Двухканальные радиомаячные системы инструментального захода на посадку

Курсовой и глиссадный радиомаяки инструментальных систем посадки должны обеспечивать получение требуемых размеров зон излучения и точности задаваемых угловых направлений. При решении этой задачи необходимо разрешать противоречие между требованием увеличить ширину ДН для обеспечения заданного размера зоны действия и требованием уменьшить ширину ДН для получения высокой точности задания угловых направлений.

Противоречие разрешается в случае построения РМС с двумя каналами: узким каналом и широким каналом. Рассмотрим построение зоны действия двухканального КРМ.

Как известно, чем уже ДН, тем меньше местных предметов попадает в зону облучения и тем меньше уровень вторичного излучения, в наибольшей степени влияющего на точность и стабильность параметров радиомаяка. Поэтому зона узкого канала (УК) двухканального радиомаяка, в котором положение самолета определяется с высокой точностью, по нормам ICAO не должна превышать ± (8... 10°) от оси ВПП (рис.2.61).

С другой стороны, зона действия курсовых радиомаяков для успешного захода на посадочный курс должна составлять ±35° (рис.2.61) относительно оси ВПП. Отсюда возникает необходимость создания излучения широкого канала (ШК), с помощью которого на борту ВС осуществлялась бы индикация направления залегания зоны узкого канала. Широкий канал (в литературе он называется еще каналом клиренса) служит для ввода самолета в зону узкого канала (путем выдачи информации «Лети влево», «Лети вправо»), где положение самолета относительно посадочного курса определяется с высокой точностью.

Таким образом удовлетворяются противоречивые требования, предъявляемые к КРМ: широкая зона действия в горизонтальной плоскости и высокие точность и стабильность параметров зоны излучения КРМ.

Зоны излучения современных отечественных и зарубежных РМС формируются с использованием двухканального метода. К таким РМС относятся системы посадки СП-80, СП-90, СП-200.

 

Рис.2.61. Зона действия двухканальных а - КРМ и б - ГРМ

В двухканальных курсовых и глиссадных радиомаяках влияние сигналов широкого канала на узкий канал должно быть минимальным. С этой точки зрения возможны следующие варианты построения двухканальных радиомаяков:

· двухчастотные радиомаяки, у которых излучение узкого и широкого каналов осуществляется на различных несущих частотах;

· радиомаяки с квадратурным клиренсом, у которых модулирующие напряжения одинаковых частот узкого и широкого каналов сдвинуты по фазе на 90° (находятся в квадратуре);

· комбинированные радиомаяки, при построении которых используются оба указанных метода.

Наиболее распространены двухчастотные радиомаяки. Они несколько сложнее радиомаяков с квадратурным клиренсом (два передатчика, более жесткие требования к стабильности частоты— 2•10 ^-5 для двухчастотного и 5•10 ^-5 для квадратурного клиренса), однако они не требуют тщательной настройки и более просты в эксплуатации. Кроме того, в двухчастотных радиомаяках в большей степени подавляется переотраженный сигнал канала клиренса. Разнос несущих частот в двухчастотном курсовом радиомаяке осуществляется в пределах от 5 до 14 кГц, исходя из тех соображений, что влияние каналов друг на друга должно быть исключено, но, с другой стороны, обе несущие частоты должны лежать в пределах полосы пропускания бортового приемника.

Переотраженный от местных предметов сигнал широкого канала много меньше основного сигнала узкого канала и при линейном детектировании в бортовом приемнике он подавляется более сильным сигналом узкого канала. Таким образом, на линии курса и в ее окрестностях сигнал широкого канала отсутствует, что и предопределяет высокую стабильность параметров зоны излучения.

 

 

Маркёрный радиомаяк

Маркёрный радиомаяк (МРМ) представляет собой передающее устройство, работающее на направленную антенну и предназначенное для обозначения определенных точек земной поверхности. В радиомаячных системах посадки МРМ применяют для обозначения точек, расположенных на оси ВПП на определенных расстояниях от входного торца ВПП.

Рис.2.62. Структура МРМ

Все МРМ работают на одной фиксированной частоте 75 МГц. В составе МРМ (рис.2.62.) имеется возбудитель В, частота колебаний, которого умножается до 75 МГц, далее этот сигнал усиливается в усилителе мощности УМ и поступает в антенну А. С помощью генератора низкой частоты ГНЧ и модулятора М высокочастотные колебания модулируются по амплитуде сигналом частотой 400, 1300 или 3000 Гц., а посредством манипулятора Мн обеспечивается прерывание колебаний ВЧ последовательностью точек или тире (рис.2.63).

Излучение БМРМ модулируется сигналом с частотой 1300 Гц, вид манипуляции—точки со скоростью 6 точек в секунду.

В ДМРМ используются частота модуляции 400 Гц и манипуляция в виде тире со скоростью 2 тире в секунду. Допускается использование на БПРМ и ДПРМ одной частоты модуляции, равной 3000 Гц.

Рис.2.63. Вид сигнала МРМ

 

В состав бортового оборудования входит маркёрный радиоприёмник (МРП).

МРП оборудования «Курс-МП» (рис.2.64.), выполнен по супергетеродинной схеме и имеет в своем составе после УНЧ три фильтра, настроенные на частоты 3000, 1300 и 400 Гц и связанные каждый со своей сигнальной лампой. Благодаря этому обеспечивается раздельная световая сигнализация момента пролета МРМ, различающихся по частоте модуляции сигналов.

Рис.2.64. Структурная схема МРП

 

Бортовые радиовысотомеры

 

В составе пилотажно-навигационных комплексов ВС применяются радиовысотомеры (РВ), обеспечивающие измерение истинной высоты полёта с высокой точностью. Наиболее широко применяются частотные РВ.

Принцип работы частотного РВ заключается в следующем.

Передатчик РВ излучает непрерывный линейноизменяющийся по частоте сигнал f_П(t) (рис.2.65)

 

 

где к – скорость изменения частоты.

Отражённый от Земли сигнал запаздывает на время t_зап прохождения расстояния 2Н и имеет частоту f_ОТР(t) (рис.2.65)

 

 

где С – скорость света;

Н – истинная высота полёта ВС.

Рис.2.65. Сигналы частотного радиовысотомера

 

Разность частот излучённого и отражённого сигнала пропорциональна истинной высоте полёта ВС

 

 

Отсюда следует, что, измерив разностную частоту f_Р(t) можно найти высоту полёта ВС.

Частотный РВ (рис.2.66) излучает передающей антенной А1 в направлении подстилающей поверхности незатухающие модулированные по частоте колебания передатчика f_п(t), которые также подаются на вход смесителя приёмника.

Рис.2.66. Структурная схема частотного радиовысотомера

 

В приёмнике в результате перемножения прямого и принимаемого антенной А2 отраженного f_отр(t) сигналов выделяются низкочастотные колебания (сигнал биений) разностной частоты f_Р(t) и подаются на частотомер. Так как частота биений пропорциональна высоте, измерительный прибор частотомера И градуируется в значениях высоты. Схема сигнализации срабатывает с выдачей светового сигнала при достижении ВС заданной высоты.