Принцип действия канала азимута с фазовым методом измерения.

Антенная система АРМ (рис. 12.5,а) имеет в горизонтальной плоскости ДНА, форма которой близка к окружности со смещенным относительно АРМ центром. Вращение этой диаграммы с угловой скоростью =30 об/с приводит к амплитудной модуляции принимаемого сигнала с частотой =30 Гц (рис. 12.5,б). В точке с произвольным азимутом  фаза огибающей принимаемого АМ азимутального сигнала  запаздывает относительно фазы АМ сигнала, принимаемого в северном направлении (точка 1), на , где  – время, необходимое для поворота ДН на угол .

 

 

д)

Рис. 12.5. Диаграмма направленности антенны фазового АРМ (а); азимутальные сигналы, принимаемые в точках 1 и 2 (б); спектр принимаемого сигнала (в);

структурная схема бортовой аппаратуры (г) и сигналы, принимаемые в направлениях С,В,Ю,З(д).

 

Основное уравнение АРМ, реализующего фазовый метод определения азимута, имеет вид

.                                                                                       (12.3)

Измерив фазу огибающей принимаемого сигнала , можно непосредственно определить азимут  точки приема. Из (12. 3) следует, что , т.е. погрешность определение азимута  численно равна погрешности измерения фазы .

Для измерения фазы на ЛА с АРМ передают опорный сигнал, который представляет собой частотно-модулированные поднесущие колебания со средней частотой  кГц.(поднесущая частота 9960 Гц частотно модулируется сигналом "Постоянная фаза" частоты 30 Гц с девиацией ± 480 Гц.) Модулирующим напряжением служит сигнал с частотой 30 Гц с постоянной фазой, соответствующей фазе сигнала, принимаемого в северном направлении от АРМ. Таким образом, сигнал АРМ в точке с азимутом  имеет вид

,     (12.4)

где  – амплитуда сигнала;  и  – коэффициенты АМ азимутальным и опорным сигналами;  – индекс частотной модуляции.

В бортовой аппаратуре ЛА (рис. 12.5,г) продетектированный сигнал АРМ (12.4) с приемника Прм разделяется фильтрами Ф30 и Ф10, настроенными соответственно на частоты  и . Из опорного сигнала после частотного детектора ЧД выделяется сигнал постоянной фазы с частотой , который поступает на измеритель фазы ИФ, куда подается также азимутальный сигнал той же частоты.

Рис.12.6. Структурная схема бортового оборудования со следящим ИФ.

Структурная схема со следящим ИФ (рис. 12.6) содержит два включенных после Прм фильтра. Фильтр Ф-1 выделяет сигнал переменной фазы, который после усилителя У подается на фазовый дискриминатор ФД — чувствительный элемент следящего измерителя фазы ИФ. Фильтр Ф-2 выделяет опорный сигнал, который проходит усилитель-ограничитель УО, срезающий паразитную AM, и подается на частотный детектор ЧД, где выделяется сигнал опорной фазы. В фазовращателе ФВ фаза сигнала изменяется на а затем сдвигается на 90°(необходимо для работы следящего измерителя). Фазовый дискриминатор выделяет сигнал ошибки. Под действием сигнала ошибки электродвигатель ЭД поворачивает ротор ФВ до тех пор, пока не будет выполнено условие равенства фаз. По углу поворота ротора ФВ можно определить фазу численно равную азимуту точки приема. Преобразователь Пр служит для питания ЭД от сети 400 Гц.

      Для опознавания радиомаяков VOR несущая частота манипулируется кодом "Морзе" с ис­пользованием двух или трех букв. Для модуляции используется частота (1020±50) Гц.

 

Точность фазового канала азимута. Погрешность рассматриваемого канала зависит в основном от изменения фазы азимутального сигнала при его интерференции с сигналами, отраженными от окружающих АРМ объектов. Если предположить наличие только одного такого объекта с комплексным коэффициентом отражения , где , то, применяя формулу (12.3) к прямому и отраженному сигналам и выполняя соответствующие преобразования, можно найти погрешность определения азимута

,                             (12.5)

где  – запаздывание отраженного сигнала относительно прямого, а  – азимут отражающего объекта. Максимальное значение этой погрешности . Если, например, =0,1, то =5,63°, что не удовлетворяет существующим требованиям к средствам навигации.