Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 84
Текст из файла (страница 84)
)0.4, и). Характерная точка г„определяется моментом изменения знака второй 43! производной с плюса на минус, что соответствует точке макси-; мальной крутизны фронта огибающей. Широкое распространение получили способы формирования характерной точки, основанные на преобразовании формы сиг-; нального радиоимпульса в линейном тракте приемного устройства. При этом характерная точка огибающей определяется посредством анализа тонкой структуры сформированного колебания, что позволяет исключить выделение огибающей радиоимпульса в явном виде.
В качестве примера на рис. ! 0.5 представлено колебание, сформированное в результате весового суммирования задержанного на Т42 и исходного радиоимпульсов. Временнбе положение характерной точки совпадает с моментом прохождения через нуль огибающей сформированного колебания. В рассмотренных примерах временное положение характерной точки оценивается по знакам напряжений, накопленных в сумматорах выборочных значений. Накапливаемые выборочные значения относятся к точкам ! и 1' на рис. !0.4 и !0.5. Они образуются в моменты стробирования сформированного напряжения узкими селекторными импульсами, временнбе положение которых жестко связано с селектирующим импульсом следящего за фазой измерителя. При отсутствии помех временное положение рабочей точки Г«следящего измерителя должно соответствовать моменту г„, как это показано на рис.
! 0.4. В этом случае последовательность знаков накопленных в сумматорах напряжений имеет вид «+», «-». Прн сдвиге рабочей точки влево или вправо на Т«ранний и поздний селекторные импульсы сумматоров также сместятся влево или вправо на Т» и последовательность знаков накопленных напряжений изменится на «+», «+» или на « — », « — ». С учетом отмеченной закономерности производится распознавание ложных положений рабочей точки н осуществляется ее коррекция относи- Рис. !0.5. Формирование характерной точки в линейном тракте приемно- го устройства 432 тельно характерной точки огибающей, чем и завершается устранение многозначности фазового отсчета по начальному участку фронта сигнального импульса.
После устранения многозначности по сигналам ведущей и ведомых станций вырабатывается команда на разрешение снятия отсчетов РНП, считываемых в виде разностей временных положений селекторных импульсов следящих измерителей. Достоверность отсчетов РНП контролируется при повторении процедуры накопления выборочных значений. Для этого накопленные суммы сбрасываются и операция накопления возобновляется. Если повторное накопление не подтверждает правильности устранения многозначности, вырабатывается команда на запрет снятия отсчетов и процедура устранения многозначности возобновляется. 10.5. Системы ближней навигации Назначение систем ближней вавигации.
Системы ближней навигации (СБН) — локальные (региональные) системы, предназначенные для определения азимута и дальности ВС в пределах прямой видимости. Основным назначением СБН является обеспечение самолетовождения по воздушным трассам, привода ВС к аэродрому посадки, навигации в районе аэродрома, включая предпосадочное маневрирование. Основой СБН является сеть независимых РМ, относительно которых определяются навигационные параметры.
Различают азимутальпые (АРМ), дальномерные (ДРМ) и азимутально-дальномерные (АДРМ) радиомаяки. Навигационные параметры СБН вЂ” азимут и дальность, которые определяются на борту ВС относительно точки расположения РМ. При известной высоте полета эти данные однозначно определяют местоположение ВС в пространстве. Наибольшее распространение получили отечественная угломер- но-дальномерная радиотехническая СБН, а также разработанные в США угломерные системы ЧОК и ТАСА!х! и дальномерная система ОМЕ, принципы построения которых приводятся далее. Принципы построения РСБН. Радиотехническая система ближней навигации (РСБН) является многофункциональной системой, входящей в состав комплекса управления воздушным движением и решающей задачи навигации и посадки. Система была разработана в конце )950-х гг.
и с тех пор претерпела множество модернизаций. Используемый диапазон частот (770 ... ! 000 М Гц) предопределяет работу с наземным РМ в пределах прямой видимости (не более 400 км при высоте полета !О км). Рабочая зона в стандарт- 433 ном режиме (при использовании угломерно-дальномерного мето да местоопределения) ограничена окружностью с радиусом, оп ределяемым дальностью действия системы.
Возможны также ва рианты использования системы в режиме измерения двух и боле дальностей (дальномерный метод местоопределения). В РСЬН можно выделить каналы дальности (КД), азимута (КА) и наземной индикации (КНИ). Канал Дальности работает на основе импульсных сигналов по принципу «запрос — ответ» и использует диапазон частот 772... 1 000,5 МГц. Информация о дальности заключена в интервале времени между моментом излучения бортовым передатчиком ВС сигнала запроса дальности (ЗД) и моментом приема сигнала ответа дальности (ОД), передаваемого наземным ДРМ. Структурная схема КД представлена на рис. 10.6. Запросные и ответные сигналы передаются на разных частотах с использованием различных двухимпульсных кодов, что позволяет избежать формирования ложных ответных сигналов сигналами ДРМ, отраженными от местных объектов, уменьшить влияние соседних РМ и повысить помехоустойчивость КД.
Длительность импульсов ЗД и ОД составляет 1,5 мкс. Инструментальная точность (СКО) канала дальности составляет 100 м. Принцип «запрос — ответ» обусловливает ограниченную пропускную способность системы: не более 100 работающих с одним РМ самолетов при вероятности ответа не менее 0,8. Канал азимута использует диапазон частот 873,6...935,2 МГц. Принцип измерения азимута основан на измерении временнбго интервала между моментом прохождения ДН вращающейся антенны маяка через направление на север и моментом прихода на борт азимутального сигнала, образующегося за счет облучения объекта направленной антенной маяка.
зд од Рис. 10.6. Структурная схема канала дальности РСБН 434 Для идентификации наземных РМ используется частотно-кодовый принцип разделения, предполагающий наличие для различных типов аппаратуры от 40 до 176 частотно-кодовых каналов. Антенная система АРМ формирует двухлепестковую диаграмму направленности (ДН! на рис. 10.7, а), которую можно аппроксимировать функцией вида д (в!пй„(г-г„) дг~ и„(г-г„) (10.4) где к),р = 600'/с — частота вращения антенны АРМ (период вращения антенны Тд— - 0,6 с); г, — задержка сигнала, вызванная вращением антенны, г,= а/(г»,. Для передачи информации о моменте прохождения вращающейся антенны маяка через северное направление используются опорные импульсные сигналы «35» и «36», формируемые передатчиком маяка (рис.
10.7, 6). Сигналы «35» и «36» представляют собой периодические двух- импульсные посылки (с длительностью импульсов 6 мкс), момент излучения которых задается электромеханическими датчиками, расположенными на оси вращения антенны через равные угловые промежутки. Датчики сигналов «36» располагаются на угловых расстояниях 10', а датчики сигналов «35» — на расстояниях 360/35 = 10,2857 . В момент прохождения антенны через северное направление (С) сигналы «35» и «36» совпадают. Принятый азимугальный сигнал (АС) имеет вид сдвоенного колоколообразного импульса длительностью около 9 мс на уровне 0,5 (что соответствует ширине ДН каждого лепестка 5'). Измс- Рис. 10.7. Диаграмма направленности антенны (а) и временные диаграм- мы работы (б) угломерного канала РСБН 435 рительный азимутальный импульс (АИ) формируется в точке, находящейся на уровне 0,5 на заднем фронте первого импульса АС.
Временнбй интервал между моментом совпадения «35» и «36» и импульсом АИ отражает в определенном масштабе измеряемое значение азимута. В исходном варианте и ряде последующих модификаций РСБН используется «ненаправленный» режим работы, В этом режиме опорные сигналы «35» и «36» (а также сигналы ОД) передаются через всенаправленную антенну (ДН2 на рис. 10.7„а), а во вращающуюся двухлепестковую ДН 1 передается немодулированное колебание. В более поздних модификациях аппаратуры РСБН был использован «направленный» режим работы.
