Импульсные радионавигационные системы

Импульсной называется радионавигационная система, в кото­рой для определения навигационного параметра используется огибающая радиосигналов.

Принцип построения импульсных РНС. Расстояние, пройден­ное радиоволной, пропорционально времени ее распространения. В импульсной системе навигационные измерения выполняются путем измерения временного интервала между сигналами, имею­щими огибающие импульсной формы. Используя импульсный метод, можно создать дальномерные и разностно-дальномерные системы. В дальномерных системах судовая станция излучает импульс, который ретранслируется береговой станцией и вновь принимается судовой станцией. По времени прохождения сигнала определяют расстояние от судна до береговой станции. В настоя­щее время специальные импульсные дальномерные системы в морской навигации не применяются, а принцип дальномерной импульсной системы реализован в навигационной радиолокации, где в качестве береговых ретранслирующих станций используются радиолокационные маяки-ответчики.

В разностно-дальномерных системах все излучающие станции устанавливаются на берегу, а на судне имеется только приемо­индикатор. Береговые станции работают парами. Ведущая стан­ция пары излучает импульсы, ведомая их ретранслирует. Судовой приемоиндикатор принимает сигналы обеих станций и измеряет разность времени их прихода, позволяющую определить разность расстояний и найти изолинию — гиперболу, на которой находится судно. Вторая пара береговых станций позволяет найти вторую изолинию. Точка пересечения изолиний определит место судна. Если в разностно-дальномерной системе несколько ведомых стан­ций работают с общей ведущей станцией, тогда она называется системой с синхронизированными базами.

Для морской навигации в течение длительного времени дейст^ вовала импульсная разностно-дальномерная система «Лоран-А». К настоящему времени она устарела и заменена импульсно-фазо- вой системой «Лоран-С». Однако в импульсно-фазовых системах сохранился импульсный метод измерений. Он применяется для временной селекции и разрешения многозначности фазовых изме­рений. В этой связи следует рассмотреть некоторые способы изме­рения временных интервалов, использующиеся при реализации импульсных измерений.

Методы измерения временных интервалов, использующиеся в импульсных РНС. Важнейшая задача, которая должна решаться в приемоиндикаторах, использующих импульсные измерения,— это точное измерение временных интервалов между принятыми

импульсами. Для этой цели применяются две группы методов: прямые и компенсаци­онные.

Прямые методы основаны на непосредст­венном измерении интервала времени меж­ду импульсами. Можно, например, путем синхронизации развертки ЭЛТ добиться не­подвижности импульсов на развертке и с помощью механической или электронной шкалы измерить интервал между этими им­пульсами (рис. 152). Из-за невысокой точ­ности прямые методы в настоящее время в аппаратуре радионавигации используются только в устройствах индикации и конт­роля.

Компенсационные методы основаны на замещении измеряемо­го временного интервала искусственно создаваемым интервалом и определении величины последнего. Для реализации метода фор­мируется два измерительных импульса. С помощью специальной схемы временной задержки интервал между этими импульсами можно изменять в широких пределах и измерять этот интервал с высокой точностью. Устройство, управляющее временной задерж­кой измерительного импульса, называется временным модулято­ром. В качестве временных модулятдров в приемоиндикаторах второго поколения чаще всего используются схемы с фазовраща­телями. В таких схемах первая последовательность импульсов формируется из опорного синусоидального напряжения. Система фазовращателей позволяет сдвигать опорное напряжение по фазе. Из сдвигаемого по фазе напряжения формируется вторая после­довательность импульсов. Задержка второй последовательности импульсов относительно первой будет зависеть от положения фазо­вращателей. Снабдив фазовращатели отсчетным устройством, мож­но измерять задержку между последовательностями импульсов. Такая измерительная система, применяемая в качестве визира дальности (ПКД) РЛС, уже рассматривалась. В устройствах тре­тьего поколения избегают применения механических и электроме­ханических узлов и для временных модуляторов используют циф­ровые схемы на базе микроэлектронных элементов. В качестве такого временного модулятора можно использовать, например, схему, показанную на рис. 153, нашедшую применение в приемо­индикаторах импульсно-фазовых систем. Схемой управления уста­навливается положение реверсивного счетчика, состояние которого отображается на табло. В момент запуска делителя частоты формируется импульс А. В момент, когда состояние делителя частоты станет равным состоянию реверсивного счетчика, схема сравнения кодов сформирует импульс Б. Задержка импульса Б от­носительно импульса А будет зависеть от состояния реверсивного счетчика. Управляя реверсивным счетчиком, можно сдвигать во

 

N — заданное число из вычислителя; f_т — тактовые импульсы; х — импульс запуска

времени импульс Б относительно импульса А, а величина задерж­ки будет отображаться на табло.

В устройствах четвертого поколения величина задержки оп­ределяется цифровым кодом, поступающим, например, из микро­процессорного вычислителя. Схема цифровой задержки выполняет операцию преобразования управляющего кода во временной ин­тервал. Такого рода устройства называются преобразователями код — время. Они чаще всего строятся на принципах сравнения или дополнения. В качестве примера рассмотрим схему преобра­зователя, основанного на сравнении (рис. 154). По принципу дей­ствия такой преобразователь напоминает применяющуюся в радио­навигационных устройствах второго поколения схему переменной задержки с компаратором напряжений [например, схему форми­рования визира дальности (ПКД) навигационной РЛС «Миус»]. В схеме такого рода на один вход компаратора напряжений по­дается постоянное напряжение, величина которого определяется необходимой задержкой, а на второй вход — напряжение, линейно изменяющееся во времени. В момент равенства этих напряжений вырабатывается сигнал на выходе компаратора. Естественно, что задержка этого сигнала относительно начала отсчета будет про­порциональна величине постоянного напряжения, подающегося на вход компаратора. Преобразователь код — время отличается только тем, что в нем аналогичные операции производятся с цифровыми сигналами. Дешифратор сравнения выполняет роль цифрового компаратора кодов, выдающего сигнал при равенстве кодов на его входах. На один вход подается управляющий код величины задержки с микропроцессорного вычислителя, на вто­рой — код счетчика, подсчитывающего тактовые импульсы, следую­щие с постоянной частотой. Дешифратор сравнения выдаст сигнал в момент, когда число тактовых импульсов будет соответствовать управляющему коду, то есть задержка сигнала на выходе дешиф­ратора будет определяться управляющим кодом.

         ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВЫЕ РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

 

Под импульсно-фазовой понимается система, в которой огибаю­щая сигнала имеет форму импульса, фаза заполнения которого используется для точного определения времени прихода сигнала.

Принцип действия импульсно-фазовой РНС. Импульсно-фазовые радионавигационные системы объединяют преимущества им­пульсных и фазовых систем — однозначность первых и высокую точность вторых. В этих системах точные измерения выполняются фазовым методом, а многозначность разрешается применением импульсных измерений. Импульсная форма огибающей сигнала позволяет кроме разрешения многозначности решить такие важ­ные задачи, как временную селекцию и выделение сигналов по­верхностной волны. Для выделения сигналов поверхностной волны используется то, что в длинноволновом диапазоне (в котором реа­лизуются современные морские импульсно-фазовые РНС) задерж­ка пространственной волны относительно поверхностной превы­шает 30 мкс в пределах всей рабочей зоны. Это позволяет сфор­мировать строб, выделяющий начальную часть принятого сигнала, не подвергающуюся воздействию пространственной волны.

Импульсно-фазовая радионавигационная система «Лоран-С». Широко применяется в судовождении. Дальность действия стан­ций системы при распространении сигнала над морем поверхност­ной волной достигает 1 200—1 400 миль. Точность определения места при использовании только поверхностных волн 0,05— 1,5 мили. При использовании пространственных волн точность резко снижается.

Станции системы сводятся в цепи, состоящие из ведущей стан­ции (обозначается М) и четырех или трех ведомых (обозначаю­щихся W, X, Y и Z). Все станции всех цепей имеют одинаковую несущую частоту 100 кГц. Для обеспечения распознавания цепей каждой из них присваивается определенная частота повторения импульсов. В качестве одного из технических приемов распозна­вания используют стробоскопический эффект. Если на приемоиндикаторе установить частоту развертки ЭЛТ, равную частоте пов­торения импульсов одной из цепей, то сигналы станций этой цепи будут на развертке неподвижными, а сигналы станций других цепей будут перемещаться по развертке.

Частоты повторения импульсов объединены в группы, которые обозначаются символами SH, SL и SS. Эти группы называют ос­новными частотами. В каждой группе содержится 8 дискретных, так называемых дополнительных, частот, которым присвоены но­мера от 0 до 7. Таким образом, чтобы настроить приемоиндикатор на необходимую частоту повторения импульсов, например SL3, надо установить переключатели основных и дополнительных частот в положения SL и 3 соответственно. На радионавигационных кар­тах для обозначения принадлежности изолинии определенной паре станций над ней надписываются частота повторения и символ ведомой станции, например SL3—У.

В последнее время часто вместо символического обозначения частоты повторения указы­ваются первые четыре цифры периода повторения импульсов. Например, 7 970—У означает, что период повторения импульсов 79 700 мкс. Соответствие МежДу символьным и цифровым обоз­начениями указывается в верхнем правом углу над рамкой карты.

Для обеспечения необходимой дальности действия станций требуется большая средняя мощность излучаемого сигнала. Излу­чение больших мощностей ограничивается возможностями созда­ния соответствующих антенных систем. Изменить скважность им­пульсов нет возможности, так как период повторения импульсов диктуется дальностью действия. Увеличение длительности импуль­са нерационально, так как используется только его начальная часть. Поэтому в системе «Лоран-С» для обеспечения большой излучаемой мощности формируется сигнал не в виде одиночного импульса, а в виде пачки из 8 импульсов. Период повторения импульсов в пачке — 1 ООО мкс. Сигнал ведущей станции кроме 8 импульсов пачки содержит дополнительный девятый, так назы­ваемый маркерный, импульс, предназначенный для опознания принадлежности сигнала ведущей станции. Маркерный импульс отстоит от последнего импульса пачки на двойной период повто­рения — 2 ООО мкс. Вид сигналов, излучаемых береговыми стан­циями, показан на рис. 155. Пунктиром показан маркерный им­пульс ведущей станции.

Кроме функции отметки сигнала ведущей станции маркерный импульс используется для передачи информации о неисправной работе системы. В случае неисправности одной из станций мар­керный импульс мигает, передавая соответствующий сигнал по азбуке Морзе. После этого сигнала передается дополнительная буква, показывающая, какая из ведомых станций неисправна. Если неисправны несколько ведомых станций, передаются все соответ­ствующие им буквы. Кроме того, у неисправной ведомой мигают с периодом 4 с первые два импульса. Сигналы не передаются, если было заранее передано предупреждение о прекращении ра­боты станции.

Излучение сигналов пачками, обеспечивая необходимую мощ­ность, вызывает усложнение системы, требуя фазового кодирования импульсов. Это кодиро­вание необходимо для устране­ния влияния кратных отраже­ний от ионосферы предыдущих импульсов пачки на последую­щие, пришедшие поверхност­ным путем (рис. 156). Фазовое кодирование состоит в измене­нии фазы высокочастотного за­полнения импульсов на 180°. Фазовое кодирование различно для ведущей и ведомой стан­ций; полный период его зани­мает два периода повторения пачек импульсов. Фазовый код, использующийся в системе «Лоран-С», показан в табл. 15, где знак «+» соответствует ко­лебаниям несущей частоты, на­ чинающимся с 0°, а знак «—» — изменению фазы несущего ко­лебания на 180°.

 

 

Принцип устранения влияния кратных отражений с помощью фазового кодирования показан на рис. 157. Кроме своего основ­ного назначения фазовое кодирование облегчает автоматическое опознавание сигналов и слежение за ними, позволяя выполнять эти операции даже в тех случаях, когда уровень сигнала ниже уровня помех.

Как уже указывалось, в системе «Лоран-С» предусмотрена воз­можность исключения влияния пространственной волны путем стробирования начальной части импульсов, на которую простран­ственный сигнал, запаздывающий более чем на 30 мкс, повлиять не может. Для этого огибающая каждого из импульсов должна иметь передний фронт возможно большей крутизны. Форма оги­бающей импульса «Лоран-С» (рис. 158) хорошо аппроксимируется выражением

 

 

 

 

Вид радиоимпульса системы показан на рис. 159. Характерную точку для измерений и слежения выбирают, находя компромисс между стремлением получить в этой точке сигнал достаточной величины и желанием исключить влияние пространственной волны.

