6.2. Принцип работы посадочных рлс
Посадочный радиолокатор является секторной РЛС, обслуживающей узкую и строго определенную область пространства. Задачей станции является измерение отклонений самолета от линии планирования в горизонтальной и вертикальной плоскости, а также и расстояния до него. Таким образом, ПРЛ является трехкоординатной радиолокационной станцией. Рассмотрим принцип ее работы.
Посадочный радиолокатор (рис. 6.3) состоит из двух секторных двухкоординатных радиолокационных станций - курсовой и глиссадной. Обе станции имеют общую приемо-передающую аппаратуру, но отдельные антенны и индикаторы.
Курсовая станция предназначена для определения положения самолета относительно посадочного курса (оси ВПП) ib горизонтальной плоскости и расстояния от РЛС до самолетов. В соответствии с указанным назначением курсовая станция должна иметь узкую диаграмму направленности в
Рис. 6.3. Блок-схема ПРЛ
горизонтальной плоскости, а для осуществления обзора заданного сектора пространства диаграмма направленности должна качаться в горизонтальной плоскости.
Обычно посадочная РЛС должна обеспечивать сектор обзора в горизонтальной плоскости порядка 20-30° (10-15° в каждую сторону от посадочного курса). Поэтому антенна качается в указанном секторе в горизонтальной плоскости, облучая последовательно все области пространства в этом секторе (рис. 6.4, а),
Рис. 6.4. Сектор обзора ПРЛ: а – в горизонтальной, б – в вертикальной плоскости
Работа курсовой станции по определению координат самолетов ничем не отличается от работы обычной импульсной РЛС. Под воздействием запускающих импульсов синхронизатора передатчик генерирует зондирующие импульсы, которые через антенный переключатель и антенный коммутатор поступают на антенну курса. Излучаемые этой антенной сигналы достигают самолетов, отражаются от них и принимаются опять той же антенной курса. Отраженные сигналы усиливаются затем приемником, детектируются им и поступают на индикатор курса через коммутатор индикаторов, который работает синхронно с антенным коммутатором. На индикаторе курса создается развертка, соответствующая пространственному развертыванию луча антенны. По отметке самолета на экране индикатора определяются его координаты- расстояние от ПРЛ и угловое или линейное боковое отклонение от оси ВПП.
Глиссадиая станция используется для определения отклонения самолета от линии планирования в вертикальной плоскости и расстояния до него. В связи с этим антенна этой станции должна иметь узкую диаграмму направленности в вертикальной плоскости. Для обзора заданного сектора пространства в вертикальной плоскости антенна глиссады качается в этом секторе (рис. 6.4, б). Посадочный радиолокатор должен обеспечивать такой сектор обзора в вертикальной плоскости, который включает все возможные углы наклона глиссады и обеспечивает наблюдение за самолетами, отклонившимися от глиссады. Обычно антенна глиссады качается в пределах от- 1°(ш1п) до 7 - 9° (шах).
Работа глиссадной станции аналогична работе курсовой станции с тем лишь отличием, что для излучения и приема сигналов используется антенна глиссады, а для отображения информации о положении самолетов относительно глиссады - индикатор глиссады.
В целом посадочный радиолокатор обеспечивает определение пространственного положения самолетов (измерение всех трех координат) в том случае, когда самолет находится одновременно в зоне действия курсовой и глиссадной станций. Так как самолеты могут отклоняться от линии планирования в горизонтальной и вертикальной плоскостях, то для того, чтобы они не были потеряны, курсовой и глиссадной станциями, ширина диаграмм направленности их антенны в плоскости, перпендикулярной плоскости обзора, должна быть больше, чем в плоскости обзора. Так, для курсовой станции ширина диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости больше, чем в горизонтальной плоскости. Для глиссадной же станции, наоборот, ширина луча антенны в горизонтальной плоскости больше, чем в вертикальной.