В этом режиме азимутальный сигнал, излучаемый через вращающуюся двухлепестковую ДН1, представляет собой последовательность радиоимпульсов с периодом повторения, соответствующим углу поворота антенны на 0,25' (четвертьградусное импульсное заполнение азимутального сигнала). Сигналы ОД, «35» и «36» излучаются с помощью отдельного облучателя. При этом формируется опорная ДН шириной 21' (на уровне 0,5), которая сдвинута на такой же угол относительно средней точки азимузальной ДН вперед по ходу вращения. К преимуществам направленного режима перед ненаправленным можно отнести увеличение числа каналов за счет более эффективного использования рабочего диапазона, лучшее согласование ширины спектра азимутального сигнала и полосы пропускания УПЧ бортового оборудования, согласование моментов излучения сигналов ЗД с работой азимутального канала системы и т.д.
Инструментальная точность (СКО) канала азимута О,! 25'. В реальных условиях переотражений сигналов, наличия погрешностей юстировки погрешности азимута зачастую вырастают до уровня одною-двух градусов, что соответствует снижению точности определения координат на дальности 100 км до 3 000 м. Канал наземной индикации позволяет осуществить индикацию местоположения всех самолетов, находящихся в зоне действия системы, на индикаторах кругового обзора, в том числе и выносных (ВИКО). Для обеспечения наземной индикации передатчик РМ формирует сигналы запроса наземной индикации (ЗН И).
Момент излучения сигналов ЗН И задается импульсами, формируемыми с помощью электромеханических датчиков на оси вращения азимутальной антенны через каждые один или два угловых градуса. Одновременно тс же импульсы запускают радиальную развертку на ИКО РМ и диспетчерском ВИКО. Круговое вращение радиальной развертки осуществляется синхронно с вращением антенны. В результате в каждый момент времени направление радиальной развертки на И КО (ВИКО) отображает направление облучения про- 436 странства азимутальной антенной РМ, а ее начало соответствует моменту излучения сигнала ЗН И.
Если на данном направлении в зоне действия системы имеется ВС, то момент его облучения фиксируется на борту приемом азимутального сигнала и выработкой измерительного азимутального импульса. Сформированный АИ разрешает прохождение одного сигнала ЗНИ с выхода бортового приемника на запуск передатчика, излучающего сигналы ответа наземной индикации (ОНИ), которые принимаются на земле и формируют яркостную отметку на ИКО.
Таким образом, на РМ и диспетчерском пункте отображается в полярной системе координат местоположение всех ВС, находящихся в зоне обслуживания данною маяка РСБН. Во всенаправленных РМ (с непрерывным АС) сигналы ЗНИ излучаются через всенаправленную антенну с периодом повторения 3,33 мс, что соответствует повороту азимутальной антенны на 2'. В направленных РМ (с импульсным АС) ЗНИ излучаются с периодом следования 1,67 мс (через 1' поворота антенны).
Сигналы ЗНИ и ОНИ представляют собой трехимнульсные кодовые группы с длительностью импульсов 1,5 мкс. Дальномерная система 0МЕ. Импульсная дальномерная система ОМЕ (О!в!апсе Меавигешеп! Ес(и!реев! — оборудование для измерения дальности) рекомендована и стандартизована Международной организацией гражданской авиации (1САО) в качестве международной системы для гражданской авиации. Система использует частотный диапазон 960... 12!5 МГц и предназначена для определения на борту ВС дальности до ДРМ. При использовании нескольких РМ возможно местоопределение ВС дальномерным методом. Принципы работы системы ОМЕ мало отличаются от принципов работы КД отечественной РСБН. Используются колоколообразные импульсы, характеризующиеся следующими параметрами; время нарастания (спвдв) межлу уровнями О,! и 0,9 ...
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