При частоте 100 кГц период колебаний 10 мкс, запаздывание пространственной волны относительно поверхностной более 30 мкс, поэтому в качестве характерной выбрана точка пересечения сиг­налом нулевого уровня в направлении возрастания при переходе от третьего к четвертому периоду.

Влияние условий распространения радиоволн на работу систе­мы «Лоран-С». Степень влияния условий распространения радио­волн на результаты использования системы «Лоран-С» в значи­тельной мере зависит от типа приемоиндикатора. Если в приемоиндикаторе обеспечивается выделение поверхностной волны, и при работе используется эта волна, то на точность определения радионавигационного параметра влияет только характер подсти­лающей поверхности. Смещение изолиний, вызываемое этим влия­нием, носит в основном систематический характер и может учиты­ваться в виде поправок или при составлении радионавигационных карт и таблиц. Если же в приемоиндикаторе нет устройства выде­ления поверхностной волны, проявляется влияние пространствен­ных волн. В системе «Лоран-С», работающей в длинноволновом диапазоне, оно весьма сильно не только ночью, но и днем. В этом случае использование системы существенно затрудняется, резуль­таты ухудшаются и требуется тщательный учет специальных поправок. Учитывать эти поправки надо и при использовании приемоиндикаторов с выделением поверхностной волны, если судно находится на столь большом удалении от станции, что прием по­верхностной волны невозможен.

Для навигационных измерений может использоваться только поверхностный луч или луч, однократно отраженный от слоя ионо­сферы Е (£1). Лучи, отраженные от других слоев ионосферы, а также многократно отраженные от слоя Е, использоваться не могут, так как поправки в этом случае недостаточно стабильны. Поверхностный луч в системе «Лоран-С» обозначают символом

 

 

G (от ground — земля), однократно отраженный от слоя Е — сим­волом S (от sky — небо) (рис. 160).

С точки зрения степени влияния пространственного луча целе­сообразно выделить три зоны.

1. Расстояние до станции менее 500—600 миль. Распознавание сигналов трудностей не вызывает, ввода поправок не требуется.

2. Расстояние до станции более 900—I 000 миль. Преобладает пространственный луч. Распознавание сложнее, чем в первом слу­чае, но особенно больших трудностей не вызывает. Необходим ввод поправок.

3. Расстояние до станции от 500—600 до 900—1 000 миль. Ин­тенсивности пространственного и поверхностного лучей сравнимы. Если нет устройства автоматического выделения поверхностной волны, распознавание сигналов связано с большими трудностями. При использовании пространственного луча необходим ввод попра­вок.

Следует иметь в виду, что расстояния указаны ориентировочно, так как их величины зависят от конкретных условий распростра­нения радиоволн.

В зоне совместного действия поверхностных и пространствен­ных волн сложность опознавания сигналов усугубляется тем, что длительность импульса в системе «Лоран-С» значительно больше, чем задержка пространственного луча. Результирующий импульс может иметь сложную форму. При этом форма огибающей будет зависеть от соотношения фаз сигналов, которое изменяется не только с расстоянием до станций, но и во времени. Визуальное опознавание и совмещение фронтов огибающих в этом случае тре­бует специальных навыков. Особенно сложно различение сигналов при синфазном сложении поверхностной и пространственной волн. Бывает полезным несколько расстроить приемник и этим нарушить синфазность.

Для опознавания фронтов сигналов целесообразно также ис­пользовать сведения о задержке однократно отраженного от слоя Е сигнала относительно поверхностного, которые можно получить, например, из графика, примерный вид которого показан на рис. 161. Совместив поочередно разные фронты сигнала, измерив задержку между ними и зная примерно расстояние до станции, можно проверить, принадлежат ли эти фронты поверхностным сигналам и однократно отраженным от слоя Е. В целом же при визуальном методе совмещения фронтов сигналов следует с боль­шой осторожностью относиться к результатам, полученным в зоне, где интенсивность поверхностной и пространственной волн срав­нима.

