Беспоисковые и поисковые способы пеленгации.
Беспоисковые способы пеленгации
В простейшем случае беспоисковое определение направления на источник может быть осуществлено с помощью многоканального пространственно-избирательного устройства. Структурная схема такого устройства, предназначенного для определения направления в одной плоскости, представлена на рис. 1.11.6,а. Прием сигналов производится антеннами (А1, А2, .., Ат) со всех направлений. Диаграммы направленности антенн изображены на рис. 1.11.6,б. Точность определения направления и разрешающая способность при этом определяется половиной ширины диаграммы направленности на уровне 0,1—0,05.
Рис.1.11.6. Беспоисковое пеленгование
Высокая точность определения пеленга может быть обеспечена с помощью большого количества антенн, а, следовательно, и приемных каналов. Это является существенным недостатком описанной схемы. Данный способ реализован, в частности, в станциях помех РЭБ – С.
Хорошие характеристики имеет так называемое функциональное пеленгаторное устройство, принцип работы которого основывается на функциональной зависимости выходного суммарного напряжения двух или нескольких антенн от направления прихода радиоволн.
Примером функциональных пеленгаторных устройств могут служить известные из радионавигации автоматические радиопеленгаторы с Н-образной антенной системой, а также автоматические радиокомпасы, использующие для определения направления рамочный радиопеленгатор.
Функциональные пеленгаторы имеют высокую точность определения направления и позволяют пеленговать два радиопередатчика, работающих на одной и той же частоте. Они успешно применяются в диапазоне метровых волн в различных наземных радиотехнических устройствах. Практическое применение их на самолетах в метровом диапазоне волн наталкивается на серьезные трудности, связанные с габаритами антенн и особенно с неодинаковым влиянием корпуса самолета на диаграмму направленности по частотному диапазону.
Остановимся на рассмотрении такого рода пеленгаторов, поскольку именно они находят применение в станциях помех КВ и УКВ диапазонов.
Радиопеленгаторы [5]
Особую группу приемных устройств составляют радиопеленгаторы, позволяющие определять направление на работающую радиостанцию.
Простейшим радиопеленгатором является радиоприемник с рамочной антенной. Вращая рамочную антенну вокруг вертикальной оси, по минимуму слышимости принимаемого сигнала определяют направление на радиостанцию.
Рассмотрим некоторые характеристики радиоволн.
Амплитуда - это максимальное значение напряженности переменного электромагнитного поля.
Фаза - это величина, определяющая состояние колебательного процесса в каждый момент времени. Фаза измеряется в градусах или в радианах. Применительно к переменному току (напряжению) фаза характеризует мгновенное значение переменного тока (напряжения).
Рис.1.11.7. поясняет принцип пеленгования. Если на одинаковом расстоянии от передающей антенны соединить все точки в пространстве, в которых фазы радиоволны одинаковы, то полученная поверхность называется фронтом радиоволны(рис.1.11.7). Фронт радиоволны распространяется со скоростью распространения радиоволны. Будем считать, что волна распространяется от источника радиоизлучения вдоль земной поверхности под углом Θ по отношению к северному направлению магнитного меридиана. Этот угол нам и необходимо определить.
На практике в радиопеленгаторах применяются четыре антенны (вибраторы), которые соединяются между собой в две пеленгационные пары: одна пара ориентируется по направлению «север - юг», вторая по направлению «восток - запад» (рис. 1.11.7).
Из рисунка очевидно, что фронт волны достигнет в первую очередь северного вибратора, затем восточного, затем западного и в последнюю очередь южного. Следовательно, амплитуда ЭДС в каждой отдельной антенне и в определенный момент времени зависит от угла прихода волны и от фазы колебаний. Необходимо обработать информацию на основе измерения амплитуды сигнала или фазы. Поэтому различают фазовый метод пеленгования, амплитудный метод или комбинированный.
Рассмотрим принцип построения и работы трехканального пеленгатора, который применяется в одной из изучаемых АСП (рис. 1.11.8). Каждая антенна подключена к специальному входному устройству, входящему в состав АФС или пеленгатора. Основу входных устройств составляют суммарно–разностные устройства, на основе суммирующих и вычитающих трансформаторов. На выходе такого устройства в трехканальном пеленгаторе формируются следующие сигналы: разностный сигнал от пары «север-юг», пропорциональный функции SIN Θ (вертикальный канал); разностный сигнал от пары «запад – восток», пропорциональный функции COS Θ (горизонтальный канал). Эти сигналы называются пеленговыми, содержат информацию об угле прихода волны Θ и подаются в соответствующие тракты радиоприемного устройства для преобразования, усиления и селекции.
В третьем трансформаторе суммируются суммы сигналов пеленговых каналов и образуют ненаправленный канал (НК), в котором отсутствует информация об угле прихода волны. НК канал аналогичен пеленговым каналам. К нему может быть подключен слуховой тракт для обеспечения слухового приема соответствующих видов передач.
Если в качестве индикатора пеленга используется электроннолучевая трубка (ЭЛТ), то к выходу вертикального канала подключены вертикально отклоняющие пластины, а к выходу горизонтального канала — горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ. Под воздействием двух напряжений на отклоняющую систему ЭЛТ на экране индикатора получим радиальную линию пеленга под углом Θ. Сигнал ненаправленного канала подается на модулятор трубки (управляющий электрод) и фазирован так, что гасит половину изображения пеленга на экране. Это делает отсчет пеленга однозначным. Значение пеленга может быть отсчитано в градусах непосредственно по круговой шкале индикатора.
Современные пеленгаторы также имеют систему автоматического счета пеленга (АСП), которая позволяет автоматизировать процесс съема пеленга и отображать результат цифровыми индикаторами, а также выдавать код пеленга на внешние устройства.
Рис. 1.11.7. Принцип пеленгования
Рис. 1.11.8. Трехканальный пеленгатор
Поисковые способы пеленгации
Эти способы нашли широкое применение в самолетных станциях радиотехнической разведки. Определение направления на источник излучения производится с помощью вращающейся остронаправленной антенны, сопряженной с электроннолучевым индикатором, в котором линия развертки перемещается синхронно с вращением антенны, образуя координатную шкалу. Отметка принятого сигнала может быть амплитудной или яркостной (Рис.1.11.9).
Рис.1.11.9. Поисковое пеленгование
Обычно пеленгация производится методом максимума. Пеленг на радиопередатчик в этом случае определяется угловым положением остронаправленной антенны, при котором сигнал разведываемого радиоэлектронного средства на выходе пеленгатора достигает максимальной величины.