Фазовый метод радиопеленгации

Этот метод основан на том, что если две приемные антенны Al, A2 разнесены на фиксированное расстояние d, называемое базой, то сдвиг фаз между напряжениями, наводимыми в антеннах, зависит от направления прихода радиоволн (рис. 3.26). Фазовый радиопеленгатор, как и амплитудный, предназначен для пеленгации источника излучения. Аналогичные задачи решает фазовый радиомаяк с двумя передающими антеннами, разнесенными на фиксированное расстояние, и одной приемной антенной на пеленгуемом объекте

Обозначим угол между нормалью к базе и направлением принимаемой волны через a (рис. 3.26), тогда разность хода волн к антеннам А1, А2 равна d sina, а сдвиг фаз между наведенными в них напряжениями равен (2p/l) d sina.

Эти напряжения усиливаются и ограничиваются по амплитуде в отдельных приемных каналах; один из каналов содержит фазовращатель, поворачивающий фазу усиленного напряжения на 90⁰. С обоих каналов напряжения подаются на фазометр для измерения разности фаз

.                        (1)

Фазометр содержит фазовый детектор и измеритель его выходного напряжения U_вых. Схема фазового детектора такова, что напряжение U_выхпропорционально косинусу угла сдвига фаз входных напряжений детектора:

,  (2)

где К— коэффициент пропорциональности, учитывающий как напряжение на входе фазового детектора, так и коэффициент передачи напряжения детектора; коэффициент К поддерживается постоянным благодаря ограничителям амплитуды.

Пеленгационная характеристика фазового пеленгатора (рис. 6) построена по формуле (3.37) для малых углов a, при которых sina»a:

.                                                                (3)

Отсюда видно, что однозначные показания пеленгатора a_одн получаются, если угол 2pad/l не выходит за пределы p (от -p/2 до +p/2), что соответствует:

a_одн= pl/2pd=l/2d.                                                                                              (4)

Рис. 5. Функциональная схема фазового радиопеленгатора.

Сопоставляя выражения (2) и (4), убеждаемся, что в фазовых пеленгаторах, как и в фазовых дальномерах, имеется противоречие между точностью измерений и пределами однозначных показаний: для повышения точности нужно увеличить базу d, а для расширения однозначных измерений пеленга цели — уменьшить d. Это противоречие может быть разрешено введением дополнительной антенны A3 по схеме рис. 7 с таким расчетом, чтобы грубое, но однозначное определение пеленга осуществлялось антеннами А1, А2 с малой базой d₁, а уточнение пеленга производилось с помощью антенн А1, A3, разделенных большой базой d₂.

Другой путь решения проблемы заключается в переходе от низких радиочастот к сверхвысоким, где можно разместить обе антенны на общем поворотном устройстве и получить диаграмму направленности с шириной, значительно меньшей диапазона измеряемых пеленгов. При этом уменьшение длины волны, как показывает (3.38), повышает пеленгационную чувствительность так же, как удлинение базы d, а перекрытие требуемого диапазона однозначно измеряемых пеленгов достигается поворотом антенной системы.

Такое решение имеет еще одно преимущество: радиопеленгатор на низких радиочастотах не позволяет различать цели, охватываемые весьма широкой диаграммой направленности антенной системы, а остронаправленные антенны УКВ сообщают пеленгатору высокую потенциальную разрешающую способность по направлению:

Рис. 6. Пеленгационная характеристика фазового радиопеленгатора

Рис. 7. Расположение трех антенн для однозначного и точного измерения пеленга в широких пределах

При наличии шумов потенциальная среднеквадратическая ошибка измерения угла фазовый методом

т. е. эта ошибка тем меньше, чем больше отношение сигнал/шум q и отношение базы к длине волны d / l, а также чем меньше отклоняется направление на цель от перпендикуляра к базе антенн (меньше a).

 Пример. Инеем a=0; d / l =10 и q = 10. Определить среднеквадратическую ошибку пеленгования фазовым методом

.

Фазовый метод пеленгации широко применяется в радионавигации и реже в радиолокации — только на УКВ, когда требуется повышенная точность измерения угловых координат.

Безопасность полетов – комплекс взаимосвязанных организационных направлении на обеспечение безаварийной летной работы и осуществляющих контрольных и мероприятий по предупреждению авиационных происшествий и инцидентов. С помощью использования МНРЛС снижает процент авиационных происшествий и инцидентов ( обоснование в назначении ).

 

 

ВОПРОС 5.Наземные обзорные РЛС. Назначение, решаемые задачи. Методы измерения скорости цели. Разрешающая способность РЛС по скорости. Типовые структурные схемы. Роль РЛС в обеспечении безопасности полетов.

