Глава XVII. Судовые радиопеленгаторы

Судовой радиопеленгатор — это радиотехническое устройство, предназначенное для пеленгования объектов, излучающих радио­сигналы, главным образом радиомаяков.

Несмотря на создание новых, весьма совершенных радионавига­ционных систем, судовые радиопеленгаторы благодаря простоте их устройства, надежности и невысокой стоимости продолжают широ­ко использоваться на судах.

§ 53. ОСНОВЫ ТЕОРИИ РАДИОПЕЛЕНГОВАНИЯ

Классификация радиопелегаторов. Судовые радиопеленгаторы принято классифицировать по методу, использующемуся для ин­дикации радиопеленга. По этому признаку они разделяются на слу­ховые и радиопеленгаторы с визуальной индикацией. В слуховых индикация радиопеленга может осуществляться по максимуму, минимуму или равенству слышимости сигналов, но используется в основном способ пеленгования по минимуму слышимости сигнала.

Из радиопеленгаторов с визуальной индикацией нашли приме­нение автоматические радиопеленгаторы со следящей системой, управляющей вращением катушки гониометра, и визуальные ра­диопеленгаторы с электронно-лучевой трубкой.

Автоматические радиопеленгаторы со следящей системой от­личаются невысокой помехоустойчивостью. Такой радиопеленгатор при помехах от радиостанции, работающей на частоте, близкой к частоте пеленгуемого радиомаяка, может показывать ложное зна­чение радиопеленга. Этим объясняется их ограниченное примене­ние на судах.

Значительными преимуществами обладают визуальные радио­пеленгаторы с электронно-лучевой трубкой, которые могут быть двухканальными или одноканальными с вычерчиванием диаграммы направленности.

По степени автоматизации процесса радиопеленгования радио­пеленгаторы разделяются на неавтоматические, полуавтоматические и автоматические. Неавтоматические (в основном слуховые) — те, у которых весь процесс радиопеленгования осуществляется опе­ратором. Полуавтоматические (в частности, визуальные с элек­тронно-лучевой трубкой)—те, у которых изображение на трубке формируется автоматически, но для снятия отсчета оператор дол­жен совместить шкалу вручную. К автоматическим относятся ра­диопеленгаторы со следящей системой, где весь процесс автомати­зирован и в задачу оператора входит только снятие отсчета, а при необходимости этот отсчет может быть автоматически выдан в дру­гое устройство.

По диапазону частот радиопеленгаторы разделяются на длин­новолновые, средневолновые, коротковолновые и ультракоротко­волновые. Для пеленгования в навигационных целях используют­ся, как правило, средне- и длинноволновые диапазоны, так как в коротковолновом диапазоне резко возрастает влияние ночного эф­фекта, а на более длинных волнах увеличиваете;: уровень атмосфер­ных помех и уменьшается эффективность рамочных антенн. Исходя из этого, для судовых радиопеленгаторов предусматривается основ­ной диапазон частот радиопеленгования 255—535 кГц и, кроме то­го, дополнительный диапазон частот 1605—2850 кГц, в котором должно обеспечиваться ориентировочное определение направлений.

Антенные устройства радиопеленгаторов. В качестве антенных устройств судовых радиопеленгаторов, как правило, используются рамочные антенны. Для понимания принципов построения радио­пеленгаторов необходимы некоторые теоретические сведения об особенностях приема сигналов рамочными антеннами.

Вначале следует остановиться на вопросах фазовых и амплитудных зависи­мостей вблизи резонанса, которые потребуются в дальнейшем для анализа ра­боты рамочных антенн.

Если напряжение источника u = U sin м/ и цепь содержит активное сопро­тивление R, индуктивность L и емкость С, то ток

где Z — полное сопротивление цепи.

Преобразуя выражение, получим:

Составляющая тока i' находится в фазе с напряжением и получила назва­ние активной, или фазной, составляющей.

Составляющая тока i" находится в квадратуре с напряжением и получила название реактивной, или внефазной, составляющей.

Полное сопротивление Z представляет собой геометрическую сумму актив­ного сопротивления R и реактивного сопротивления X=a>L—1/(<оС). Из выражения (XVII—2) tg ф=X/R. Тогда

Рассмотрим зависимости фазной и внефазной составляющих тока от час­тоты.

Из выражения (XVII-3) фазная составляющая i'=(U/Z) cos q> sin u>t. Умножив и разделив на R и подставив значение R из формулы (XVII—5), после преобразования получим

Отсюда фазная составляющая (рнс. 93): всегда положительна;

в момент резонанса принимает наибольшее значение;

при расстройке быстро уменьшается, тем быстрее, чем меньше активное сопротивление.

Из выражения (XVII-4) внефазная составляющая i"= (U/Z) sin ср cos w Преобразуя, окончательно получим

Отсюда внефазная составляющая (рис. 94): при частоте, которая ниже резонансной, отрицательна; при частоте, которая выше резонансной, положительна; в момент резонанса равна нулю;

 

принимает максимальные значения при ф= ±45°.

Рассмотрев фазовые и амплитудные зависимости вблизи резо­нанса, перейдем к анализу действия электромагнитного поля на проводники.

При радиопеленговании в нормальных условиях электромагнит­ное поле имеет вертикальную поляризацию. ЭДС, наводимая в этом случае в вертикальном проводнике, будет в фазе с полем

где h_д — действующая высота проводника.

Тогда ток в такой антенне

Из выражения видно, что ток в антенне не зависит от направления прихода радиоволн, т. е. диаграмма приема верти­кальной антенны имеет форму окружности.

Вертикальная антенна судового радиопеленгатора имеет высо­ту, значительно меньшую, чем длина волны. В этом случае дейст­вующая высота ее равна половине геометрической высоты:

 

При наличии двух вертикальных провод­ников (рис.95), если в точке О посередине между проводниками А и В e_o = Е sin ωt, то в точке А e_A=Е sin ω (t + т), а в точке В e_B=Esin ω(t—т), где т — время распростра­нения волны от точки А до точки О и от точки О до точки В.

 

Из рис. 95 видно, что Оа=ОЬ = (d/2) cos Θ=vт, где v — скорость распро­странения радиоволн.

Отсюда т=[d/(2u)]cosΘ.

Если оба проводника имеют одинаковую действующую высоту h_д, то

Пазность этих напряжений u_Δ=u_A-u_B

 

Учитывая, что  окончательно

получим

или, учитывая соотношение,

Из полученной формулы следуют выводы:

разностное напряжение двух проводников находится к квадра­туре с полем;

величина разностного напряжения зависит от направления при­хода радиоволн к антенной системе.

При реальном использовании судового радиопеленгатора длины волн радиомаячного диапазона составляют около тысячи метров, а разнос вертикальных проводов рамки не превышает единиц мет­ров и пd/λ<<1. Это позволяет заменить  аргументом и переписать равенство следующим образом:

Амплитуда напряжения, зависящая от направления прихода ра­диоволн,

 

 

В рамке радиопеленгатора вертикаль­ные провода соединены последовательно и ток по длине их одинаков, следователь­но, h_n=h.

Обозначим S = hd — площадь витка рамки. Для увеличения напряжения на выходе рамки у нее делают несколько (N) витков обмотки. Учитывая введенные обозначения, получим амплитуду напря­жения

Из формулы видно, что действующая высота рамочной антенны

Действующая высота рамки весьма невелика. Рассчитаем дей­ствующие высоты стандартных рамочных антенн: четырехвитковой диаметром 1200 мм и шестивитковой диаметром 600 мм. Площадь витка рамки диаметром 1200 мм 1,13 м² и рамки диаметром 600 мм 0,283 м².

Действующие высоты для длины волны 1000 м будут соответ­ственно:

Отсюда видно, что приемники радиопеленгаторов должны иметь высокую чувствительность.

Итак, диаграмма направленности рамки, как это видно из фор­мулы (XVII-14),— косинусоида в полярной системе координат (рис. 96).

Приведем некоторые характеристики стандартных рамочных антенн диа­метром 1200 и 600 мм. Каждая антенна состоит из двух взаимноперпендикуляр- ных рамок.

Общие для обеих рамочных антенн характеристики: провод намотки МРГП-0,75; длина обмотки для рамки 1200 мм 32 м; сопротивление одной об­мотки постоянному току 0,4±0,06 Ом; сопротивление изоляции от корпуса и между рамками не менее 50 МОм; допустимая разница в самоиндукции между рамками 3,5 мкГ; добротность не менее 50 (измеряется при емкости 400 пФ и частоте 700 кГц).

Состояние рамочных антенн в значительной степени определяет качество работы всей радиопеленгаторной установки.

Антенный эффект рамки и его устранение. Антенным эффектом называется появление ненаправленного приема из-за нарушения нормального режима работы рамочной антенны. Причинами появ­ления антенного эффекта могут быть: различие в емкости плеч об­мотки рамки относительно окружающих предметов; несимметрич­ность схемы подключения рамки к приемнику радиопеленгатора;

ЭДС, наводимая непосредственно на входные цепи, и т. п. Вызы­ваемое этими причинами дополнительное напряжение на входе приемника не зависит от направления прихода радиоволны и назы­вается напряжением антенного эффекта (по аналогии с приемом вертикальной антенны, не имеющим направленности в горизонталь­ной плоскости).

В общем случае напряжение антенного эффекта сдвинуто по фа­зе относительно напряжения рамки. Целесообразно рассматривать отдельно влияние фазной и внефазной составляющих: фазная со­ставляющая вызывает излом оси минимумов, внефазная — рас­плывчатость минимумов.

При конструировании и установке радиопеленгаторов стремятся уменьшить антенный эффект, для чего рамку, соединительные фи­деры и входные цепи приемника экранируют, а среднюю точку рамки заземляют, чтобы обеспечить симметрию схемы. Остающе­еся напряжение антенного эффекта компенсируют с помощью спе­циальных схем. Для этого в цепь рамки искусственно вводят до­полнительное напряжение, равное по величине и противоположное по фазе напряжению антенного эффекта. Так как величина этого напряжения не должна зависеть от направления прихода радио­волны, его источником должна быть ненаправленная антенна.

Компенсация антенного эффекта в слуховых радиопеленгаторах осуществляется оператором. Критерием компенсации является ка­чество минимума, следовательно, компенсируется внефазная со­ставляющая, источником которой может быть не только антенный эффект. При этом фазная составляющая может оказаться ском­пенсированной не полностью, что приведет к появлению система­тической ошибки, которая в дальнейшем войдет в величину радио­девиации.

Качество компенсации антенного эффекта проверяют обычно пе­ред производством радиодевиационных работ. Проверяют антенный эффект на траверзных курсовых углах, на которых он максимален. Если, компенсируя антенный эффект, не удаегся получить четкий минимум, значит компенсирующее напряжение недостаточно и следует удлинить вспомогательную ненаправленную антенну. Если же при компенсации антенного эффекта наблюдается нарушение формы диаграммы направленности рамки, выражающееся в изло­ме оси минимумов, то компенсирующее напряжение велико и вспо­могательную антенну надо укоротить или, если это укорочение не­желательно, включить последовательно со вспомогательной антен­ной укорачивающую емкость порядка 60 — 100 пФ.

§ 54. СЛУХОВЫЕ РАДИОПЕЛЕНГАТОРЫ

У слухового радиопеленгатора индикация при определении ра­диопеленга или радиокурсового угла производится на слух.

 

Принцип действия слухового радиопеленгатора. Ранее было показано, что диаграмма направленности рамочной антенны — косинусоида в полярных координатах. Из рис. 96 видно, что минимум приема будет в случае, когда направление на источник излу­чения перпендикулярно плоскости рамки. На использовании этого свойства рамочной антенны построены простейшие слуховые радио­пеленгаторы с поворотной рамкой. У такого радиопеленгатора рам­ку можно поворачивать с помощью механического или электроме­ханического привода; при этом положение рамки относительно ДП судна индицируется с помощью специального шкального устройст­ва. Поворачивая рамку, добиваются минимума приема и со шкалы снимают значение радиокурсового угла на пеленгуемую радиостан­цию. Несмотря на ряд неудобств, связанных с использованием этой конструкции, такого рода радиопеленгаторы до сих пор еще встре­чаются на некоторых малых судах зарубежной постройки. Этот же принцип, но в более современном конструктивном исполнении реа­лизован в малогабаритных переносных радиопеленгаторах, напри­мер в отечественном радиопеленгаторе «Баркас». У этого радио­пеленгатора поворотная направленная антенна выполнена в виде небольшого плоского ферритового стержня с намотанной на нем катушкой. Поворачивая ручкой ферритовую антенну, добиваются минимальной интенсивности приема. Значение радиокурсового угла на пеленгуемую радиостанцию снимают со шкалы, укрепленной на корпусе радиопеленгатора (рис. 97).

В настоящее время в основном применяются радиопеленгаторы с двумя неподвижными рамками и гониометрическим устройством (рис. 98). Каждая из рамок соединена с одной из двух взаимно пер­пендикулярных неподвижных катушек гониометра, получивших на­звание полевых. Внутри неподвижных полевых катушек находится вращающаяся искательная катушка, напряжение с которой пода­ется на вход приемного устройства радиопеленгатора.

При повороте искательной катушки относительно полевых ЭДС, наводимая на обмотке искательной катушки, будет изменяться. Можно показать, что если поворотом искательной катушки добить­ся минимального сигнала на ее выходе, то угол между нормалью к плоскости искательной катушки и полевой катушкой, соединен­ной с продольной рамкой, будет равен радиокурсовому углу. (Про­дольной называется рамка, находящаяся в ДП судна или парал­лельная ей.)

Допустим, что продольная и поперечная рамки идентичны. Тог­да ЭДС, наводимые в продольной и поперечной рамках, будут:

где РКУ—радиокурсовой угол на пеленгуемую радиостанцию.

Амплитуды токов в рамках, а следовательно, и во включенных последовательно с ними полевых катушках:

Магнитные поля в гониометре, создаваемые соответствующими полевыми катушками:

Вектор результирующего магнитного поля равен геометриче­ской сумме составляющих.

Следовательно, амплитуда результирующего поля постоянна и не зависит от радиокурсового угла РКУ на пеленгуемую радиостан­цию.

Тангенс угла, характеризующего положение результирующего вектора магнитного поля в гониометре,

Отсюда

т. е. угол поворота результирующего вектора магнитного поля в гониометре а равен радиокурсовому углу РКУ на пеленгуемую ра­диостанцию. Отсюда ясно, что, добившись минимальной силы при­ема поворотом искательной катушки гониометра, можно по поло­жению этой катушки относительно полевых определить направле­ние на пеленгуемую радиостанцию. При повороте искательной катушки наводимая в ней ЭДС ми­нимальна в случаях, когда плоскость катушки совпадает с направ­лением вектора результирующего магнитного поля. За один оборот катушки таких положений ее будет два, т. е. будет получено два радиокурсовых угла, отличающихся на 180". Для определения пра­вильного значения потребуется специальная операция, получившая название определения стороны, которая будет рассмотрена далее.

Радиопеленгатор с неподвижными рамками и гониометрическим устройством является основным типом слухового радиопеленгато­ра. Его преимущества по сравнению с радиопеленгатором, имею­щим поворотную рамку, весьма существенны: нет необходимости в сложных и громоздких устройствах для поворота рамки, радио­приемное устройство можно отнести на значительное расстояние от рамочной антенны, проще и удобнее конструкция компенсатора ра­диодевиации и т. п. Вместе с тем гониометрическому устройству свойственны специфические погрешности. При нарушении некото­рых его параметров возможно появление систематических погреш­ностей, которые нельзя устранить с помощью устройства компен­сации радиодевиации.

Судоводителю необходимо представлять себе характер погрешностей, вызы­ваемых гониометрическим устройством, чтобы, выявив их при производстве радиодевиационных работ, определить качество гониометра и необходимость его ремонта или замены.

Погрешности, вызываемые радиогониометром. 1. Влия­ние неравенства полей статорных обмоток. При неравенстве полей обмоток о погрешность

где d=(a—1)/(а+1); а — угол поворота ротора гониометра.

Случайное неравенство полей обычно невелико, и вторым членом в форму­ле (XVII-18) можно пренебречь. (При неравенстве полей 20% о=1,2; 0,1; <Я/2 = 0,005.)

Значит, погрешность имеет четвертной характер.

Влияние паразитной связи между катушками. Погрешность за счет пара­зитной связи между катушками

где e = ZcvjZ\ 1 — сопротивление цепи рамки и полевой катушки; Zcu — сопро тивление связи.

Кривая погрешности  :двинута относительно кривой погрешности Д ^

на 90°.

Влияние неоднородности магнитного поля в гониометре. Поле статорных катушек убывает пропорционально кубу расстояния. Результирующее поле ста­торных катушек в центральной части гониометра получается равномерным, и при вращении искательной катушки в этой части гониометра радиопеленгование будет нормальным. Однако даже при небольшом смещении искательной катушки будет наблюдаться погрешность

где k—максимальное значение погрешности.

Из формулы (XVII-2I) видно, что погрешность Д_£ имеет восьмерной ха­рактер. За счет неточности сборки гониометра ошибка восьмерного характера может достигать 2,5°.

2. Влияние нарушения синфазности токов в полевых катушках гониометра. Если вектор магнитного поля второй полевой катушки не синфазен вектору поля первой катушки, его можно разложить на синфазную и внефазную составляю­щие. Внефазная составляющая ухудшит качество минимума и будет компенси­роваться одновременно с компенсацией антенного эффекта.

Итак, погрешности гониометрической системы приведут к появлению радио­девиации четвертного характера, которая будет компенсироваться вместе с ос­новной четвертной радиодевиацией, и к радиодевиации восьмерного характера, которая электрическими компенсаторами не компенсируется, войдет в остаточ­ную радиодевиацию; ее величина будет характеризовать качество работы гонио­метра.

Определение стороны. Для определения стороны радиопеленго­вания необходимо антенное устройство, диаграмма направленности которого имеет один минимум. Простейшим таким устройством яв­ляется комбинация рамочной и ненаправленной антенн. Его резуль­тирующая характеристика направленности зависит от соотношения фаз напряжений рамочной и ненаправленной антенн при их сложе­нии.

Допустим, что эти напряжения синфазны. Тогда характеристика направленности антенного устройства будет описываться уравне­нием

где U^— результирующее напряжение; £/_а — напряжение от ненаправленной антенны; U_p cos 9 — напряжение от рамочной антенны.

Уравнение (XVII-22) является уравнением улитки Паскаля в полярных координатах. В зависимости от соотношения слагаемых в правой части уравнения форма диаграммы направленности будет различной (рис. 99).

Частный случай улитки Паскаля, когда уравнение имеет вид

получил название кардиоиды (рис. 100). В этом случае U_a=U_p, иначе говоря, амплитуда напряжения ненаправленной антенны равна амплитуде напряжения рамочной антенны.

Из рис. 100 видно, что минимум кардиоиды значительно менее острый, чем диаграммы направленности рамочной антенны. Поэто­му для определения точного значения пеленга используют рамоч­ную антенну, а антенное устройство с диаграммой направленности в виде кардиоиды применяют только при определении стороны.

Допустим, что напряжения рамки и ненаправленной антенны сдвинуты по фазе на 90°. Тогда результирующее напряжение будет равняться не алгебраической, а их векторной сумме:

 

Из этого выражения видно, что результирующей будет диа­грамма направленности рамки с расплывчатыми минимумами. (Аналогичный результат был получен при анализе влияния антен­ного эффекта.)

Итак, чтобы получить диаграмму направленности в виде кардио­иды, необходимо обеспечить сложение напряжений ненаправленной и рамочной антенн с соблюдением двух условий: напряжения должны быть синфазны; амплитуды напряжений должны быть равны. Для выполнения первого условия в цепь ненаправленной антен­ны включают большое активное сопротивление, что обеспечивает практическую синфазность тока и напряжения во всем диапазоне частот радиопеленгатора. Второе условие выполняется подбором параметров ненаправленной антенны и выбором соответствующей связи между цепями ненаправленной и рамочной антенн.

Устройство и конструкция слухового радиопеленгатора. Прием­ное устройство радиопеленгатора не отличается существенно от связного радиоприемника соответствующего диапазона. Основные требования, предъявляемые к приемному устройству радиопелен­гатора, сводятся к тому, что оно должно обеспечивать прием не­затухающих и амплитудно-модулированных колебаний в заданном диапазоне частот, обладать достаточно высокой чувствительностью (учитывая малую действующую высоту рамочной антенны) и из­бирательностью, позволяющей выделять необходимый сигнал в за­груженном радиомаячном диапазоне.

Главное отличие радиопеленгатора от обычного радиоприемно­го устройства состоит в особенностях рассмотренного антенного устройства и входных цепей. Входные цепи радиопеленгатора, вы­полняющие функции передачи энергии от антенного устройства ко входу приемника, должны содержать ряд специальных узлов:

гониометрическое устройство, с помощью которого выполняется радиопеленгование;

схему для определения стороны; схему для компенсации антенного эффекта; устройство для компенсации радиодевиации. В качестве примера целесообразно рассмотреть устройство и конструкцию широко распространенного отечественного слухового радиопеленгатора «Рыбка». Главное внимание при этом будет уде­ляться входным цепям, выполняющим специфические для радиопе­ленгатора функции. Радиопеленгатор «Рыбка» позволяет выпол­нять радиопеленгование станций, работающих колебаниями типов А1А, А2А, АЗЕ и НЗЕ в диапазонах средних (255—535 кГц) и промежуточных (1,6—3,35 МГц) волн. Средняя квадратическая по­грешность радиопеленгования в средневолновом диапазоне ± 1°, в диапазоне промежуточных волн—±3°. В средневолновом диапа­зоне частот возможна электрическая компенсация коэффициента D четвертной радиодевиации в пределах ± (2-г-20)°.

Рамочная антенна представляет собой две взаимно перпендику­лярные неподвижные рамки. Выпускается в двух вариантах: для больших судов РА-!1,2-4 (диаметром 1,2 м, четырехвитковая) и для малых судов РА-0,6-6 (диаметром 0,6 м, шестивитковая).

 

Для уменьшения влияния антенного эффекта обмотки рамок помещены в экранирующие дюралюминиевые трубы, экранировка которых ра­зорвана диэлектрической вставкой. Чтобы можно было проверять сопротивление изоляции обмоток, не отключая среднюю точку от корпуса, соединение средней точки с корпусом по высокой частоте выполнено через емкость. Ненаправленная антенна представляет собой наклонный луч из антенного канатика длиной 6—8 м. Упро­щенная принципиальная схема входных цепей радиопеленгатора «Рыбка» показана на рис. 101.

Полевые катушки гониометра подключаются к рамкам через противолокационные фильтры ПЛФ. К полевым катушкам под­ключается также устройство компенсации радиодевиации КРД. По рис. 101 видно, что гониометр имеет две взаимно перпендикулярные искательные катушки. Одну из них называют основной, а вторую — вспомогательной. Эти катушки используются для того, чтобы при определении стороны не поворачивать искательную катушку гонио­метра на 90°. Основную используют при пеленговании, а вспомога­тельную— при определении стороны. Входные цепи имеют переклю­чатель диаграммы приема, осуществляющий коммутацию цепей, необходимую для различных режимов работы радиопеленгатора: дежурного приема на ненаправленную антенну, пеленгования и оп­ределения стороны. Рассмотрим работу входных цепей в каждом из этих режимов.

При дежурном приеме (рис. 1102) сигнал от ненаправленной ан­тенны через трансформаторы подается непосредственно на вход приемника.

 

При пеленговании (рис. 103) ис­пользуется основная искательная ка­тушка гониометра. Сигнал с выхода этой катушки подается через транс­форматор на усилитель радиочасто­ты. Для компенсации антенного эф­фекта в цепь искательной катушки через дифференциальный конденса­тор вводится напряжение от нена­правленной антенны. Необходимые для компенсации антенного эффекта амплитуда и фаза напряжения не­направленной антенны подбираются вращением ротора дифференциаль­ного конденсатора.

При определении стороны (рис. 104) сложением напряжений вспомогательной роторной катушки гониометра и ненаправленной антенны создают диаграмму направленности в форме кардиоиды. Необходимое для алгебраического сложения фазирование напря­жений обеспечивается включением в цепь ненаправленной антенны фазирующего резистора. При определении стороны переключате­лем меняют местами концы вспомогательной искательной катушки. Этим фаза напряжения на первичной обмотке трансформатора из­меняется на 180°, благодаря чему осуществляется поворот на тот же угол диаграммы направленности, необходимый для определе­ния стороны.

Приемное устройство радиопеленгатора выполнено по суперге­теродинной схеме с двойным преобразованием частоты. Для прие­ма незатухающих колебаний А1А имеется дополнительный третий гетеродин, частота которого может изменяться, что позволяет по­лучить частоты биений со второй промежуточной частотой, про­слушиваемые в виде тональных колебаний.

Ради опеленг о в ание с помощью радиопеленгатора «Рыбка». Передняя панель радиопеленгатора с органами управления показана на рис. 105. Процесс радиопеленгования несложен и выполняется следующим об­разом.

 

 

Устанавливают режим дежурного приема, для чего переключатель «Диаграм­ма приема» ставят в положение 0. Переключатель «Род работы» ставят в поло­жение, соответствующее роду работы пеленгуемой радиостанции. С помощью переключателя диапазонов и ручек грубой и точной настройки выбирают необхо­димую частоту и затем подстраивают на слух, добиваясь максимальной гром­кости. Ручкой «Тон биений» подбирают желаемый той. Закончив настройку, пере­ключают диаграмму приема в положение оо. Вращают искательную катушку гониометра ручкой «Установка минимума» до получения минимума сигнала. Переключая диаграмму направленности в положение красной и зеленой кар­диоид, проверяют правильность определения стороны. Если при переключении меньшая громкость получается в положении зеленой кардиоиды — сторона пра­вильная, если же красной кардиоиды — визир поворачивают на 180°.

Поставив вновь диаграмму приема в положение оо и вращая поочередно искательную ка­тушку (ручка «Установка минимума») и ротор конденсатора компенсации аитенного эффекта (ручка «Диаграмма приема»), добиваются минимальности угла молчания. Радиопеленг (или РКУ) определяют как среднее арифметическое из двух отсчетов, снятых с соответствующих шкал на границах угла молчания. Чтобы получить истинное значение пеленга (курсового угла), полученный резуль­тат исправляют поправкой за радиодевиацию.

В радионавигации, а также в документах, регламентирующих радиодевиа­ционные работы, отсчет, снятый со шкалы радиопеленгатора, называется радио­курсовым углом (РКУ), а после исправления радиодевиацией f — курсовым уг­лом (КУ), т. е.

Такая терминология применяется и в настоящем курсе. В то же время в учебниках и учебных пособиях по навигации отсчет со шкалы радиопеленгатора называют отсчетом радиокурсового угла (ОРКУ), а после исправления радио­девиацией f — радиокурсовым углом (РКУ), т. е.

На это следует обратить внимание, чтобы избежать путаницы, так как под одним и тем же термином «радиокурсовой угол» (РКУ) в первом случае пони­мается неисправленное, а во втором случае — исправленное радиодевиацией значение.

Радиопеленгатор «Баркас». Это слуховой переносный радиопелен­гатор для малых промысловых судов. Имеет те же диапазоны частот, что и ра­диопеленгатор «Рыбка». Точность пеленгования значительно ниже, чем у стацио­нарных слуховых радиопеленгаторов. Средняя квадратичёская погрешность радиопеленгования в средневолновом диапазоне ±3°, в диапазоне промежуточ­ных волн ±7°. Масса радиопеленгатора 7 кг; питается он от судовых аккуму­ляторов, потребляя мощность всего лишь 3 Вт. Резервный источник питания — гальванические элементы. Антенное устройство состоит из двух взаимно перпен­дикулярных ферритовых направленных антенн и ненаправленной антенны в виде укороченного штыря с емкостной нагрузкой. Приемник супергетеродинного типа с одним преобразованием частоты. В качестве элементной базы использованы аналоговые интегральные микросхемы. Внешний вид радиопеленгатора показан на рис. 106. Органы управления и методы использования типичны для слуховых радиопеленгаторов и не требуют дополнительных пояснений. § 55. ВИЗУАЛЬНЫЕ РАДИОПЕЛЕНГАТОРЫ

К радиопеленгаторам с визуальной индикацией относятся авто­матические радиопеленгаторы со следящей системой и визуальные радиопеленгаторы с электронно-лучевой трубкой. По причинам, рассмотренным ранее, радиопеленгаторы со следящей системой не нашли широкого применения на промысловых и транспортных судах. В то же время эксплуатация радиопеленгаторов с электрон­но-лучевой трубкой показала ряд их существенных преимуществ. Слуховые радиопеленгаторы требуют для получения хороших ре­зультатов значительной (около 50 мкВ/м) напряженности поля в точке приема. В радиопеленгаторах с электронно-лучевой трубкой для получения нормальных результатов достаточна напряженность поля в точке приема около 5 мкВ/м. При сильных атмосферных или промышленных помехах использовать слуховой радиопеленгатор бывает невозможно, так как эти помехи маскируют зону минимума слышимости. В радиопеленгаторе с ЭЛТ помехи засвечивают экран трубки, но на этом фоне выделяется более яркий сигнал, определя­ющий направление радиопеленга. При наличии мешающей станции, близкой по частоте к частоте пеленгуемого радиомаяка, пеленгова­ние с помощью слухового радиопеленгатора или радиопеленгатора со следящей системой становится невозможным. В этом случае на экране радиопеленгатора с ЭЛТ видна фигура в виде параллело­грамма, позволяющая одновременно определить радиопеленги на радиомаяк и мешающую станцию. Пеленгование становится не­возможным только при совпадении частот мешающей и пе­ленгуемой радиостанций, когда образуется вращающаяся интерференционная фигура. Кроме всех перечисленных преиму­ществ радиопеленгатор с ЭЛТ позволяет оценить качество полу­чаемого пеленга, определяя по характеру изображения наличие помех, ночного и антенного эффектов. Наконец, в этих радиопе­ленгаторах просто и точно выполняется электрическая компенсация коэффициента четвертной радиодевиации D.

Визуальные радиопеленгаторы с ЭЛТ по принципу действия разделяются на двухканальные и с вычерчиванием диаграммы на­правленности. В свою очередь в двухкалальных выделяется отдель­ная группа радиопеленгаторов с коммутацией каналов.

Двухканальные визуальные радиопеленгаторы. У двухканаль- ного радиопеленгатора (рис. 107) антенное устройство такое же, как у слухового гониометрического, т. е. две неподвижные рамки, одна из которых установлена в ДП судна, а вторая перпендикуляр­на ей. Выходное напряжение каждой из рамок усиливается своим приемным каналом. Напряжения с выходов каналов подаются на отклоняющие пластины ЭЛТ. Напряжения на отклоняющих пла­стинах с учетом выражения (XVI1-15) будут:

 

При условии идентичности ка­налов по коэффициентам усиле­ния и фазовым сдвигам:

При равных частотах и син- фазности колебаний, подаваемых на отклоняющие пластины ЭЛТ, фигурой Лиссажу будет прямая линия, тангенс угла наклона ко­торой

Следовательно, угол наклона линии на экране ЭЛТ будет равен радиокурсовому углу на пеленгуемую радиостанцию.

Из выражений видно, что неравенство коэффициентов усиления приведет к повороту линии на экране трубки, т. е. к ошибке определения РКУ. При нарушении синфазно- сти фигурой Лиссажу будет не прямая линия, а эллипс. Поэтому при пеленговании требуется уравнять коэффициенты усиления и сдвиги фаз усилителей каналов.

Кроме неравенства сдвигов фаз в каналах, эллиптичность изо­бражения может быть вызвана влиянием внефазной составляю­щей антенного или ночного эффектов. В этом случае устранить эл­липтичность органами управления радиопеленгатора не удастся и отсчет приходится брать вдоль большой оси эллипса.

В радиопеленгаторе с ЭЛТ, как и в слуховом, для определения стороны используется аналогичный способ. К каналу продольной рамки дополнительно подключается ненаправленная антенна. Об­разуется диаграмма направленности в форме улитки Паскаля с двумя неравными максимумами: большим в направлении 0° и мень­шим в направлении 180°. Миним

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: