Материал: Листов, Константин Михайлович. Радио и радиолокационная техника и их применение

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

тельным радиопеленгаторным пунктом, запрашивает по радио свое местонахождение на волне В-1 (рис. 93). ОПП и все ВПП, входящие в базу, одновременно пеленгуют его. Результаты пеленгования с боковых радиопеленгаторных пунктов немед­ ленно сообщаются на командный радиопеленгаторный пункт на волнах В-2, В-3. На ОПП на основании всех получаемых данных пеленгования определяется место самолета. Получен­ ные координаты немедленно по радио сообщаются экипажу самолета. На запрос у радиопеленгаторной базы места само­ лета и получение ответа затрачивается несколько минут.

Си

Рис. 93. Схема связи во время работы радиопеленгатор­ ной базы

Точность определения местонахождения самолета при по­ мощи радиопеленгаторной базы зависит от точности определе­ ния пеленга, расстояния от радиопеленгаторов до самолета и угла пересечения линий пеленгов. Ошибка определения места

самолета подсчитывается

по

вышеприведенной формуле для

радиокомпаса.

 

и

задаваясь

размерами

радиуса

Используя формулу

круга

вероятных

положений самолета, можно построить

так

называемую

рабочую

область

радиопеленгаторной

базы.

 

 

 

 

 

(рис. 94)

Под рабочей областью радиопеленгаторной базы

понимается часть

земной

поверхности,

в пределах

которой

определение места самолета сопровождается ошибками, не превышающими заданной величины.

Полет самолета на радиопеленгатор выполняется по маг­ нитному компасу курсовым или активным способом путем

169

периодического исправления курса по пеленгам, полученным экипажем самолета от радиопеленгатора.

Курсовой способ пригоден для всех родов авиации. Запра­ шивать пеленг и исправлять курс на маршруте необходимо через каждые 3—5 мин полета, а при подходе к радиопелен­ гатору — через каждые 1—2 мин. При работе радиотелефо­ ном запрашивают только магнитный пеленг радиопеленгатора

(МПР).

г> гаад

Экипажи самолетов, в составе которых имеется радист, за­ прашивают радиотелеграфом только истинный пеленг само­ лета (ИПС).

Активный способ полета на радиопеленгатор заключается в том, что экипаж стремится вести самолет таким курсом, чтобы получаемые от радиопеленгатора пеленги были по­ стоянными в пределах +2°. Курс самолета подбирается с уче­ том угла сноса. При этом движение самолета на пеленгатор будет прямолинейным.

Момент пролета самолета над радиопеленгатором может быть определен на самолете визуально или по изменению очередного пеленга на 180°, а на земле — по шуму двигате­ лей самолета.

Ошибки в определении направления на передающую ра-

170

диостанцию при помощи наземных радиопеленгаторов и ра­ диокомпасов могут быть методические, возникающие от несо­ вершенства применяемой радиотехнической аппаратуры, и субъективные, зависящие от подготовки оператора радио­ пеленгатора или штурмана самолета, а также от условий ра­ боты экипажа на радиопеленгаторе или на самолете.

К методическим ошибкам относятся ошибки, зависящие от условий распространения радиоволн. Главными из них явля­ ются ошибки, вызываемые горным, береговым и ночным эффектами, на которых мы кратко остановимся.

Горный эффект проявляется в том, что радиоволна, встре­ чая на пути своего распространения горные вершины, хребты или скалы, частично огибает их, а частично от них отра­ жается. В связи с этим вблизи горных вершин направление распространения волн не совпадает с направлением на радио­ станцию, а радиопеленг, измеренный вблизи горной вер­ шины, будет показывать не действительное, а кажущееся направление на радиостанцию. Ошибка за счет влияния горного эффекта достигает иногда 8—10°, причем учесть ее практически очень трудно, а в условиях полета невоз­ можно.

Береговой эффект проявляется в том, что радиоволна, пе­ ресекая на пути своего распространения береговую черту, из­ меняет направление своего распространения (преломляется). Это преломление происходит тем сильнее, чем меньше угол между береговой чертой и направлением проходящей радио­ волны. Если радиоволна пересекает береговую черту под углами более 20°, то ошибки берегового эффекта незначи­ тельны и с ними практически можно не считаться.

