Радиотехнические навигационные средства самолетовождения и посадки (стр. 5 )

при высоте полета 1000 м……………… не менее 180 км.

9. Масса комплекта……………………………………9,3 кг;

10. Питание осуществляется от бортсети

27 В и 36 В 400 Гц.

Состав АРК-19

В связи с особенностями размещения и использования радиокомпаса на ЛА различных типов возможны различные варианты его комплектации. Основной вариант комплектации АРК – 19 включает:

- блок приемника;

- пульт управления;

- блок предварительной настройки;

- блок АСУ;

- блок рамочной антенны;

- амортизационную раму.

Указанный комплект может быть дополнен вторым пультом управления, а также блоком плавной настройки, который может поставляться по согласованию с потребителем.

При введении в комплект блока плавной настройки появляется возможность перестройки частоты радиокомпаса в пределах диапазона во время полета.

Для проверки радиокомпаса на самолете выпускается специальный измеритель ИРК-4(Е-О16), который в обязательный комплект поставки не входит.

2.2.1. Принцип работы АРК-19 по структурной схеме

Радиокомпас построен по классической схеме автоматического радиопеленгатора сравнения амплитуд на входе и следящим приводом на выходе. Структурная схема радиокомпаса представлена на рис.2.3.

Для пояснения процессов, происходящих в схеме, дан рис 2.4. на котором показаны напряжения для 3-х случаев направления прихода сигнала. Только нужно учесть, что на графиках рис. 2.4 не отражён фазовый сдвиг, равный , который существует между сигналами, снимаемыми с рамочной и ненаправленной антенн. Этот сдвиг обеспечивается элементами в цепях антенно-согласующего устройства и в усилителе рамочного канала. Поэтому на схеме сложения фазы обоих сигналов одинаковы, либо противоположны.

Принцип работы АРК в режиме «Компас» заключается в следующем: на входе устройства включается направленная антенна, обладающая резко выраженным направленным приемом. В качестве такой антенны в радиокомпасах используются рамочные антенны. Диаграммы направленности таких антенн имеют четко выраженные два направления нулевого приема, сдвинутые друг относительно друга на 180° (см. рис 2.5).

Сигнал, приходящий с других направлений, наводит на зажимах рамочной антенны ЭДС, отличную от нуля, причем высокочастотная фаза этой ЭДС противоположна (отличается на 180°) для разных сторон отклонения приходящей волны от оси нулевого приема.

В схеме радиокомпаса АРК-19 в качестве направленной антенны используется система, состоящая из 2-х взаимно-перпендикулярных обмоток рамочной антенны и гониометра (рис 2.6.).

Гониометр представляет собой устройство, имеющее две взаимно перпендикулярные неподвижные полевые катушки и одну

Рис 2.4. Формы напряжений в характерных точках схемы АРК

подвижную искательную катушку («искатель»), размещенную в пространстве между полевыми катушками. Каждая из полевых катушек гониометра соединена с одной обмоткой рамочной антенны.

ЭДС с зажимов каждой из обмоток рамочной антенны передается в свою полевую катушку гониометра. Так как обмотки рамочной антенны и полевые катушки гониометра взаимно-перпендикулярны, электромагнитное поле в пространстве между полевыми катушками гониометра пропорционально по величине и совпадает по направлению с результирующим вектором электромагнитного поля сигнала приходящей радиоволны в месте расположения рамочной антенны. Искательная катушка, электрически представляет собой виток. ЭДС, наводимая полем на искательную катушку, зависит от её ориентации в поле полевых катушек. Диаграмма направленности рамочной антенны и характеристика ЭДС на зажимах искательной катушки гониометра в описываемой системе имеют одинаковый характер: величины максимально наводимых ЭДС в таких двух системах пропорциональны, и направления нулевого приема совпадают.

Рис. 2.5. Диаграммы направленности антенн АРК

С искательной катушки гониометра вч-сигнал поступает на балансный модулятор. Балансный модулятор представляет собой два амплитудных модулятора, на входы которых подаются высокочастотный сигнал искателя в фазе, и сигнал коммутации (с частотой 133 Гц) в противофазе. В результате на нагрузках балансного модулятора, включенных навстречу, происходит периодическое перекидывание вч-фазы сигнала.

Рис.2.6. Рамочная антенна и гониометр

Сигнал с БМ поступает на схему сложения, где в результате его взаимодействия с сигналом ненаправленной антенны образуется амплитудно-модулированный сигнал. Сигнал ненаправленной антенны является в нем опорным, сигнал от рамочной антенны – модулирующим. При этом сам факт наличия амплитудной модуляции есть свидетельство того, что направление приходящего сигнала не совпадает с направлением нулевого приема (пеленга) рамочной антенны. Фаза модуляции определяется фазой рамочного сигнала и говорит о стороне отклонения приходящего сигнала относительно направления пеленга. Рассматривая зависимость от направления прихода радиоволны, глубины модуляции и фазы огибающей результирующего сигнала на выходе схемы сложения, можно говорить о результирующей ДН АРК. Результирующая ДН АРК является геометрической суммой ДН направленной антенной системы. ДН ненаправленной антенны имеет вид окружности, а ДН ненаправленной антенны имеет вид восьмерки. Результирующая ДН представляет собой кардиоиду (рис 2.7.).

Периодическое инвертирование фазы сигнала на выходе балансного модулятора с частотой коммутации 133 Гц эквивалентно перебрасыванию кардиоиды с такой же частотой с одной стороны на противоположную. Благодаря этому в радиокомпасе реализуется пеленгование радиостанций по равносигнальному методу. В направлении пеленга рамочный сигнал исчезает, и сигнал приемника

Рис.2.7. Результирующая диаграмма направленности

становится немодулированным. Сигнал, образовавшийся в результате взаимодействия сигналов от рамочной и ненаправленной антенн, усиливается и детектируется приёмным устройством. Выделяемая детектором составляющая, равная частоте канала возбуждения, через усилитель компасного канала, воздействует на следящую систему, исполнительным элементом которой является двигатель, вращающий искательную катушку гониометра. Условие равновесия этой системы – отсутствие сигнала от рамочного входа, т. е. система находится в равновесии только тогда, когда направление нулевого приема рамочной антенны совпадает с направлением приходящего сигнала.

В противном случае переменное напряжение частотой 133 Гц с фазой, зависящей от стороны приема, и амплитудой пропорциональной углу прихода радиоволны относительно направления нулевого приема, воздействует на управляющую обмотку двигателя. Двигатель поворачивает искательную катушку гониометра до положения нулевого приема. Таким образом, искатель гониометра автоматически следит за направлением прихода сигнала от пеленгуемой радиостанции.

Для возможности прослушивания и опознавания сигналов приводной станции в схеме АРК предусмотрен отдельный телефонный выход. Напряжение на него поступает после детектора сигнала, и собственная модуляция, присущая сигналу станции в эфире, прослушивается в телефонах на выходе устройства.

В режиме «Антенна» напряжения коммутации в балансный модулятор не поступает. Рамочный канал отключен. На схему сложения приходит только сигналы ненаправленной антенны и радиокомпас работает в качестве связного приёмника.

2.2.2. Входные рамочные цепи

На рисунке 2.8 приведена упрощенная функциональная схема радиокомпаса. АРК-19 условно разделяется на следующие функционально-замкнутые участки:

I - рамочные входные цепи; II - усилитель рамочного канала; III - вход ненаправленной антенны; IV- приемное устройство; V - управляющая схема; VI - управление радиокомпасом; VII - питание устройства; VIII - указатель курса; IX - блок сетки частот; 1-гониометр; 2-контроль;

Рамочные входные цепи служат для обеспечения направленного приема и усиления сигналов пеленгуемой радиостанции, а также проверки работоспособности АРК.

В рамочные цепи входят: рамочная антенна (блок рамочных антенн), в. ч. кабель соединения антенны с гониометром, гониометр, усилитель рамочного канала. Все каскады усилителя рамочного канала размещены в приемном блоке.

Рамочная антенна

Рамочная антенна представляет собой две обмотки на ферритовом сердечнике, помещенном в металлическую ванну; витки обмоток выполнены взаимно перпендикулярными. Каждая из обмоток представляет собой отдельную рамочную антенну с действующими высотами порядка 0,6 и 0,8 мм на частоте 150 кГц.

На этом же сердечнике под углом к этим обмоткам размещен контрольный виток, используемый для проверки работоспособности АРК. Рамочная антенна вместе с обмотками залита специальной термостойкой демпфирующей пеномассой и представляет собой монолитную конструкцию. Соединяется рамочная антенна с кабелями через специальные разъемы.

Связь рамочных антенн с входом приёмного устройства осуществляется через бесконтактный преобразователь сигнала ПСГ-2 (индукционный преобразователь сигналов) гониометр. ЭДС, снимаемая

с искательной катушки пропорциональна направлению прихода радиоволн приводной радиостанции.

Усилитель рамочного канала

Сигнал с выхода искательной катушки гониометра поступает на каскады рамочного входа приёмника, представленного на рисунке 2.9.

Рис 2.9. Каскады рамочного входа приемника

I-усилитель рамочного канала; II-балансный модулятор; 1- коммутирующий диод 1-го п/д; 2- +12,6 В напряжение коммутационное; 3- резонансный контур; 4- усилитель выравнивания глубины модуляции; 5- на схему сложения; 6- 133Гц с усилителя канала возбуждения