Принципы работы и типы автоматических радиокомпасов.

Практически все типы АРК построены по классической схеме сравнения амплитуды сигнала на входе и со следящим приводом на выходе. На входе радиокомпаса включается рамочная антенна, обладающая резко выраженным направленным приемом. При вращении рамочной антенны на 360° можно зафиксировать ее направление, при которых ЭДС, создаваемая приходящим сигналом от передающей радиостанции, на зажимах антенны равна нулю. Это и будет направление пеленга на радиостанцию.

Принцип работы автоматического радиокомпаса рассмотрен по упрощенной структурной схеме (рис.6).


АРК включает в себя: направленную рамочную антенну (РА), в качестве которой используется гониометрическая антенная система (или подвижная РА), ненаправленную антенну (ННА), усилитель высокой частоты (УВЧ), балансный модулятор (БМ) или коммутатор фаз (КФ), контур сложения (КС), приемник (ПРМ) с двумя выходами: телефонным и компасным, генератор низкой (звуковой) частоты (ГНЧ или ЗГ), двигатель (Дв), указатель КУР, пульт управления, управляющая схема компасного канала (УСКК).

При воздействии на рамочную антенну электромагнитного поля радиопередающей станции в ее обмотках наводится ЭДС, что вызывает протекание токов в полевых катушках гониометра. Напряжение, снятое с искательной катушки гониометра (или обмоток подвижной РА), подается на УВЧ и далее на БМ (или КФ), работой которого управляет ГНЧ (ЗГ), задающий частоту модуляции рамочного сигнала. Одновременно напряжение с ГНЧ (ЗГ) поступает на обмотку возбуждения двигателя.

В БМ (или КФ) сигнал рамочной антенны модулируется по фазе каждые пол-периода частоты ГНЧ (ЗГ) и складывается в КС с сигналом, принятым от обычной ненаправленной антенны, поступающим на КС с антенного согласующего устройства (АСУ). АСУ служит для усиления и согласования сигнала самолетной ненаправленной антенны со входом приемного устройства.

В результате взаимодействия двух сигналов, принятых РА и ННА образуется амплитудно-модулированный сигнал, причем сигнал ННА выступает в нем как опорный, а сигнал от РА – как модулирующий. Амплитуда этого сигнала пропорциональна углу отклонения РА от направления «нулевого» приема, а фаза модуляции определяется фазой рамочного сигнала по высшей частоте (частоте электромагнитных колебаний радиопередающей станции) и зависит от направления на радиостанцию. Фаза меняется на 180° при различных сторонах отклонения «нулевого» приёма РА от.

Амплитудно-модулированный сигнал с КС поступает в ПРМ, в котором осуществляется усиление, селекция, однократное преобразование по частоте и детектирование.

Выделенное детектором напряжение частоты звукового генератора, с амплитудой, пропорциональной углу отклонения «нулевого» приема РА от направления на радиостанцию и фазой, зависящей от стороны приема электромагнитных колебаний, воздействует на следящую систему. Исполнительным элементом, которой является двигатель, вращающий искательную катушку гониометра (или подвижную РА).

Следящая система находится в равновесии только тогда, когда:

искательная катушка находится в таком положении относительно полевых катушек при котором обеспечивается нулевое значение выходного напряжения, подаваемого на вход приемного устройства с гониометра;

или направление «нулевого» приема подвижной РА совпадает с направлением приходящего сигнала радиостанции.

В случае, когда система будет находиться не в равновесии, тогда напряжение с детектора приёмника поступающее на вход компасного канала с частотой звукового генератора, амплитудой, пропорциональной углу отклонения «нулевого» приема РА от направления на радиостанцию и фазой, зависящей от стороны приема электромагнитных колебаний воздействует на управляющую обмотку двигателя. Двигатель поворачивает искательную катушку до «нулевого» значение выходного напряжения, подаваемого на вход приемного устройства с гониометра (или подвижную РА до положения «нулевого» приема электромагнитных колебаний от радиостанции). Таким образом искательная катушка гониометра (или подвижная РА) автоматически следит за направлением прихода сигнала от пеленгуемой радиостанции.

Для прослушивания и опознавания сигналов станции в схеме АРК предусмотрен отдельный телефонный канал (выход).

Временные диаграммы напряжения в различных характерных точках АРК для трех случаев при нахождении пеленгуемой радиостанции слева, справа от направления «нулевого» приема, а также в направлении «нулевого» приема РА (см. рис.7).