Ночной эффект возникает из-за того, что на рамочную антенну радиокомпаса одновременно принимаются поверх­ ностная волна и отраженная от ионизированных слоев атмо­ сферы пространственная волна, которая имеет поляризацию, не совпадающую с поляризацией поверхностной волны. Такое аномально поляризованное поле наводит электродвижущие силы в горизонтальных частях рамки, нарушая этим нор­ мальную работу рамочной антенны и создавая ошибки в определении направления на радиостанцию. Наибольшие ошибки бывают в сумерки, за 1—2 часа до восхода и 1—2 часа после заходк солнца, и достигают величины 30—40°, а иногда и более. В ночные часы ошибки достигают 10—15°. Характерным для этих ошибок является изменение во вре­ мени их знака и величины. На более длинных волнах ошибки проявляются в меньшей степени. Для уменьшения ошибок ночного эффекта необходимо с самолета пеленговать радио­ станции, работающие на более длинных волнах и удаленные от самолета на расстояния до 100 км, и пользоваться только

171

средними значениями курсовых углов радиостанции, опреае-

ляемыми за промежутки времени в 1 —1,5 мин.

Современные

наземные

радиопеленгаторы с Н-образными антеннами ноч­

 

 

ному эффекту не подвержены.

а

СШ )2

Ниже

мы остановимся на

 

 

некоторых конкретных радио­

 

 

навигационных системах.

 

 

Р а д и о н а в и г а ц и о н-

 

X

н а я с и с т е м а

«Такан» ра­

 

ботает на дециметровых вол­

 

нах. Она позволяет летчику по­

 

И

лучать

информацию

одновре­

 

менно о расстоянии от само­

 

лета до

наземного радиомаяка

 

X

и о направлении

полета, выра­

 

 

женном углом истинного пелен­

 

 

га или курсовым углом радио­

 

 

маяка.

 

 

 

 

Рис. 95. Радиоаппаратура системы

В

системе,

определяющей

 

„Такая":

направление, необходимо иметь

а — аппаратура на самолете; б — аппара­

наземный передатчик со специ­

тура на земле; 1 — индикатор пеленга;

ально

направленной

антенной

2 — индикатор

дальности; 3 — многока­

нальный передатчик; 4 — многоканальный

и многоканальный

приемник

приемник; 5 — одноканальный приемник;

6 — одноканальный передатчик

на самолете.

 

 

 

 

Для

системы, измеряющей

расстояние, требуется наземный приемопередатчик (ретранс­ лятор) с ненаправленной антенной и многоканальный запрос­ чик на самолете.

Элементы системы «Такан» показаны на рис. 95. На само­ лете устанавливают антенну, многоканальный запросчик, ра­ ботающий по импульсному методу, обеспечивающему как из­ мерение расстояния, так и определение направления на на­ земный радиомаяк, а также переключатель каналов и один или несколько индикаторов.

Аппаратура «Такан» располагает 126 двойными каналами связи с интервалом в 1 Мгц. Для передачи с самолета на землю, необходимой только для дальномерной системы, имеется 126 каналов в диапазоне частот 1025—1150 Мгц. Для передачи земля — самолет, служащей для определения на­ правления и измерения дальности, имеется 63 канала в диа­ пазоне частот 962—1024 Мгц и 63 канала в диапазоне 1151—

1213

Мгц.

. '

В

каждом

канале, сигналы передаются группами немоду-

лированных импульсов, по-разному кодированных для разде­ ления сигналов дальности от сигналов направления.

Измерение расстояний в системе «Такан» осуществляется на основе измерения времени прохождения радиосигнала от самолета до маяка и обратно. Самолетный передатчик излу­

172

чает кодированные импульсы запроса, которые принимаются приемником наземного маяка-ретранслятора, излучающего в свою очередь ответные импульсы, но уже по другому каналу. Самолетный приемник, принимая эти ответные импульсы, ав-' тематически измеряет время между моментами посылки за­ просного и приема ответного импульсов, преобразует их в электрические сигналы и подает на индикатор дальности. Как самолетный передатчик, так и передатчик наземного маякаретранслятора излучают парные импульсы каждый длитель­ ностью около 3,2 мсек с интервалом между импульсами одной пары 12 мсек. Время посылки очередной пары импульсов за­ висит от режима работы аппаратуры.

Максимальное время поиска 20 секу В режиме слежения самолетный приемник «одкрыт» только для приема ответных импульсов маяка-ретранслятора, синхронных только с соб­ ственными запросными импульсами, поэтому с одним назем­ ным маяком-ретранслятором могут одновременно работать около 100 самолетов.

Цепи приемника, измеряющие время, снабжены запоми­ нающим устройством, поэтому в случае прекращения ответ­ ных импульсов на время до 10 сек индикатор дальности со­ храняет свое последнее показание без перехода в режим по­ иска. Через каждые 75 сек наземный маяк автоматически по­ сылает по радиотелеграфной азбуке позывные сигналы, кото­ рые воспринимаются на самолете в виде звуковых телеграф­ ных сигналов. Так как система снабжена запоминающим устройством, то при посылке этих сигналов не происходит ни­ какого нарушения в показаниях индикатора дальности.

Передатчик наземного маяка-ретранслягора должен излу­ чать импульсы только в ответ на запросные импульсы от са­ молетной аппаратуры. При работе только с одним самолетом

маяк

должен

передать

около

30 имп/сек, а при

работе со

100 самолетами — около

3000.

 

 

Направление (курс) опре­

 

 

деляется

с помощью вращаю­

 

 

щейся

направленной

антенны

 

 

маяка-ретранслятора.

 

Конст­

 

 

руктивно антенна выполнена

в

 

 

виде цилиндра диаметром око­

 

 

ло 1,1

м и высотой 1,8 м. Она

 

 

легко устанавливается на баш­

 

 

не или мачте корабля.

 

 

 

 

 

На

рис. 96

показано схема­

Рис. 96. Антенна наземного радио­

тическое

изображение антенны.

маяка

 

Генерируемые

передатчиком

 

 

импульсы

высокой

частоты

подаются на центральный непо­

движный

стержень

диаметром

7,6 см, вокруг которого рас­

положен

внутренний

цилиндр

из изоляционного

материала

173

(фиброглас)

диаметром около

12,7

см. Этот цилиндр несет

в себе вертикальный

полностью изолированный от всех других

элементов провод, служащий рефлектором.

Вследствие этого

диаграмма излучения

антенны

имеет форму

кардиоиды,

как

 

 

 

 

 

показано

на рис.

97, а.

а

 

Север

 

 

Внутренний

цилиндр

 

 

 

 

вращается

со

скоро­

 

 

 

 

 

стью 15 'об/сек, в ре­

 

 

 

 

 

зультате чего сила сиг­

 

Запад

 

Восток

 

нала, излучаемого ан­

 

 

 

 

 

тенной в данном на­

 

 

 

 

 

правлении,

является

 

 

 

 

 

функцией времени, т. е.

 

 

 

 

 

приемник,

 

установлен­

 

 

 

 

 

ный на самолете, будет

 

 

 

 

 

принимать амплитудно-

 

 

 

 

 

модулированный

 

ряд

 

 

 

 

 

дискретных

импульсов

 

 

 

 

 

(рис. 97, б) . Огибающая

Рис.

97. Диаграмма излучения антенны:

этих

импульсов

пред­

ставляет

собой синусо­

а — в

полярных

координатах;

б — в прямоугольных

иду с

частотой

15 гц.

координатах; А — огибающая импульсов; В — ответ­

 

ные импульсы; С — эталонные импульсы

Если

для данного

 

 

 

 

 

момента

времени

ма­

ксимум излучения кардиоиды направлен на север, то для каждого положения самолета в этот же момент времени ве­ личина принимаемого сигнала будет пропорциональна синусу угла пеленга самолета относительно маяка. Используя метод измерения фазы сигнала кардиоидного излучения, можно с помощью стрелочного индикатора отсчитывать угол пеленга самолета относительно маяка-ретранслятора. ч

Однако описанная система определения направления на наземный маяк обладает большими погрешностями. Поэтому антенна маяка, помимо внутреннего цилиндра, имеет связан­ ный с ним внешний цилиндр (диаметром 84 см) из фиброгласа, в котором расположено девять проводов-рефлекторов. При вращении обоих цилиндров со скоростью 15 об/сек кардиоидная кривая оказывается дополнительно модулированной частотой 135 гц (девятая гармоника).

В результате дополнительного измерения фазы синусоиды 135 гц на борту самолета существенно повышается точность определения направления на наземный маяк системы «Такан».

Общие характеристики системы «Такан» следующие:

средняя величина ошибки в определении направления составляет 0,75°;

точность определения расстояния равна в среднем

250м;

дальность действия достигает 370 км при условии

174

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/124662