Бакулев П.А., Сосновский А.А. Радионавигационные системы (2005) (1151784), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Применяя (7.1) к прямому и отраженному сигналам и выполняя соответствующие преобразования, можно найти РГМ суммарного сигнала: ЬМа(Р) ЬМп(Ро)+ ~< рЬМо(Р)соз'т' ° (7.5) где Ь̄— разность глубин модуляции прямого сигнала, равная нулю в точке М(ЛА находится на ЛГ); К, — модуль коэффициента отражения объекта; ЬМ,(Р) = -0,5т/„'Я3) /7;(Р,) — разность глубин модуляции отраженного сигнала; у — сдвиг фаз прямого и отраженного сигналов. Из (7.5) следует, что в результате приема отраженного сигнала ЬМ, в точке М на ЛГ не равна нулю и на выходе бортовой аппаратуры канала глиссады действует сигнал, пропорциональный (7.5). Поэтому экипаж нлн система автоматического управления выведут ЛА в точку М~ где ЬМ, = О. При этом ЛА отклонится от ЛГ на угол Ь в точке М,: ЬМс =ЬМп( Ь)+КочЬМс(Р)совр=О. (7.6) По мере движения ЛА в направлении на ВПП меняется разность хода прямого и отраженного сигналов, а следовательно, и сдвиг фаз у.
При этом условие (7,6) будет выполняться в других точках (пунктирная линия на рис. 7.6,а), отклонение ЛА от заданной траектории Ь изменит знак и достигнет максимума в некоторой точке Мз н т.д. В результате происходит периодическое изменение Ь и искривление посадочной траектории, когда ЛА следует по искаженной траектории, показанной на рис. 7.6,а пунктирной линней. Искривление посадочной траектории является одной из основных причин снижения точности РСП и может нарушить работу системы автоматической посадки. Для определения Ь воспользуемся выражением (7.3), положив ЬМ= ЬМ„(Р) н ЬР =-Ь. Тогда ЬМ„(-Ь) =- ~У,"(Р,Р У,(Р,)~Ь. Искомое значение Ь найдем подставив (7.7) в (7.6): (7.7) (7.8) нальном направлении Г,'(Рс) и чем меньше ~„03), т.е, чем выше поднята нижняя граница ДНА над земной поверхностью. Уменьшение („(Р) связано с рядом сложностей, так как номинальный угол глиссады Р, составляет обычно около 3'.
Поэтому в РСП повышенной точности 149 здесь упено, что 1;,(ь)~Уы(ь)~Ха(Ро)' Ха(Ро)= г (Ро) ™ .Г..(Р)».Г.,(Р) Величина Ь тем меньше, чем больше крутизна ДНА на равносиг- применяют дополнительные антенны, поле которых компенсирует излучение основных антенн под углами к горизонту, меньшими 1'. Предельно допустимые значения искривлений Ь оговорены нормамн!САО и соответствуют в зависимости от класса РСП и участка посадочной траектории ЬМ = 0,005-0,03.
Обеспечение таких значений ЬМ связано с значительными техническими трудностями и материальными затратами при установке и эксплуатации систем посацки. 7.2.3. РСП2 и 3 категорий Из основного уравнения равносигнальной РСП (7.3) следует, что для повышения точности (главное требование к системам 2 и 3 категорий) необходимо увеличить крутизну ДНА вблизи равносигнального направления у'(вв). При этом уменьшаются и искривления ЛК и ЛГ (7.8). Один из способов увеличения у'(рч) заключается в переходе к РСП с суммарно-разностным радиомаяком. РСП с суммарно-разностнымн радиомаяками (СРРМ)*.
В канале курса рассматриваемой РСП (рис. 7.7) КРМ создает /(а) г г две ДНА: «суь)марную» Ая ( Яа) и двухлепестковую «разностную» Яа). Линия кРМ, . -.— --. ",-- — — + — -лк курса ЛК соответствует по-и.( +,— ложению минимума (нуля) разностной диаграммы па пк ю пи .г" — 'г '. г г г г Яа). Своими названиями этн ДНА обязаны тому, что их можно представить в виРис. 7.7. Диаграммы направленности аитеии де суммы и разности диан спектральный состав сигналов суммарно- разиостпогс КРМ грамм 3м(а) и Яа), пока(спкюры принимаемых чигикпов и полажение занных на рис. 7.3.
стрелки указателя курса сооткетсгкуют прклсткк- В пределах суммарной ленному па рис. 7.3,б и я ) ДНА излучается АМС вида е, = е, = Емка) ](1+ т, яп ЙО+ (1 + озг я)з йгг)] яп пз,(, (7 9) где Е ~ — амплитуда электрического поля в максимуме ДНА, являющегося суммой двух АМ-сигналов с частотами модуляции Р, = 90 Гц и г'з = 150 Гц.
При образовании двухлепестковой разностной ДНА 3' (а) форми- руется поле В технической литературе по РСП Мд тихие Радиомаяки часто называютрадномпяналвн кс онорнылв нулнмл. 150 Рис.7.8. Диаграммы направленности антенн и спектральный состав сигналов суммарно-разностпого ГРМ (а), спектры принимаемых сигналов (б) и положение стрелки указателя глиссады бортового индикатора (е) при положении самолета в точках 1,2 и 3 Проводя с сигналами вида (7.9) и (7.10) те же преобразования, что и при анализе равносигнального ГРМ, можно получить выражение для информативного параметра (РГМ) в РСП с СРРМ: ЛМ = тЕ„„,7;(Р) [Е.,.Х (Р)1 (7.1! ) где Е„,„и Е,-амплитуды полей в максимумахдиаграмм ЯЗ) и 7„9); лп = тз = и; У„9) = ~ ф) н,ЯЗ) = Х,(Р) Из (7.11) следует, что положение ЛГ, где !3 = (Зо и ЛМ = О, не зависит от формы ДНА (как в равносигнальном ГРМ), а определяется лишь положением минимума (нуля) разностной диаграммы /,ф), т.е.
углом !Зо = Х/(26з ! = 3 /(27г ) Дифференцирование (7.11) дает значение пеленгационной чувствительности канала глиссады с суммарно-разностным ГРМ: 161 ер --ез = Ер7м(гх)1!а, ып(2ф — таз!пйзг)!з!пгоег, (7.10) несущая частота в котором отсутствует (балансно-молулированный сигнал БМС). Процессы в РСП с СРРМ аналогичны процессам в РСП с равно- сигнальным КРМ. В канале глиссады с СРРМ (рис. 7.8) также формируются сигналы„ аналогичные (7.9) и (7.10). Антенная система соответствующего ГРМ состоит нз двух поднятых над земной поверхностью на высотгя Ь| и 6з = 2(з~ нижней и верхней антенн, формирующих соответственно диаграммы направленности 7;ф) = 7„ф) и ~' ф) = 7;ф) .
Рис. 7.9. Схема антенной системы двухканального ГРМ (с) н соответствующие диаграммы направленности (б) 162 П, =)л(Е /Е )) фв). (7.12) Из (7.12) видно одно из преимуществ использования СРРМ— возможность повышения пеленгациониой чувствительности, а следовательно, и точности системы, путем изменения отношения Е„! Е „, что невозможно в равносигнальной РСП, где это отношение влияет на положение ЛГ в пространстве (на угол Ц). Кроме того, значение 7,"ф) вблизи нуля 7; ф) всегда больше, чем на склоне этой ДНА.
Дальнейшего повышения )7, можно достигнуть сужением ДНА. Эта мера способствует также уменьшению искривлений ЛГ или ЛК, поскольку уменьшается число мешающих отражающих объектов, попадающих в пределы ДНА радиомаяка. Следует однако иметь в виду, что при использовании радиомаяков с узкими ДНА возникают трудности при выводе самолета на задаваемую радиомаяками траекторию посадки. Эти трудности преодолевают, снабжая экипаж дополнительной информацией о направлении полета, требуемом для выхода в зону действия РСП (команды типа «Лети влево» или «Лети вправо», «Снижайся» или «Набирай высоту»).
Задачи, связанные с сужением ДНА и снабжением экипажа самолета грубой информацией о положении заданной траектории захода на посадку, успешно решаются в так называемых двухканальных радиомаяках. РСП с двухканальными радиомаяками (ДКРМ) имеют основной («узкий») канал, в котором используется суммарно-рвзностный радиомаяк с узкой ДНА, и дополнительный («широкий») канал или канал ел пренса.
Наибольший интерес, на наш взгляд, представляет канал глиссады с двухканальным ГРМ. Такой я .л, ГРМ имеет антенную систему из трех поднятых над земной поверхностью ана) тени (рис. 7.9). В основном ав) е(е) канапе используются антенны А, и А„а в дополнительном — А, и А,. Фазы и х — +-," ' амплитуды токов, питаю- щих антенны, подбирают .:х ' ' такими, чтобы уменьшить уровень поля основного ю канала под углами к горизонту () с О,ЗР«) где Ро— угол наклона глиссады, что ведет к «сужению» диа- граммы направленности этого канала со всеми вытекающими отсюда последствиями, о которых шла речь выше. Главный положительный эффект заключается в уменьшении влияния неровностей рельефа местности и сравнительно низких местных объектов на положение ЛГ, т.е. уменьшение амплитуды искривлений ЛГ.
В результате существенно повышается точность РСП, однако при этом образуется область пространства в зоне действия системы при 1) < О,ЗРм где самолет не получает информации о положении ЛГ. Поэтому в дополнительном канале сохраняется только АМС с частотой модуляции 150 Гц, прием которого дает информацию о том, что линия глиссады находится над самолетом см., нап уме, ис. 7.8 . На рис. 7.10 показаны ДНА двухканального КРМ У, А< 1 Л«О (зона действия дополни- /~,< ~ д ~1~ тельного канала для па- в 6- <Р. глядности заштрихована). Щ' Дополнительный канал здесь служит для указания экипажу, где (справа или слева от самолета) находит- Рис.
7.10. Диаграммы направленности двухканального КРМ ся линия курса. Особенности канала кли енса. Из сказанного следует, что дополнительный канал должен выдавать информацию для вывода самолета в зону действия основного канала и в то же время не должен ухудшать работу основного канала. Такое ухудшение вполне вероятно, так как число мешающих отражающих объектов в пределах ДНА широкого канала может быть намного больше, чем в узком канале. В двухканальных РСП для селекции сигналов каждого из каналов используют эффект подавления слабого сигнала сильным в нелинейных элементах приемного тракта. Из рис. 7.9 и 7.! 0 следует, что отношение уровней сигналов основного У,„и дополнительного У,„каналов зависит от величины отклонений Аа или <з1) от ЛК или ЛГ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
