Принцип работы дальномерного канала VOR/DME

Канал дальности всех систем ближней навигации (СБН) основан на импульсном (временном) методе. Информация о дальности заключена в интервале времени между моментом излучения с ЛА сигнала запроса дальности (ЗД) и моментом приема сигнала ответа дальности (ОД) с наземного ДРМ.

Принцип работы канала дальности (рис. 5.7) определяется принятым в СБН принципом «запрос-ответ». Генератор запросных импульсов ГЗИ запросчика формирует кодированные сигналы ЗД. Импульсы ЗД модулируют Прд-З и излучаются на несущей частоте f ₁. В Прм-О ответчика эти сигналы усиливаются, детектируются и декодируются. Формирователь сигнала ответа ФСО задерживает полученный с Прм-0 импульс на определенное время t_АЗ и вырабатывает код ОД. Сформированный сигнал ОД поступает на Прд-0 и излучается ненаправленной антенной на несущей частоте f ₂. Сигнал ОД усиливается, детектируется и декодируется в Прм-3. Измеритель времени ИВ измеряет интервал t _И между моментом начала формирователя ЗД и моментом приема ОД: t _И = 2 D/c + t _АЗ = t_D+ t _АЗ,где D — искомое расстояние от ЛА до ДРМ; с — скорость распространения радиоволн. При известной задержке t _АЗ (учитываемой при измерении) дальность D= 0,5 ct_D.

Сигналы ЗД и ОД передаются на разных частотах с использованием отличающихся друг от друга кодов. Эта мера позволяет избежать запуска дальномерного радио маяка ДРМ (и формирования ложных ответов дальности) сигналами ДРМ, отраженными от местных объектов, уменьшить влияние соседних радиомаяков и повысить помехоустойчивость канала дальности КД.

Рис. 5.7. Структурная схема канала дальности СБН (а) и график сигналов (б)

Измеритель дальности основан на цифровом методе и определяет число счетных импульсов за интервал времени t _Имежду импульсом ЗД и импульсом ОД. При известном периоде следования счетных импульсов Т _СИих количество N_D является мерой дальности: D= 0,5 cТ _СИ N_D. При частоте следования F _CИ= 1/ Т _СИ =0,96 МГц погрешность дискретности отсчета равна 0,156 км и для измерения дальности до 500 км требуется 12-разрядный счетчик.

Дальномерный радиомаяк DME состоит из антенной системы, приемного и передающего устройств и контрольно-юстировочной аппаратуры. Все оборудование выполнено в виде съемных функциональных модулей и размещено в аппаратной кабине, расположенной под антенной системой. В состав радиомаяка входят устройства дистанционного управления и контроля работы аппаратуры. Основные параметры DME удовлетворяют нормам ICAO.

Антенная система ДРМ представляет собой конструктивно объединенные при­емопередающую и контрольную антен­ну. Приемопередающая антенна ППА (рис 5.21) состоит из четырех верти­кальных рядов полуволновых вибрато­ров, расположенных по образующим цилиндра, диаметром около 15 см. Максимум излучения антенны поднят на 4° над горизонтом. Ширина луча в вертикальной плоскости не менее 10° по уровню половинной мощности.

В го­ризонтальной плоскости ДНА совпадает с окружностью с точностью не хуже 6...9 дБ. Контрольная антенна КА имеет две независимые приемопередаю­щие антенны (по одной на каждый комплект ДРМ), состоящие из вертикального ряда полуволновых вибрато­ров, расположенных по образующим цилиндра непосредственно под ППА. Все антенны закреплены на металли­ческой конструкции, выполняющей функции рефлектора, и закрыты общим обтекателем диаметром 20 см и высотой 173 см. При территориальном совме­щении радиомаяков VOR и DME антенна последнего монтируется над ан­тенной системой VOR.

Рис. 5.21. Структурная схема радиомаяка DME

Передающее устройство состоит из стабилизированного кварцем задаю­щего генератора ЗГ, в который входит также варакторный умножитель ча­стоты, усилителя мощности УМ и модулятора М.

Приемное устройство выполнено с переменным усилением. Схема АРУ вырабатывает напряжение, пропорци­ональное числу импульсов, поступивших на счетчик СИ. Видеоусилитель ВУ запирается стробирующими импульса­ми с генератора ГС после приема сигнала запроса. На шифратор Ш и формирователь импульсов сигнала ответа Ф-И сигналы поступают со схемы запуска СЗ, куда подаются также сиг­налы опознавания с датчика ДСО. Схе­ма установки порога УП и генератор случайных импульсов ГСИ формируют из шумового напряжения импульсы, число которых в единицу времени за­висит от числа сигналов запроса на выходе Прм. Общее число импульсов, проходящих через суммирующий кас­кад СК от дешифратора Дш и ГСИ, соответствует излучению 2700 пар им­пульсов в секунду.

Контрольно-юстировочная аппарату­ра, в состав которой входит контрольное устройство КУ и аппаратура встроен­ного контроля, служит для определения выхода за пределы допусков основных параметров ДРМ (излучаемой мощ­ности, кодовых интервалов между им­пульсами, аппаратурной задержки и т. п.) и выдачи сигналов на систему управления и переключения и на соот­ветствующие индикаторы.