книги / Эксплуатация авиационного радиоэлектронного оборудования

Рис. 4.7. Измеритель частоты со счетчиком числа переходов сигнала через нуль

Измерители частоты ДИСС предназначены для получения информации о доплеровских частотах, принятых по отдельным лучам ДН. Они могут выда­ вать эту информацию либо в виде напряжения постоянного тока, пропорцио­ нального f -д, либо в виде последовательности импульсов, повторяющихся с частотой Fn. В последнем случае сигналы на входе и выходе измерителя име­

редственного использования в вычислителе. В современных ДИСС применяют следящие измерители частоты, отличающиеся в основном видом чувстви­ тельного к частоте элемента (частотного дискриминатора).

Измеритель частоты со счетчиком числа переходов сигнала через нуль (рис. 4.7) принимает сигнал с УНЧ приемного тракта на схему узкополосной фильтрации измерителя. Здесь спектр доплеровских частот с помощью смеси­ теля См-1 и управляемого генератора УГ переводится на некоторую опорную частоту, например /оп = 70 кГц. На частоту /оп настроен узкополосный фильтр УПФ. В смесителе См-2 выделяется частота F%0. Колебания со смеси­ теля См-2 поступают на формирователь импульсов ФИ, вырабатывающий им­ пульсы стандартной амплитуды и длительности каждый раз, когда напряже­ ние сигнала проходит через нулевой уровень с положительной, например, про­ изводной. Эти импульсы подсчитывает счетчик СИ, выходное напряжение которого запоминается интегратором И, входящим в схему слежения СС.

Схема переключения режимов СПР при включении измерителя, когда спектр сигнала не попал еще в полосу пропускания УПФ, подает на электро­ двигатель Д напряжение от внешнего источника. Двигатель связан с потенцио­ метром отработки (ПО) и изменяет напряжение, управляющее частотой УГ до тех пор, пока на выходе смесителя См-2 не появится сигнал, свидетельствую­ щий о грубом совмещении центральной частоты спектра сигнала с полосой про­ пускания УПФ. После этого измеритель переходит в режим слежения за этой средней частотой. Пропорциональное F%0 напряжение с интегратора И срав­ нивается в устройстве сравнения УС с напряжением ПО, и полученная раз­ ность (сигнал ошибки) используется для управления двигателем, который, изменяя частоту /оп, поддерживает доплеровский спектр в полосе УПФ. На ПО подается постоянное напряжение (Уоп. Выходными сигналами измерителя являются либо импульсы, следующие с Fд, либо напряжение U (Гд), про­ порциональное Fn.

В таком следящем измерителе цепь обратной связи не замкнута по входно­ му сигналу ИЧ. Поэтому необходимо расширять полосу пропускания УПФ. что ведет к снижению точности и увеличению требуемого отношения сигнал шум. Для обеспечения относительной погрешности измерения, не превышаю щей 0,4 %, отношение мощностей сигнала и шума должно быть 5 ...10 дБ

П а р а м е т р Д И С С -З П Д И С С -013 Д И С С -016

При отсутствии доплеровского сигнала на выходе фильтров Ф-1 и Ф-2 включается режим поиска, когда демодулятор Дм не работает и напряжение на интеграторе И-2 близко к нулю. Схема переключения режимов СПР по­ дает через УСО-1 постоянное напряжение на интегратор И-1, где оно возра­ стает и вызывает увеличение частоты генератора Г Режим поиска про­ должается до тех пор, пока частота /р не станет близкой к средней частоте полосы фильтров Ф-1 и Ф-2.

Инструментальная погрешность следящего измерителя частоты GF

— 0,1 ...0,2 %; пороговое отношение сигнал/шум по мощности не хуже 0. Вычислительные устройства ДИСС предназначены для преобразования доплеровских частот, поступающих от измерителей частоты, и вычисления угла сноса и путевой скорости или трех составляющих вектора скорости. При изменениях угла крена и тангажа в больших пределах для преобразова­ ния вычисленных значений составляющих вектора скорости из связанной сис­ темы координат в горизонтальную в вычислитель вводятся значения этих уг­ лов отдатчиков пространственного положения. ВС. Находят применение как аналоговые, так и аналого-цифровые вычислительные устройства. Максималь­ ные инструментальные погрешности (За) у аналоговых вычислителей по углу сноса составляют 25', а по путевой скорости — около ±0,6 %. У аналогоцифровых вычислителей эти погрешности соответственно равны 20' и ±0,5% . Максимальная погрешность вычисления составляющих вектора скорости в

горизонтальной системе координат около ±0,4 %. Основные данные ДИСС приведены в табл. 4.4.

4.4. САМОЛЕТНЫЕ ОТВЕТЧИКИ

Назначение СО — автоматическая передача информации, необходимой для управления движением ВС. Ответчики передают сигналы ответа на запрос­ ные сигналы, излучаемые вторичными РЛ (или встроенными вторичными кана­ лами обзорных РЛ), и составляют вместе с последними систему вторичной ра­ диолокации.

Классификация ответчиков основана на различиях выполняемых функ­ ций. Различают три типа ответчиков:

I — предназначены для работы с запросными кодами УВД; II — реагируют на запросные коды ICAO;

III — могут использовать как код УВД, так и международный код, име­ ют два основных режима работы: «УВД» и «RBS». В некоторых ответчиках предусмотрен также режим работы с вторичными посадочными РЛ.

Состав СО (см. рис. 4.2): приемопередатчик, дешифраторы и шифраторы, пульт управления. Антенная система совместно с ответчиком не поставляется. Состав оборудования зависит от класса ответчика, возможных режимов егоработы и от типа ВС, на котором он установлен. К основным типам ответчи­ ков, используемых в СССР, относятся CO-70, СО-72М, СО-77 и др.

Антенная система предназначена для приема и изучения сигналов. Одни и те же антенны служат как для приема сигналов запроса, так и для передачи сигналов ответа. Эти антенны должны обладать ненаправленной ДН в горизонтальной плоскости. Исключение составляют антенны приема сигна­ лов вторичного посадочного РЛ, для которых достаточно рабочего сектора ±90° в этой плоскости. В вертикальной плоскости ДН антенны должны обе­ спечивать работу ответчика в пределах углов ± 30° относительно горизон­ тальной плоскости (±45° для высокоманевренных ВС). Невозможность полу­ чения ненаправленной ДН в помощью одной антенны приводит к необходи­ мости дублирования антенн на некоторых ВС. Кроме того, различие несущих частот каналов УВД и RBS (а также и посадочных РЛ) вынуждает приме­ нять отдельные антенны для каждого из частотных диапазонов.

Разделительный фильтр (РФ) предназначается для исключения прямого прохождения сигнала передатчика в приемный тракт и предотвращения шун­ тирования антенны в режиме приема малым выходным сопротивлением пере­ датчика. Этот фильтр (бесконтактный антенный коммутатор) выполняется обычно на полосковых линиях и представляет собой сочетание направленных фильтров и ответвителей.

Приемник (Прм) супергетеродинный с одним преобразованием частоты и стабилизированным с помощью кварцевого резонатора гетеродином. Квар­ цевая стабилизация требует последующего умножения частоты задающего ге­ нератора гетеродина. Особенностью приемника является большой (> 50 дБ) динамический диапазон входных сигналов, принимаемых как от близкорас­ положенных, так и от удаленных вторичных радиолокаторов (ВРЛ) — запрос­ чиков. Для устранения перегрузки в приемниках применяют усилители с ло­ гарифмической амплитудной характеристикой. УВЧ в приемниках отсутст­ вуют. Для уменьшения искажений импульсов сигнала запроса расширяют по­

са, излучаемых боковыми лепестками ДН антенны ВРЛ. В современных от­ ветчиках (в зависимости от режима их работы) применяют как двух-, так и трехимпульсные системы подавления сигналов боковых лепестков по запросу.

Ограничитель загрузки защищает передатчик ответчика от перегрузки при большом числе ответов в единицу времени. С ростом числа ответов в еди­ ницу времени средняя мощность передатчика может превысить допустимый для данного генераторного прибора предел (наступает перегрузка передат­ чика), что сопровождается нарушением теплового режима передатчика и ис­ кажениями сигналов. Кроме того, ограничитель загрузки исключает сраба­ тывание ответчика от попадающих в приемный тракт сигналов других борто­ вых систем и от помех, создаваемых собственным передатчиком. Данное уст­ ройство запирает вход шифратора ответчика и устраняет возможность излу­ чения сигнала ответа.

Для предупреждения перегрузки передатчика ответчика может также ис­ пользоваться АРУ приемника. При этом регулирующее напряжение прямо пропорционально частоте следования сигналов запроса. Поэтому при большом числе запросов коэффициент усиления приемника уменьшается и ответчик от­

нятого СЗ.

Для восстановления чувствительности схемы по окончании приема СЗ на­ копитель через 25 мкс после приема импульса Рх разряжается сигналом с ли­ нии задержки ЛЗ. Кроме того, предусмотрен разряд накопителя бланкирую-

честве основной и отличается от двухимпульсной системы формой ДН антен­ ны подавления и форматом СЗ. Основная антенна излучает импульсы Рх и Р 3, а антенна подавления— импульс подавления Р2. Амплитуда импульса Р 2 в направлении главного лепестка основной антенны всегда меньше на 9 дБ амплитуды импульсов Рх и Р ;1. Для всех направлений вне сектора главного лепестка ДН обязательно условие Р 2 ^ Plf Р 2 > Р 3.

В трехимпульсной системе ПБЛЗ принятый сигнал от антенны А после Прм подается на схему сравнения СС и накопитель Н устройства формирова­ ния стробирующего импульса. На выходе СС вырабатываются импульсы по­ стоянной длительности и амплитуды каждый раз, когда амплитуда поступив­ шего на схему сигнала превышает напряжение на накопителе. Линия задерж­ ки (ЛЗ) имеет отвод, с которого снимаются задержанные на 2 мкс импульсы СС. Задержка на 2 мкс соответствует временному интервалу между импульса­ ми Рх и Р 2, который для всех кодовых комбинаций постоянен. Импульсы с СС подаются на схему И-3 формирования импульса запрета дешифратора Дш.

Если ВС находится в пределах главного лепестка ДН основной антенны (рис. 4.13, а), то импульс Р 2 имеет амплитуду меньшую, чем напряжение на накопителе, поэтому на выходе СС импульс, соответствующий Р 2, отсутствует и задержанный импульс Рх через схему И-3 не проходит. Импульс запрета не вырабатывается, поступающие с ЛЗ импульсы открывают одну из схем И-1 или И-2 (в зависимости от кода запроса) и на шифратор номера (ШН) или высоты (ШВ) выдается запускающий импульс, под действием которого ответ­ чик вырабатывает сигнал ответа.

Если ВС находится в зоне действия боковых лепестков ДН (рис. 4.13,6), то амплитуда импульса Р 2 достаточна для запуска СС и на выходе послед­ ней формируется трехимпульсный код. Второй импульс этого кода совпада­ ет с задержанным на 2 мкс импульсом Рх. В результате срабатывает схема И-3, выдавая импульс запуска ждущего мультивибратора (ЖМВ). Мультивибратор генерирует импульс запрета длительностью 25 мкс, который запирает ячейки И дешифратора, импульс запуска ответчика не вырабатывается, и ответный сигнал на ложный импульс запроса ответчиком не излучается.

Рис. 4.13. Эпюры напряжения трехимпульсной системы подавления БЛ в ее характерных точках для случаев, когда ВС находится в направлении макси­ мума (а) и боковых лепестков (б) диаграммы направленности основной ан­ тенны (интервалы времени в микросекундах)

4.5. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ СО

Самолетный ответчик СО-72М предназначен для работы в системах вто­ ричной радиолокации, использующих коды УВД и международный.

Состав (рис. 4.14): антенно-фидерное устройство, основной блок ответчи­ ка; блок преобразования информации, блок коммутации, устройство набора номера; приставка бланкирования и пульт управления. СО-72М может ус­ танавливаться на самолете как в одинарном, так и в сдвоенном комплекте.

Режимы работы:

«УВД» — основной режим работы с отечественными неавтономными ВРЛ. Ответчик принимает сигнал на частотах 837.5 и 1030 МГц и излучает сигналы ответа на частоте 740 МГц;

«РС/7» аналогичен режиму «УВД» и отличается от него только повышен­ ной до — 84 дБ чувствительностью приемного тракта;