Общая зона обзора ПРЛ будет определяться областью пространства, общей для зон обзора курсовой и глиссадной станций Для пояснения зависимости общей зоны обзора ПРЛ от зоны обзора курсовой и глиссадной станций на рис. 6.5 изображено сечение пространства вертикальной плоскостью АА, перпендикулярной оси ВПП (см. рис. 6.4). В сечении зоны обзора на рис. 6.5 плоскость посадочного курса и плоскость планирования будут представлены вертикальной и горизонтальной линиями соответственно. Точка пересечения этих линий изображает след от глиссады, оставленный на плоскости сечения. Диаграммы направленности курсовой и глиссадной антенн представлены на рис. 6.5 своими сечениями. При этом сечение диаграммы направленности антенны
Рис. 6.5. Сечение зоны обзора посадочного радиолокатора: сечение диаграммы направленности антенны курса; 2 -сечение диаграммы ' направленности антенны глиссады; 3 - движение луча антенны курса; 4 - сечение зоны обзора курсовой станции; 5 - сечение»зоны обзора глиссадной станции; 6 - движение луча антенны глиссады; 7 -след плоскости посадочного курса; 8 - след плоскости планирования; 9 - след глиссады; 10 - сечение зоны обзора ПРЛ; 11 - поворот зоны обзора глиссадной станции; 12 - поворот зоны обзора курсовой станциикурса ориентировано так, что его меньший размер (ширина диаграммы направленности в горизонтальной плоскости) направлен по горизонту, а больший (ширина диаграммы направленности в вертикальной плоскости) - по вертикали.
Сечение диаграммы направленности антенны глиссады подобно сечению луча курсовой антенны, но развернуто на угол 90°. Меньший размер этого сечения, представляющий ширину диаграммы направленности глиссадной антенны в вертикальной плоскости, ориентирован по вертикали.
Как было указано, антенна курса производит обзор пространства в горизонтальной плоскости, качаясь в заданном секторе. Поэтому на рис. 6.2 сечение диаграммы направленности курсовой антенны перемещается параллельно горизонту слева направо и в обратном направлении в пределах от min до max. Зона обзора курсовой станции представляет ту область пространства, которая ; облучается антенной курса. Как видно из рис. 6.5, эта зона имеет вид «трубки» пространства, угловая ширина которой в вертикальной плоскости равна ширине диаграммы направленности антенны курса в той же плоскости, а угловая ширина в горизонтальной плоскости равна ширине сектора обзора ПРЛ в этой плоскости.
Антенна глиссады качается в заданном секторе в вертикальной плоскости. Поэтому сечение диаграммы направленности глиссадной антенны перемещается на рис. 6.5 снизу вверх и в обратном направлении в пределах углов места от min до max. Зона обзора глиссадной станции представляет «трубку» пространства, угловая ширина которой в горизонтальной плоскости равна ширине диаграммы направленности антенны глиссады в той же плоскости, а ширина в вертикальной плоскости равна ширине сектора обзора ПРЛ в этой плоскости.
Общая зона обзора посадочного радиолокатора представляет область пространства, которая является общей для зон обзора курсовой и глиссадной станций. Сечение этой области изображается на рис. 6.5 площадью АВЕД. Когда самолет попадает в эту область пространства (точка С1), то он облучается и курсовой, и глиссадной антеннами и наблюдается на индикаторах курса и глиссады. По индикаторам могут быть измерены угловые отклонения самолета и от глиссады в горизонтальной и вертикальной плоскостях или соответствующие им линейные отклонения, а также наклонное расстояние от радиолокатора до самолета. Если же самолет не попадает в общую зону обзора, то он виден либо только на индикаторе курса (точка С2), либо только на индикаторе глиссады (точка С3), либо не наблюдается ни на одном индикаторе (точка C4).
Максимальное угловое отклонение самолета от плоскости посадочного курса при одновременном его наблюдении на обоих индикаторах составляет, как это видно из рис. 5.5, половину ширины диаграммы направленности антенны глиссады в горизонтальной плоскости, а максимальное угловое отклонение от глиссады в вертикальной плоскости - половину ширины диаграммы направленности антенны курса в вертикальной плоскости. Для того чтобы иметь возможность наблюдать самолеты, отклоняющиеся от линии планирования на большие величины, в ПРЛ предусматривается поворот зоны обзора курсовой станции в вертикальной плоскости в пределах сектора обзора антенны глиссады и поворот зоны обзора глиссадной станции в горизонтальной плоскости„в пределах сектора обзора круговой антенны. Этот поворот зон обзора осуществляется путем поворота антенны курса в вертикальной плоскости и антенны глиссады в горизонтальной плоскости в указанных пределах. Могут использоваться станции с широкими диаграммами направленности антенн курса и глиссады в плоскостях, перпендикулярных плоскости измеряемых угловых координат. Так, антенна курса может иметь диаграмму в вертикальной плоскости, ширина которой равна сектору обзора глиссадной антенны в вертикальной плоскости. Антенна глиссады может иметь диаграмму направленности в горизонтальной плоскости, ширина которой равна сектору обзора антенны курса в горизонтальной плоскости. В таких станциях общая зона обзора получается широкой, и в них не требуется производить дополнительный поворот антенн курса и глиссады. При этом, однако, уменьшается дальность действия в связи с расширением диаграмм направленности, и для сохранения ее в допустимых пределах требуется увеличивать энергетический потенциал станции (повышать мощность в импульсе и чувствительность приемника). Недостатком ПРЛ с широкими диаграммами направленности является повышенный уровень пассивных помех, что нельзя компенсировать увеличением мощности в импульсе и чувствительности приемника.