Система поправок к результатам, полученным при использовании пространственного луча. Си­стема «Лоран-С» разностно-дальномерная. Измеренному радиона­вигационному параметру соответствует определенная разность расстояний до двух станций. Расстояния до этих станций в общем случае разные. Поэтому возможно использование для измерений как одинаковых, так и разных типов волн. Например, от одной из станций волна может быть поверхностной, а от другой — прост­ранственной. В зависимости от использующихся типов волн необ­ходимо применять различные поправки. Вид поправки обознача­ется комбинацией символов G и S, причем в обозначении на пер­вом месте ставится вид луча ведущей станции, а на втором — ведомой. Возможны четыре комбинации лучей: от обеих станций используется поверхностный луч (в этом случае никаких поправок учитывать не надо); от ведущей — поверхностный, от ведомой — пространственный — обозначение GS; от ведущей — пространствен­ный, от ведомой — поверхностный — обозначение SG; от обеих станций используется пространственный луч — в этом случае обозначение 55 не пишется, а указывается только величина по­правки. Высота слоя Е ночью и днем различна, соответственно изменяется и величина поправки. В обозначении поправок для светлого времени суток в конце указывается символ D (от day — день), для темного времени суток N (от night — ночь).

Приведем в качестве примера поправку вида: SG-f73W—25N. Такая поправка означает, что при измерении по пространствен­ному сигналу S ведущей станции и поверхностному G ведомой ночью N следует учитывать величину +73, а для измерений по пространственным сигналам обеих станций ночью надо учитывать величину —25.

Поправки наносятся на радионавигационных картах в точках пересечения меридианов и параллелей, обычно через 2° широты и долготы, тем же цветом, каким обозначены изолинии, к кото­рым эти поправки относятся. При учете поправок необходима интерполяция, чтобы определить их величины, относящиеся к месту судна. При большом градиенте поправок и значительном отклонении обсервованного места от счислимого следует интер­поляцию проделать дважды. Кроме основного назначения поправки позволяют по характеру и величине их получить представление о сигналах, которые могут быть приняты в данном районе.

В случае, если в районе предполагаемой обсервации на карте указано два вида поправок, целесообразно проделать измерения по обеим комбинациям сигналов, исправить отсчеты соответствую­щими величинами и сравнить полученные результаты.

Судовые приемоиндикаторы для системы «Лоран-С». Приемо­индикаторы по степени автоматизации процесса измерений обыч­но разделяют на три группы:

неавтоматизированные, с визуальным поиском и производст­вом измерений вручную;

полуавтоматические, в которых поиск и начальное совмещение сигналов выполняются вручную, а дальнейшее слежение автома­тическое;

автоматические, в которых все процессы поиска, совмещения и слежения автоматизированы.

Неавтоматизированные из-за простоты и дешевизны продол­жают применяться за рубежом на малых судах. На отечествен­ных судах их почти не используют.

Полуавтоматическим является отечественный приемоиндикатор «КПИ-5Ф».

Приемоиндикатор «КПИ-5Ф». Полуавтоматический, с визуальным поиском и совмещением сигналов. Одноканальный, т. е. позволяет одновременно измерять только один радионавига­ционный параметр по одной паре береговых станций. Предназ­начен для работы с импульсной либо импульсно-фазовой систе­мой. Из-за неперспективности импульсной системы «Лоран-А» в дальнейшем будет рассматриваться работа «КПИ-5Ф» с импульс­но-фазовой системой «Лоран-С».

Основные характеристики приемоиндикатора. Чувствительность приемного устройства не хуже 14 мкВ, полоса пропускания 20+3 кГц. Инструментальная средняя квадратиче­ская погрешность измерения навигационного параметра при соот­ношении сигнал/шум, равном 3, не более 0,3 мкс. Вероятность правильного разрешения многозначности не менее 0,95.