 

 
 

Необходимо обратить внимание на отсутствие рамочного сигнала в направлении пеленга на радиостанции (средняя колонка), а также на различие фаз сигналов РА для случаев правого и левого направления пеленга. Фазы выходных напряжений на управляющей обмотке двигателя для случаев правого и левого отклонения РА противоположны, поэтому для рассматриваемых двух случаев противоположны и направления вращения двигателя. Схема работает таким образом, что когда РА «нулевым» приёмом отклонена влево от пеленгуемой радиостанции (левая колонка), то двигатель начнет поворачиваться по часовой стрелке и повернет искательную катушку (или подвижную РА) до положения, изображенного в центральной колонке. При отклонении «нулевого» приёма РА вправо от положения пеленга двигатель начнет вращаться против часовой стрелки и повернет искательную катушку (или подвижную РА) в положение «нулевого» приема, то есть в направлении пеленгуемой радиостанции. Одновременно с поворотом искательной катушки гониометра (или подвижной РА) с помощью сельсинной связи поворачивается стрелка индикатора курса, которая показывает значение курсового угла радиостанции.

Таким образом, применение в АРК направленной РА и ненаправленной антенн позволяет осуществить принцип автоматического регулирования при равносигнальном методе пеленгации. Замкнутая следящая система непрерывно совмещает равносигнальную зону с направлением на пеленгуемую радиостанцию.

Несмотря на наличие в диаграмме направленности двух равносигнальных направлений (двух минимумов), сдвинутых на 180°, неоднозначность пеленга не имеет места, т.к. одно из этих направлений является устойчивым, и при отклонениях система снова возвращается к нему, а второе – неустойчивым. Это обеспечивается работой управляющей схемы компасного канала. При отклонении от неустойчивого направления рамка автоматически разворачивается на 180° и устанавливается в устойчивое направление на радиостанцию. Таким образом, в АРК устраняется неоднозначность определения пеленга.

В настоящее время находят широкое применение различные типы автоматических радиокомпасов, которые по принципу построения существенно не отличаются друг от друга. Работа всех радиопеленгаторов основана на использовании направленных свойств антенн, позволяющих определять направление на радиостанцию.

Типы АРК.

1) АРК средневолнового диапазона с подвижной рамочной антенной. В этих радиокомпасах применяется вращающаяся рамочная антенна.

2) АРК средневолнового диапазона с неподвижной рамочной антенной. В состав таких типов АРК входят антенная система гониометрического типа, состоящая из неподвижной рамочной антенны и гониометра. Выше указанные АРК СВ-диапазона предназначены для определения курсового угла радиостанции совместно с приводными аэродромными радиостанциями (ПАР-8, ПАР-10) и радиовещательными станциями.

3) АРК УКВ-днапазона с подвижной рамочной антенной.

4) АРК УКВ-диапазона с использованием электронного способа вращения диаграммы направленности. Автоматические радиокомпасы УКВ диапазона применяются для привода специальных самолетов и вертолетов на аварийные радиостанции, имеющие фиксированные частоты. Аварийными радиостанциями обеспечиваются все самолеты и вертолеты, а также их экипажи. Эти АРК обладают меньшей точностью измерения – они дают ориентировочное направление на пеленгуемую аварийную радиостанцию.

АРК УКВ диапазона используются для межсамолетной навигации для обеспечения встречи самолетов в воздухе при дозаправке топливом. В этом случае используются УКВ радиостанции типа Р-832М и другие.


Заключение.

Бортовым АРК в комплексе радионавигационного оборудования ЛА отводится важное место.

АРК устанавливаются практически на всех типах самолётов и вертолётов ВВС и предназначены для решения навигационных задач как в составе различных навигационных комплексов, так и самостоятельно.


Литература.

 

1. Вертоградов В.И. РЭО Л.А., часть I., М., Воениздат, 1978г.

2. Брицин М.И. Авиационные радиоэлектронные средства. М., Воениздат 1961г.

3. Банников В.Т. Автоматические радиокомпасы. Тамбов, ТВВАИУ 1982г.

4. Техническое описание АРК-15М, АРК-19, АРК-9, АРК-У2.


Содержание.

Введение.......................................................................................................... 4

1. Основные задачи и принципы радиопеленгования................................. 5

2. Антенные устройства автоматических радиокомпасов.......................... 7

2.1. Рамочные антенны................................................................................. 7

2.2. Комбинированные антенные системы.................................................. 8

2.3. Гониометрические антенные системы................................................... 9

3. Принципы работы и типы автоматических радиокомпасов................. 10

Заключение.................................................................................................... 15

Литература.................................................................................................... 16