Лекция 6. Наземные радиопеленгаторы

Наземные автоматические радиопеленгаторы (АРП) предназначены для определения азимута ВС относительно точки установки АРП по сигналам, излучаемым бортовыми радиостанциями диапазона МВ.

Результаты измерения азимута используются диспетчерами для УВД, управления посадкой и, в частности, для идентификации отметок от ВС на экранах РЛС (т.е. для определения принадлежности той или иной отметки определенному ВС). Они могут быть переданы на ВС и использованы экипажем для самолетовождения.

Антенные системы АРП, работающих в радиосетях "Подхода", "Круга" и "Посадки", ориентируются по магнитному меридиану, а антенные системы АРП, работающих в радиосетях РДП, - по истинному меридиану. Антенные системы двухканальных АРП, работающих в сетях "Подход", "Круг", "Посадка" и РДП одновременно, ориентируются по магнитному меридиану. При этом шкала индикатора АРП, установленного на рабочем месте диспетчера РДП, выставляется с учетом магнитного склонения и позволяет непосредственно определять истинный азимут ВС. В таблице 6 приведены основные характеристики АРП, применяемых в ГА.

Таблица 6.

Характеристика	АРП-75	АРП-80	АРП-95	DF-2000
Диапазон частот, МГц	118…136	118…136	118…136,975	100…400
Зона обзора в вертикальной плоскости, град
Дальность действия, км: Н = 300 м Н = 1000 м Н = 3000 м Н = 10000 м	-	-
Погрешность пеленгования (2s), град
Число каналов: рабочих резервных		1 или 2 1 или 0	2…16	2…16
Тип индикатора	Стрелочный	Стрелочно-цифровой	Монитор компьютера	Модуль индикации

Наибольшее распространение в гражданской авиации получили радиопеленгаторы АРП-80 (“Тополь”) и АРП-85 ("Пихта").

Радиопеленгаторы АРП-80 и АРП-85 относятся к пеленгаторам доплеровского типа. Главной отличительной особенностью пеленгаторов этого типа является их высокая точность, которая достигается за счет уменьшения погрешностей, обусловленных влиянием отражений от земли и местных предметов. Последними разработками отечественных производителей являются АРП-95 и DF-2000 (“Платан”).

Принцип работы

Антенная система АРП (рис. 44) состоит из дух антенн:- неподвижной центральной А _Ц и боковой А _Б, вращающейся по окружности радиуса R c постоянной угловой скоростью Ω. Ее положение относительно меридиана места АРП характеризуется углом θ = Ω∙t, где t – текущее время.

Рис. 44. Геометрические соотношения, поясняющие работу АРП

При t = 0, θ = 0. При приеме радиоволн от пеленгуемой радиостанции в А _Ц возникает

напряжение

u _ц = U_m∙cos ωt (1)

c фазой φ _ц =ωt, которую принимают за начальную.

Фаза напряжения в боковой антенне φ _б отличается от начальной фазы φ _ц на величину φ _r которая вызвана разностью хода

r = R∙ cos (θ - α), (2)

где: R - радиус окружности вращения А _Б;

θ – угловое положение А _Б;

α – пеленг радиостанции.

При этом φ _{r /} 2π = r / λ, откуда φ _r = 2π∙r/λ.

С учетом (2) найдем

φ_r = 2π∙R cos (θ - α)/ λ. (3)

Поскольку φ _б = φ _r + φ _ц, находим

φ _б = ωt + 2π ∙ R cos (Ωt – α)/ λ. (4)

Напряжение в боковой антенне

u _б = U_m cos [ωt+2π∙R cos (Ωt- α)/λ] (5)

Выражение (5) показывает, что вращение боковой антенны вызывает фазовую модуляцию принятых ею сигналов с индексом модуляции 2πR/λ, представляющую собой эффект Доплера. При этом информация о пеленге содержится в фазе модулирующего колебания. Измерение разности фаз колебаний, принятых центральной и боковой антеннами, позволяет определить пеленг радиостанции.

Структурная схема АРП (рис. 45)

Рис. 45. Структурная схема АРП

Сигналы, принятые А_Ц и А_Б, подаются на входы приемников ПРМ₁ и ПРМ₂, имеющих одинаковые фазовые характеристики, и после усиления поступают на фазовый детектор (ФД). На выходе ФД выделяется напряжение низкой частоты Ω, равной угловой скорости вращения антенны, фаза которого φ_r (см.3) зависит от пеленга радиостанции α. Это напряжение подводится к измерителю фазы ФИ, куда одновременно подается опорное напряжение той же частоты Ω от ГОН. Начальная фаза колебаний, вырабатываемых ГОН, совпадает с моментом прохождения А_Б северного направления, а измерение разности фаз обоих напряжений позволяет определить пеленг радиостанции.

Механическое вращение А_Б вызывает большие трудности, так как радиус вращения должен быть большим, а скорость вращения высокой. По этой причине вращение одной антенны заменяют последовательным переключением большого числа антенн, расположенных по окружности радиуса R (рис. 46) на расстоянии d ≤ λ/2 друг от друга. Это переключение обеспечивает специальный коммутатор механического или электронного типа.

Рис. 46. Схема переключения антенн АРП

Дата добавления: 2014-01-06