Принцип действия. Приемное устройство принимает и усиливает сигналы станций, после чего они попадают в индикатор. В индикаторе осуществляются импульсные и фазовые измерения, причем перед точными фазовыми измерениями, выполняющимися автоматически, необходимы импульсные измерения для разреше­ния многозначности. Импульсные измерения в «К.ПИ-5Ф» произ­водятся компенсационным методом полуавтоматически. При этом выполняются следующие операции:

устанавливается частота повторения развертки, равная частоте- повторения импульсов принимаемой цепи. В результате сигналы станций выбранной цепи становятся неподвижными относительно- развертки;

измерительные импульсы компенсационного измерителя совме­щаются с сигналами станций выбранной пары, для чего, кратко-

 

временно изменяя частоту развертки, перемещают сигналы стан­ций до совмещения сигнала ведущей с неподвижным измеритель­ным импульсом; перемещая подвижный измерительный импульс, совмещают его с сигналом ведомой станции.

После выполнения этих операций временная задержка между измерительными импульсами, отображающаяся на табло, будет равна разности времени прихода сигналов ведомой и ведущей станций. Иначе говоря, на табло будет отображаться величина измеряемого радионавигационного параметра. Затем включается фазовая система автоматического слежения, поддерживающая совмещение измерительных импульсов с импульсами береговых станций и осуществляющая автоматическое выполнение фазовых измерений. Рассмотрим, каким образом реализовано выполнение всех этих функций в приемоиндикаторе «К.ПИ-5Ф». Приемное устройство. Длинноволновый канал прием­ного устройства обеспечивает прием сигналов системы «Лоран-С». Чтобы исключить возможность фазовых искажений при гетероди- нировании, применен приемник прямого усиления, построенный на.аналоговых интегральных микросхемах. Упрощенная струк­турная схема приемного устройства показана на рис. 162. Осо­бенность построения приемника — разделение каскадов эмиттер- ными повторителями ЭП для предупреждения возможности само­возбуждения. Приемник содержит 6 каскадов усиления. Подст­ройка частоты и регулировка усиления дистанционные. Все органы управления приемником находятся на передней панели индикатора (ручки «Усиление», «Приемник», «РФ» на рис. 163). Они пред­ставляют собой потенциометры, регулирующие величину напря­жения, подаваемого на элементы подстройки и регулировки, на­ходящиеся в блоке приемника. Настройка по частоте выполняется с помощью варикапов, а регулировка усиления — изменением про­водимости канала полевого транзистора. Для большей эффектив­ности электронная регулировка усиления осуществляется несколь­кими каскадами ЭРУ, распределенными равномерно по схеме приемника. Чтобы свести к минимуму возможность искажения формы импульса при прохождении им приемного тракта, прием­ник имеет широкую полосу пропускания — 20 кГц. Уменьшение влияния помех достигается не сужением полосы пропускания, а применением режекторных (заграждающих) фильтров РФ, каж­дый из которых имеет свой орган управления для настройки фильтра на частоту помехи. Применение амплитудно-фазового

корректора частотных характеристик АФК позволило, сохранив высокую избирательность по соседним частотным каналам, уве­личить крутизну передних фронтов импульсов и этим повысить разрешающую способность по отношению к сигналу пространст­венной волны. Предусмотрена возможность расстройки избира­тельных цепей ручкой «Приемник» на ±9 кГц для увеличения рас­познавания фронтов поверхностного и пространственного сигна­лов. Конструктивно каскады приемного устройства выполнены в виде небольших плат, на каждой из которых установлена ана­логовая микросхема данного каскада и несколько дискретных элементов (резисторов, емкостей и др.), обеспечивающих ее ра­боту. Платы легко заменяются запасными.

Индикатор. Общим источником для формирования всех частот индикатора является опорный генератор, в качестве кото­рого применен стандартный кварцевый опорный генератор «Гиа­цинт». Формирование опорных частот, необходимых для работы индикатора, выполняется опорным делителем частоты, структур­ная схема которого представлена на рис. 164. Усилителем-ограни­чителем из синусоидальных колебаний опорного генератора фор­мируется последовательность импульсов. Первый делитель частоты Дч1 — управляемый. При нажатии на передней панели индика­тора (см. рис. 163) кнопок «Влево» или «Вправо» на Дч1 посту­пают управляющие импульсы, называющиеся импульсами сбоя. Последовательность импульсов на выходе Дч1 смещается при подаче импульса сбоя на 0,1 мкс в сторону опережения или отставания, в зависимости от того, какая кнопка нажата. В ре­зультате сдвигаются во времени импульсы на выходе опорного делителя, запускающие развертку, и сигналы станций переме­щаются по развертке в ту или другую сторону. Управление произ­водится кнопками «Влево» — «Вправо» на передней панели инди-

катора при положении А тумблера «А — Б». Таким путем, вруч­ную, добиваются совмещения сигнала ведущей станции с непод­вижным измерительным импульсом. После начального совмещения импульсов вручную включается автоматическая следящая система, которая продолжает управлять делителем Дч1 для поддержания совмещения. Импульсы с выхода Дч1 проходят пять делителей,, три из которых (2, 3 и 5)—десятичные, а два (4 и 6)—с пере­менным коэффициентом деления. Коэффициент деления Дчб устанавливается переключателем основных частот, Дч4 — перек­лючателем дополнительных частот. Этими двумя переключателями устанавливается общий коэффициент деления опорного делителя, необходимый для получения на его выходе частоты повторения запуска развертки, равной частоте повторения импульсов станций принимаемой цепи.

Измерительнаясистемаприемоиндикатора. Ком­пенсационная. Измерительные импульсы формируются с помощью описанного ранее временного модулятора. Упрощенная структур­ная схема измерительной системы показана на рис. 165. Схема формирует две последовательности измерительных импульсов, одну из которых можно сдвигать относительно другой с дискретом 0,1 мкс и точно измерять этот сдвиг. Обе последовательности им­пульсов синхронизированы с импульсами запуска развертки. Поэ­тому на экране ЭЛТ они видны как два импульса — один непод­вижный в начале развертки и второй, который можно перемещать по развертке. Первый получил название неподвижного или импуль­са канала А (канала ведущей станции), второй — подвижного или импульса канала Б (канала ведомой станции). Импульс канала Б формируется следующим образом (см. рис. 165). На схему сравне­ния кодов подаются'коды разрядов делителя и соответствующих им разрядов реверсивного счетчика. В момент равенства этих кодов формируется импульс на выходе схемы сравнения. Следовательно, импульс канала А соответствует моменту запуска делителя, а импульс канала Б — моменту равенства состояний делителя и ре­версивного счетчика. Иначе говоря, задержка импульса Б отно­сительно импульса А равна числу, установленному на реверсивном счетчике. Управляя этим счетчиком, можно изменять задержку импульса Б относительно импульса А. При работе счетчика им-

 

пульс А в начале развертки неподвижен, импульс Б перемещается по развертке, а на табло видна величина задержки между ними. Управление реверсивным счетчиком осуществляется кнопками «Влево» — «Вправо» на передней панели индикатора при положе­нии Б тумблера «А—Б». С помощью описанной схемы выпол­няется совмещение импульса Б с пачкой импульсов ведомой стан­ции. Эта операция производится ступенями. Сначала выполняется грубое совмещение в положении «Развертка 1». При этой раз­вертке управление осуществляется разрядом счетчика, формирую­щим тысячи микросекунд, и импульс Б перемещается с дискре­том 1000 мкс. В положении «Развертка 2» дискрет уменьшается до 100 мкс, в положении «Развертка 3» — до 10 мкс. Переключая развертки, можно последовательно уточнить совмещение до 10 мкс. Дальнейшее уточнение радионавигационного параметра выполняется автоматической фазовой следящей системой, которая устанавливает единицы и десятые доли микросекунд.

Автоматическая следящая система. Этой систе­мой обеспечивается совмещение следящего импульса индикатора с характерной точкой сигнала станции (точкой перехода несущей через нуль при переходе с 3-го на 4-й период). Следящий импульс и участок синусоиды несущей в районе характерной точки по­даются на схему совпадения (рис. 166). Сигнал на выходе этой •схемы возникнет только при совпадении следящего импульса с положительным полупериодом сигнала станции (положение г). Пока этого совпадения нет (положение в), следящий импульс.автоматически перемещается вправо. Как только наступит совпа­дение, схема сработает и следящий импульс начнет перемещаться в обратном направлении. В результате будет поддерживаться совмещение следящего импульса с характерной точкой (положе­ние б).. Такая следящая система малоинерционна, точна, но плохо

 

г

защищена от воздействия помех. Если в канале сигнала возник­нет помеха, она вызовет срабатывание схемы совпадения и нару­шение нормального слежения. Для повышения устойчивости ис­пользованы интеграторы, представляющие собой реверсивные счет­чики с коэффициентом пересчета 8. Сигналы, выработанные сле­дящей схемой, поступают на исполнительный орган не непосред­ственно, а через эти интеграторы. На выходе счетчиков интегра­торов сигнал появляется только в случае восьмикратного срабатывания следящей схемы, что существенно уменьшает воз­можность воздействия помех. Сигналы следящей системы подаются на те же исполнительные органы, которые обеспечивают переме­щение импульсов при управлении вручную: для канала А— на делитель частоты Дч1, для канала Б — на шины реверса млад­шего разряда реверсивного счетчика.

Конструктивное исполнение индикатора. Ин­дикатор построен из цифровых микроэлектронных узлов, большин­ство которых — типовые (счетчики, регистры, дешифраторы и т. п.). Все схемы, в том числе и запоминающие элементы, сформированы из логических элементов базиса Шеффера (И—НЕ) и только в отдельных случаях применены комбинированные логические эле­менты 2 И—2ИЛИ—НЕ.

Узлы собраны на отдельных платах со штыревыми разъемами, называемых типовыми элементами замены. Индикатор снабжен устройством встроенного контроля, позволяющим обнаружить не­исправный типовой элемент замены, который можно легко заме­нить запасным.

Устройство синхронной фильтрации. Позволяет полнее использовать содержащуюся в сигнале береговой станции информацию для улучшения выделения полезного сигнала (перед­него фронта импульса) в условиях помех. Принцип действия его заключается в заряде специальных накопительных конденсаторов, которые ключевыми схемами подключаются к источнику сигнала в моменты полуволн несущей. В результате полезный сигнал осуществляет заряд конденсаторов, результирующие напряжения которых после фильтрации формируют изображение переднего фронта импульса на экране индикатора в положении «Разверт­ка ФО». Помехи же, имея обычно равную вероятность положи­тельных и отрицательных значений, в конденсаторах не накапли­ваются. Синхронный фильтр работает автоматически и не имеет органов управления.

Порядок использования приемоиндикатора. Для произ­водства измерений надо за 15—20 мин до начала работы включить тумблер «Кварц» (подогрев опорного генератора). Выбрать пару станций и установить частоту повторения импульсов этой пары переключателями основных и дополни­тельных частот. Переключатель каналов поставить в положение «РФ» (режек- торные фильтры). Включить тумблер «Сеть». Переключатель развертки устано­вить в положение 1. Опознать сигналы станций выбранной пары, которые должны быть на развертке неподвижными. При наличии помех подавить их режек- торными фильтрами. Для этого надо поисковый фильтр РФ-1 настраивать по­очередно на помехи, а остальными фильтрами помехи подавлять. Иначе говоря, сначала с помощью РФ-1 надо добиться максимума помехи на экране ЭЛТ, а о помощью РФ-2 подавить ее. Затем фильтром РФ-1 отыскать вторую помеху и фильтром РФ-3 подавить ее. Вновь РФ-1 настроить на следующую, третью, помеху и фильтром РФ-4 подавить ее. Наконец, РФ-1 настроить на четвертую помеху и переключить каналы в положение «ДВ». При этом переключении РФ-1 перейдет из режима поиска в режим подавления. Окончательно подстроить РФ-1, добиваясь минимума помехи. Настраивая режекторные фильтры, надо внимательно следить за тем, чтобы не исказить форму полезного сигнала. Следу­ет также иметь в виду, что производить измерения в режиме «РФ» нельзя н в этом режиме отсчетное табло ие включается.

После переключения в режим «ДВ» следует опознать по маркерному им­пульсу ведущую станцию и проделать операции по совмещению измерительных импульсов индикатора с сигналами станций. Эти действия сначала производятся при положении развертки 1. затем 2 и 3. Перемещают импульсы, нажимая кн

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: