Радиокомпас с гониометрической антенной

Вращающаяся рамочная антенна может быть заменена гониометрической системой, состоящей, например, из двух неподвиж­ных взаимно перпендикулярных рамок и гониометра (рис. 9.8).

 

Рис. 9. 8. Гониометрическая система: 1-неподвижные рамки; 2,3-статорные неподвижные обмотки гониометра; 4-роторная подвижная обмотка гониометра

 

Гониометр состоит из двух групп не­подвижных взаимно перпендикулярных статорных обмоток 2 и 3, каждая из которых подключена к одной из рамок /, и одной подвижной, роторной обмотки 4, которая может вращаться в магнитном поле статорных обмоток. Роторная обмотка соединяется со входом радиоприемника (при необхо­димости излучения сигналов — с выходом радиопередатчика).

Схема АРК с гониометрической антенной изображена на рис. 9.9.

Рис. 9. 9. Структурная схема АРК с гониометрической антенной

 Вместо поворотной рамки в АРК применена неподвижная рамочная антенна, сопряженная с гониометром с помощью высокочастотного ка­беля. Рамочная антенна выполнена в виде двух взаимно перпендику­лярных обмоток 1 и 2 на одном общем магнитодиэлектрическом сердеч­нике 3 из феррита и помещена в специальном углублении фюзеляжа са­молета, закрытом радиопрозрачным материалом (рис. 9.10).

Рис. 9.10. Рамочная антенна АРК: 1- продольная рамка; 2 – поперечная рамка;              3 – магнитодиэлектрический сердечник

 

Гониометр имеет две взаимно перпендикулярные статорные катуш­ки 1 и 2, связанные с соответствующими обмотками рамочной ан­тенны, и одну роторную катушку 3, находящуюся внутри статора (рис. 9.11).

Рис. 9.11. Гониометрическая антенна

При приеме радиоволн, приходящих под курсовым углом , в об­мотках рамочной антенны 1 и 2 возникают напряжения, амплитуды которых

                             (4.19)

где  = E_m — максимальное значение напряжения в обмотках рамочной

антенны; Е_т — напряженность электрического поля.

Под действием напряжений  и  в статорных катушках гонио­метра создаются магнитные поля напряженностью:

                             (4.20)

где  — максимальное значение на­пряженности магнитного по­ля в катушках гониометра.

В результате сложения полей создается суммарное магнитное по­ле гониометра

 =                               (4.21)

Величина этого поля не зависит от направления прихода радио­волн. Направление вектора  в гониометре определяется соотно­шением

 ,                                          (4.22)

откуда

y = 0 + 90°.                                               (4.23)

Согласно (4.23) вектор суммарного магнитного поля в гониометре всегда перпендикулярен направлению на принимаемую радиостанцию. Определение этого направления равнозначно определению КУР.

В роторной катушке гониометра возникает напряже­ние , пропорциональное нормальной составляющей вектора напря­женности магнитного поля Н_п по отношению к плоскости ее витков:

При этом

                                  (4.24)

На основании (4.24) можно сделать заключение, что направленные свойства антенно-гониометрической системы выражаются зависимостью

F (  — ) = cos ( — ),       (4.25)

где угол (  представляет собой угол между плоскостью витков ро­торной катушки, и направлением на радиостанцию. Если дополнить этот угол до 90° величиной y, т. е. принять, что  = 90°, то будем иметь

.

При этом                              ,                            (4.26)

где y — угол между нормалью к плоскости витков роторной катушки и направле­нием на пеленгуемую радиостанцию.                                       

Из (4.25) и (4.26) следует, что направленные свойства гониометри­ческой антенны эквивалентны поворотной рамке.

При приеме высокочастотных немодулированных колебаний с на­пряженностью поля е = Е_т cos  в роторной катушке гониометра воз­никает напряжение

                            (4.27)

Рис. 12. Зависимость коэффициента передачи БМ от времени: 1 – косинусоидальный закон; 2 – прямоугольный закон

После усиления и поворота фазы на 90° в усилителе высокой часто­ты УВЧ-Р это напря­жение подается на БМ, где колеба­ния несущей частоты  подавляют­ся, а вместо них вырабатываются колебания боковых частот  ± Ω и подаются в ЦС в виде

.                 (4.28)

В формуле (4.28) величина  представляет собой коэффициент передачи БМ. В зависимости от установленного режима работы БМ функция может иметь косинусоидальную 1 или прямоуголь­ную 2 форму (рис. 9.12), что скажется на характере огибающей БМ ко­лебаний. Примем для дальнейшего

.                              (4.29)

Тогда вместо (4.28) получим

                      (4.30)

Кроме колебаний вида (4.30) в ЦС поступают также колебания из кана­ла ненаправленной антенны:

                                     (4.31)

После сложения (4.30), и (4.31) имеем

 cos t .                       (4.32)

Таким образом, на входе приемника будут получены AM колеба­ния вида (4.32) с коэффициентом модуляции т(y), зависящим от угла рассогласования y. После усиления и детектирования на выходе при­емника выделится напряжение огибающей:

u_н = U_m sin y cos Ωt,                                  (4.33)

которое через узкополосный усилитель УНЧ-К подается на управляю­щую обмотку миниатюрного электродвигателя Дв (см. рис.8). Об­мотка возбуждения двигателя Дв питается непосредственно переменным напряжением, получаемым от ГОН

и₀ = U_om cos Ωt.

Ось двигателя связана с осью роторной катушки гониометра. При угле рассогласования y  0 роторная катушка поворачивается элект­родвигателем Dв и устанавливается в согласованном положении, при котором y становится равным нулю. В результате обеспечивается не­прерывное слежение за направлением на принимаемую радиостанцию. Ось роторной катушки через компенсатор радиодевиации связана с сельсинной системой, с помощью которой угловое положение роторной катушки передается на стрелочные указатели курсовых углов.