Управление полетом современного воздушного судна (ВС) осуществляется на борту и на земле и требует разнообразной информации об условиях полета. Основными источниками этой информации являются наземные и бортовые радиоэлектронные устройства и системы, обеспечивающие полет. С помощью радиоэлектронных систем получают информацию об окружающей ВС воздушной обстановке, координатах различных объектов, метеообразованиях, траекториях полетов, а также командную информацию.

Основным методом получения информации об удаленных объектах является облучение объекта зондирующим сигналом и прием отраженного сигнала (активная радиолокация).

Радиолокационные системы (РЛС) – это технические средства получения информации об удаленных объектах путем приема отраженной электромагнитной энергии. Они предназначены для решения следующих задач:

– измерения координат ВС;

– определения высоты полета, путевой скорости, угла сноса;

– обнаружения на маршруте встречных ВС и препятствий, метеообразований.

Назначение АС УВД — повышение эффективности использования воздуш­ного пространства, т. е. увеличение его пропускной способности при заданном уровне безопасности полетов ВС, сокращение эксплуатационных расходов в ре­зультате повышения производительности системы, и снижение нагрузки на дис­петчеров при растущей интенсивности полетов. Данные системы обеспечивают автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимиза­ции процессов УВД.

Состав АС УВД (рис.1) складывается из оборудования центра управления ЦУВД и территориально разнесенных источников информации о планируемой и текущей обстановке. Согласно рекомендациям ICAO в качестве основного источ­ника информации о текущей обстановке в таких системах должны использовать­ся первичные и вторичные обзорные радиолокаторы. Первичный ПРЛ и вторич­ный ВРЛ радиолокаторы совместно с аппаратурой первичной обработки информа­ции АПОИ составляют радиолокационный комплекс РЛК, связанный с ЦУВД через аппаратуру трансляции информации АТИ. В состав оборудования ЦУВД входят вычислительный комплекс ВК, комплекс отображения информации КОИ и устройства ввода текущих планов полета ТПП.

 Радиолокаторы снабжают ЦУВД информацией о дальности, азимуте и опознавательном индексе ВС, а также дополнительной информацией, необходимой для УВД. Их располагают на радиолокационных позициях, которые могут быть удалены от остальных элементов системы, расположенных в центре УВД, на расстояние нескольких десятков километров.

АПОИ выполняет функции обнаружения целей и выделения радиолокаци­онных сигналов на фоне помех, измерения координат ЛА и преобразования полу­ченной информации в вид (цифровой код), удобный для трансляции на вычисли­тельный комплекс АС УВД или на контрольно-диспетчерский пункт КДП.

АТИ предназначена для передачи радиолокационных данных с территори­ально разобщенных РЛК на ВК, распределения этой информации, а также для осуществления телефонной связи, связи с ЛА и т. п.

ВК состоит из ЦВМ, с помощью которых выполняют обработку планов поле­тов и вторичную обработку радиолокационной информации. В результате вто­ричной обработки определяют траекторию движения ВС, вектор его скорости и упрежденное местоположение, а также привязку дополнительной информации, получаемой от РЛК к координатам ВС. В этом же комплексе осуществляется третичная обработка информации, получаемой от территориально разнесенных радиолокаторов. В процессе этой обработки сигналы всех радиолокаторов приводятся к единой системе координат и единой системе времени и создается объединенное (синтезированное) изображение радиолокационной обстановки в контролируемой зоне воздушного пространства.

 

 

Рис.1Структурная схема автоматизированной системы УВД.

 

Комплекс отображения информации состоит из индикаторных устройств, устанавливаемых на рабочих местах диспетчеров. В крупных АС УВД информация отображается, как правило, в цифровой форме, в менее сложных информация о координатах ЛА — обычно в аналоговой форме, а дополнительная информация — в цифровой

 

Воздушное пространство СССР разделено на районы трассовых и внетрас-совых полетов и районы аэродромов (для полетов по воздушным коридорам и в зонах взлета и посадки ЛА). Количество выполняемых функций и структурная сложность АС УВД зависят от размеров контролируемого ВП и интенсивности воздушного движения, поэтому АС УВД обычно привязывают к определенным зонам ВП.

ВП разделяют на следующие зоны:

А — зона с неизменной, как правило, высотой полета (радиус до 500 км, максимальная высота до 18 ООО м);

Б — зона с изменяющейся (в основном) высотой полета (радиус 100—170 км);

В — зона предпосадочного маневрирования (радиус 40 км, переходной эшелон 1200—1500 м);

Г — посадочная прямая (удаление от начала взлетно-посадочной полосы 18—20 км);

Д — зона руления.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: