6Д. Определние местоположения ЛА в угломерных РНС: а — с помощью двух радиопеленгаторов; б — бортовым радиопеленгатором по двум радиостанциям (С вЂ” северное направление) При определении местоположения с помощью угломерной РСБН возможны две ситуации.
Первая из них (рис. 6.),а) соответствует опре- 121 делению местоположения ЛА, радиостанция которого излучает радиосигнал, с помощью двух разнесенных в пространстве РП„расположенных в РНТ, а вторая (рнс. 6.1,б) — определению местоположения ЛА, на котором установлен РП, по двум радиостанциям РС, местоположение которых известно. Минимум и простота бортового оборудования на ЛА являются достоинством угломерной РСБН. Однако это достоинство не может быть реализовано на практике нз-за плохого геометрического фактора угломерных РНС (см. гл.2). Вызываемое погрешностями Аа РП расхождение линий положения (см.
рис. 2.11, б) приводит к линейной погрешности А7, которая прямо пропорциональна расстоянию до пеленгуемого объекта (прн ая = Р значение А! = 7 км на дальности 400км). Увеличение линейной погрешности по мере удаления обьекта от РП— главный недостаток угломерных РНС, ограничивающий их применение в качестве радионавигационных систем только той ситуацией, когда другие, более точные РСБН не доступны для использования. Тем не менее, входящие в этн системы радиопеленгаторы используются для решения навигационных задач. В качестве средств обеспечения полетов широко используются наземные или бортовые РП.
В частности, наземные автоматические радиопеленгаторы (АРП) применяют для опознавания ЛА, радиолокационная отметка которых вместе с указанием пеленга выводятся на индикатор кругового обзора (ИКО) диспетчерского радиолокатора: радиальная линия пеленга ориентируется в направлении ЛА, с которым ведется радиосвязь.
Бортовые РП вЂ” автоматические радиокомпасы (АРК) служат для вывода ЛА в район аэродрома и в зону действия систем посадки. Автоматический режим предполагает такую работу, когда роль оператора сводится только к выбору одной нз фиксированных частот настройки приемного тракта. Наземные АРП работают в том участке диапазона УКВ, который выделен для самолетных радиостанций ближней связи, а АРК вЂ” в диапазоне средних н длинных волн, что позволяет пеленговать и использовать в качестве радкооркектнров не только специальные (приводные) радиостанции, но в критических ситуациях н радиовещательные РС.
Особенность РП вЂ” работа в пассивном режиме, когда в состав РП передающая аппаратура не входит и определяется направлением на источник сигнала (бортовая нли наземная РС). При этом какие-либо специальные требования к пеленгуемому сигналу не предъявляются, хотя наилучшим сигналом является немодулнрованный непрерывный сигнал. Это обстоятельство — одно нз преимушеств угломерных РНУ рассматриваемого типа.
Точность радиопеленгаторов составляет и, = 1 -3' в зависимости от метода пеленгации, используемого в ннх. 122 6.2. Наземные радиопеленгаторы Наземньге АРП предназначены для определения азимута (пеленга) тех ЛА, которые оборудованы УКВ радиостанцией, работающей в диапазоне 118 — ! Зб МГц (л.= 2 54-2 2 м). Различают два основных типа АРП: амплитудный и фазовый (доплеровский). Амплитудный АРП основан на использовании направленных антенн, с помощью которых реализуется зависимость амплитуды принимаемого сигнала (,Ур от направления 0 на источник сигнала.
Возможно определение угла О тремя основными методами. В первом из них — методе минимума угол 0 находят по минимуму ДНА, когда 8 определяется по углу поворота ДНА, соответствующему Юу ° ° ° ° р, брб р Р антенной сигнал. Второй метод, лрвнрад максимулра, требует применения антенн с резко выраженным максимумом ДНА. Прн этом измеряемому значению й соответствует наибольшая амплитуда сигнала на выходе приемника. Третий метод основан на сравнении сигналов двух направленных антенн (менгад сравнения или равнаснгнальный). Методы минимума и максимума не нашли применения в современных АРП в силу их недостатков, главными из которых р являются низкая помехоустойчивость (метод минимума) и плохая ,б .о точность определения максимума сигнала или ДНА (метод максимума).
Поэтому в основу ам- н плнтУдных АРП положен метод Рлс. 6.2. Схема Нюбрлэлой антенны (а сравнения. н ее анаграмма направленности Антенная система АРП не вгоплэонтлльнойплоскобпл(б) подвижна и состоит из бгетырех (гочки(и2-лроелллнлаэгу плоскость) вертикальных симметричных вибраторов, образующих пару Н-образных антенн с противофазным включением вибраторов 1 н 2 (рис. 6.2).
При отношении разноса вибраторов к длине волны б(/)ь< 0,5 можно считать, что диаграмма направленности такой антенны имеет вид 123 Рис. 6.3. Диаграммы направленности (а) и векгорная диаграмма сигналов (б) антенн амплитулного АРП Сигналы в ампл нем АРП С Н-образных антенн (А, и А „) снимаются сигналы с амплитудами б'„= ь( в(п(во(». сова) У„, сова, (Г, = (Г в(п (ЫХ в(п а) и (Г„, в(п а, (6.1) где считается, что о'/3. «1. В принципе для нахождения азимута (пеленга) а необходимо построить двухканальный приемно-усилительный тракт (ПУТ) и образовать на выходе его отношение ьl „ /(Г, тогда 124 У,(0)= лЕ, где угол 0 отсчитывается от перпендикуляра к центру базы Ы антенны, т.е.
ДНА имеет форму восьмерки. Одну пару вибраторов ориентируют в направлении «север-юг» и соответствующие вибраторы обозначают индексами «с» и «ю». Вторая пара размещается перпендикулярно первой в направлении «запад-восток» (вибраторы В, и В,). Диаграммы направленности антенн амплитудного АРП показаны на рис. 6.3, где приведена также ДНА ненаправленной антенны, устанавливаемой в центре антенной системы с целью получения опорного сигнала, не зависящего от направления прихода радиоволны.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
