Бакулев П.А., Сосновский А.А. Радионавигационные системы (2005) (1151784), страница 27
Текст из файла (страница 27)
С выхода приемника (Прм) штатной самолетной УКВ- радиостанции ближней связи фильтром Ф-1 выделяется ЧМ-сигнал с центральной частотой у'„. После амплитудного ограничителя (АО) этот сигнал демодулируется в импульсном фазовом детекторе (ИФД) и поступает на фильтр Ф-2, настроенный на частоту Гм . Фазовые детекторы (ФД-1,2) служат для получения пропорциональных в)па и совасигналов, которые после преобразования в Пр используются для отклонения луча ЭЛТ индикатора. Опорные сигналы для ФД-!,2 (частоты Г" ), а также для БМ и ИФД (частоты г'„') поступают от ГУОН.
Точность опле вского АРП. Благодаря переносу информативного параметра сигнала в фазу частотно-модулированного сигнала, удаляется погрешность разноса антенн, свойственная амплитудным АРП, и значительно снижается влияние отраженных от местных обьектов сигналов. Погрешность доплеровского АРП может быть доведена до о„=1'. 6.3.
Автоматические радиокомпасы Автоматические радиокомпасы (АРК) используются практически на всех самолетах и вертолетах в основном для вывода ЛА на передающие радиостанции (РС), работающие на частотах 150-1800 кГц. АРК измеряет навигационный элемент — курсовой угол радиосгаанции (КУР), т.е. угол в горизонтальной плоскости между проекцией продольной оси ЛА на зту плос- 130 кость и направлением на РС, отсчитываемый от О до 360' по ходу часовой стрелки.
Если учесть курс ЛА т, то можно найти азимут (пеленг) РС а = у+ КУР . Информация о КУР выводится на стрелочные индикаторы экипажа ЛА. Погрешность определения КУР (2сг ) составляет 1,5-2'. По виду информативного параметра ч различают амплитудные и фазовые АРК. При этом во всех АРК для формирования к служат одинаковые антенные системы. Антенная система АРК состоит из неподвижной рамочной и ненаправленной антенн. В качестве последней (опорной) может использоваться либо специальная антенна, либо антенна одной из бортовых радиостанций связи. Рамочная антенна является основным датчиком КУР и представляет собой две взаимно перпендикулярные многовитковые катушки (рамки), с общим магиитодиэлектрическим сердечником, имеющим форму прямоугольного параллелепчпеда. Рамочная антенна Р-1 (рис. 6.6) ориентирована вдоль продольной оси ЛА (ПО ЛА).' Рис. 6.6.
Схема соединения рамочной антенны с гониометром (а) и векторная диаграмма полей, действующих иа ротор гониометра (6) Диаграммы направленности рамочньгх антенн в горизонтальной плоскости ДНР-1 и ДНР-2 перпендикулярны друг другу. Для исключения необходимости поворота рамочных антенн при пеленгации используется гониометр. ск кжкъ>...„, * .р .м -с ~ и Ст-2 н расположенной в поле статоров подвижной роторной (искательной) катушки (Рот). Наводимые в рамочных антеннах напряжения им =(грз)пКУРсозюе~ н им =('рсозКУРсозгоег (6.12) 131 Амплитуды напряженности магнитных полей внутри статоров (считается, что рамки идентичны по действующей высоте) Ст-1 и Ст-2 Н, =АУ,з!пКУР и Нз =АУ созКУР, где 7з — коэффициент пропорциональности; У вЂ” амплитуда.
Р Статорные катушки взаимно перпендикулярны, и вектор Н результирующего поля располагается по отношению к плоскости статора Ст-2 (Пл.Ст-2) под углом, равным КУР. ЭДС в роторной катушке и„=У„„з!пу созе,1=У,яп(Π— КУР)созе«1, где о„— угол между вектором Нр и плоскостью ротора, принимает нулевое значение при угле поворота ротора О, равном КУР. Таким образом, «диаграмма направленноств> ротора Ум,(<рр) имеет форму восьмерки, а фаза сигнала и, изменяется на! 80' при изменении знака ~р .
Амплитудный АРК по принципу действия подобен амплитудному АРП (см. и. 6.2), но отличается тем, что в АРК используется следящая система, поддерживающая угол поворота ротора гониометра О = КУР . Сигнал на вхо е п иемника АРК формируется при сложении напряжения и, = У, яп сз 1 от ненаправленной антенны (ННА) с преобразованным сигналом ротора гониометра (Гм) (рис. 6.7). Сигнал рамочной антенны, а следовательно, и и „, сдвинут по фазе относительно и, на 90'. Фазирующий усилитель (ФУ) кдмпенсирует этот сдвиг фаз и усиливает У„„так как У, «У, Напряжение с выхода балансного модулятора (БМ) из„= Уз, яп фр з!и й„1 з!п я~1, где Ʉ— частота модуляции, создаваемая генератором опорного напряжения (ГОН), поступает на контур сложения (КС), в котором образуется входной суммарный сигнал приемника АРК: и =и„, =У,(!+Уз У,'япя япЙ„1)япоз1= У (1+тяпЙ 1)з!пы 1, где т =(У „/У,)з!п(О-КУР) — коэффициент глубины амплитудной модуляции, являющийся информативным параметра.и входного сигнала амплитудного АРК.
Этот сигнал даже при приеме немодулированных колебаний имеет АМ с частотой Й„. Глубина модуляции т пропорциональна углу <р„отклонения ротора гониометра от положения вектора Н,, а фаза огибающей АМ сигнала принимает значение 0 или 180' в зависимости от знака угла у . При О=КУР, когда у =О, глубина модуляции т = О. Поэтому используемый в амплитудном АРК метод пеленгации называют методом пеленгации по минимуму глубины аиплитудной модуляции.
132 ие 0 улр Яд Я~~ Г вя б) Рис. 6.7. Обобщенная структурная схема амплитудного следящего АРК (а) и графики напряжений в характерных точках (6) ЯЗЗ боб енная с ная схема АРК к оме казанных выше эле ментов содержит приемник (Прм) и фильтр (Ф), выделяющий огибающую суммарного сигнала. Полученное напряжение частоты й„сдвигается по фазе на 90' и подается на управлягощую обмотку асинхронного электродвигателя (ЭД), обмотка возбуждения которого питается от ГОН, Когда (Гм, = О, ЭД останавливаетсЯ, что свидетельствУет о совпадении плоскости ротора гониометра (Гм) с вектором Н .
Угол 0 между р' плоскостями ротора и Ст-2 (см. рис.б.б), равный КУР, при 01 = 0 опредег~ел ляется по повороту вала ЭД. Изменение фазы и„„на 180' приводит к изменению направления вращения ЭД на обратное (рис. 6.7,6). Из-за наличия двух направлений нуле- .90 0 90 1 210 вого приема в «диаграмме на9р правленности» ротора гониометра возникает неоднозначность отсчета КУР. Однако положение ротора„соответствующее 1Рр = 180, является ' Рве.6.8.Дискриминационная характе- неустойчивым (рис. 6.8) и ма- ристика АРК лейшее изменение этого угла (егреляепи пееазелм лепреелепля пзпепеппя (ИЗ-За рЫСКаНИя ЛА ИЛН ПО- Углеп,праха»новее»ЯР»пети непРЯжелиЯГгел) мех) п иво ит к пе ево тора в положение устойчивого равновесия, при котором гР =О. При установке рамочной антенны на ЛА ось ДНР и ротора гониометра ориентируют вдоль продольной оси ЛА таким образом, чтобы при нахождении РС перед ЛА на продолжении его оси индикатор АРК показывал КУР = О.
Значение угла поворота ротора гониометра с помощью сельсииов или синус-косинусных трансформаторов передают на соответствующие индикаторы. Фазовый АРК с амплитудной модуляцией основан на получении АМ-сигнала, фаза огибающей которого численно равна КУР. Отказ от следящей за КУР системы позволяет избавиться от гоииометра. Радио- компас построен по олноканапьной схеме. Сигналы рамочных антенн Р-1 и Р-2 (рис. 6.9) объединяются после квадратурной балансной модуляции в БМ сигналом генератора опорного напряжения (ГОН). Для получения АМ используется ненаправленная антенна (ННА), сигнал которой фазируется с сигналами рамочных антенн путем сдвига по фазе на 90'.
134 Рнс. 6.9. Обобщенная структурная схема фазового АРК с амплитудной модуляцией Сигнал на вхо е п иемника АРК формируется как сумма напряжений ие„, и не„, и сигнала с ННА н, = сг, созе,г: нм = Уак з|п КУР з)п й„гсозщ„(+ У~„созКУРсозО„(созе„г+ +(),созга г=сг,()+тсоз(ьс„г-кУР)~созщег, где =и,„(и,. После линейной части приемника (ЛЧП) и синхронного детектирования в СД с помощью опорного генератора (ОГ) сигнал и подвергается стандартной квадратурной обработке.
об енная ст к ная схема АРК содержит два квадратурных канала. В фазовых детекторах ФД выделяются напряжения, пропорциональные з)о КУР и соз КУР. Значение КУР определяется по формуле КУР = агоний(х/у) . Особенность фазового АРК с АМ вЂ” отсутствие дву- значного отсчета. Фазовый АРК с фазовой модуляцией по структуре входных цепей подобен амплитудному, но сигнал с гониометра не подвергается сдвигу по фазе на 90'. При векторном сложении сигналов с рамочРяс. 6ДО. Вскюрные диаграммы сигналов в контуре сложения (а) н формирование ных и ненаправленной ан- тенн (рис.
6.10,а) инфор- овнакацг) в фиском АРК с фазовой модуляннсй(6) мация, заключенная в амплитуде напряжения с гониометра, переводится в фазовый сдвиг и ре- зультирующего сигнала и контура сложения. 135 Сигнал на вхо е и иемника АРК (рнс. 6.11) образуется при сложении напряжений с ненаправленной антенны (ННА) и с гониометра (Гм), промодулнрованного в балансном модуляторе (БМ) прямоугольным сигналом (меандром) генератора опорного напряжения (ГОН): и =(г~,Я(г)з1н(О-КУР)созоз~г+И,а1ноз~г= У„,а1н~го ~-чг(г)), знз где (гмии,[1+(У~,/У,) гйн (О-КУРЦ = П,~1+огана!н'(О-КУР)~ йг(г)жагсгб(пБ(г)51н(О-КУР)~; о(г)=яйнУ~,(г) (см. рис.6.106); Кы, =1. Фазовый сдвиг вг является информативным параметром входного сигнала приемника АРК. Рис. 6.11.
Обобщенная структурная схема фазового АРК с фазовой модуляцией (а) и графики напряжений в характерных точках (6) Обоб енная ст ная схема АРК (рис. 6.11) содержит элементы формирования сигнала и его обработки. После линейной части приемника (ЛЧП) сигнал промежуточной частоты г„„с ФМ поступает иа амнлнтудный ограничитель (АО), снимающий амплитудную модуля- 136 цию из-за помех и несбалансированности каналов, после чего подается на импульсный фазовый детектор (ИФД). Опорное напряжение с частотой У'„„для ИФД вырабатывает генератор (ОГ). Фильтр ФНЧ выделяет сигнал постоянного тока, снимаемый с нагрузки ИФД: иод = и ЬдУдУдг зиз зР = Уод18Ч н У1, иБ (Г) з1 и (О - КУР) .
Этот сигнал поступает на синхронный детектор (СД), где перемножается с меандром частоты Р'„, снимаемым с ГОН. Полученный сигнал постоянного тока У„=Ус,зиз1п(О-КУР), параметры которого определяются фазовым сдвигом у, преобразуется в напряжение 400 Гц, управляющее электродвигателем (ЭД). Замкнутая следящая система АРК приходит в состояние равновесия при У =О, что возможно при повороте ротора гониометра (Гм) на угол О = КУР.
Прн этом напряжение на выходе БМ равно нулю, т.е. фазовая модуляция отсутствует. (Положение ротора, соответствующее <р м180', как следует из рис. 6.8, неустойчиво). Точность АРК ограничивается, главным образом, поляризационной погрешностью и погрешностью нз-за влияния сигналов, отраженных от местных объектов (МО). Поля иза ионная по ешность является следствием присутствия в принимаемой радиоволне горизонтальной состанляющей электромагнитного поля Е„.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