Индикаторы посадочной РЛС служат для отображения информации о пространственном положении самолета относительно радиолокатора. При этом на индикаторе курса отображается положение самолета относительно ПРЛ и оси ВПП в горизонтальной плоскости, а на индикаторе глиссады - положение самолета относительно радиолокатора и линии планирования в вертикальной плоскости.
Рис 6.6. Поочередная работа курсовой и глиссадной станций: а – движение курсовой, б – движение глиссадной антенны, в – диаграмма работы коммутаторов
Оба индикатора представляют радиально-секторные индикаторы с растянутой по углу разверткой. В таких индикаторах угол поворота линии развертки на экране индикатора в несколько раз больше фактического угла поворота антенны в пространстве В связи с этим сектор обзора курсовой и глиссадной станций просматривается на индикаторах в более крупном плане, и поэтому точность отсчета отклонений самолета от посадочного курса и линии планирования повышается и более полно используется экран индикаторов. Обычно на экранах индикаторов ПРЛ рабочие секторы растягиваются примерно до- 50°.
Рассмотрим формирование растянутой секторной развертки на индикаторах курса и глиссады. В посадочных радиолокаторах принято называть составляющую развертки, вызывающую отклонение электронного луча вдоль шкалы дальности (ось х), горизонтальной составляющей развертки. Составляющая развертки, вызывающая отклонение луча в перпендикулярном направлении (ось у), называется вертикальной составляющей развертки. Соответственно отклоняющие катушки, обеспечивающие движение луча вдоль оси х, называются горизонтально отклоняющими катушками, а другая пара отклоняющих катушек - вертикально отклоняющими.
Растянутая по углу радиально-секторная развертка является видоизменением круговой развертки. Для ее создания на горизонтально отклоняющие и вертикально отклоняющие катушки можно, подать пилообразные токи развертки с различной амплитудой.
ipг = Im t cos а/Tp; ipв = Imв t sin а/Tp,
где Imr - максимальная амплитуда тока развертки горизонтально отклоняющих катушек; Iтв - максимальная амплитуда тока развертки вертикально отклоняющих катушек; a - угол поворота антенн курса или глиссады относительно нулевого направления (горизонта-для глиссадной станции и линии, параллельной оси ВПП и проходящей через точку размещения ПРЛ,- для курсовой станции); Тр= 2M/c- -длительность прямого хода развертки; М - масштаб развертки.
Пилообразные токи развертки вызовут отклонение электронного луча по горизонтальной и вертикальной осям на величины, пропорциональные токам.
В результате одновременного действия токов в горизонтально и вертикально отклоняющих катушках электронный луч прочертит на экране линию развертки, угол поворота которой ар (рис. 6.7).
Максимальная амплитуда тока вертикально отклоняющих катушек выбирается больше максимальной амплитуды тока горизонтально отклоняющих катушек, и поэтому коэффициент растяжения больше единицы. При этом угол отклонения линии развертки на экране от нулевого направления больше, чем угол поворота антенны.
При небольших значениях углов, угол поворота липни развертки в несколько раз больше угла поворота луча антенны в пространстве. Соответственно и сектор обзора станции в пространстве увеличивается на индикаторе в несколько раз. В такое же число раз укрупняется угловой масштаб на экране индикатора, в связи с чем повышается точность отсчета угловых и линейных отклонений.
Рис. 6.7. Растянутая по углу радиально–круговая развертка
Кроме пилообразных токов развертки, на отклоняющие катушки подаются также постоянные токи, с помощью которых начало развертки смещается к краю экрана, благодаря чему увеличивается вдвое длина линии развертки.
Вследствие изменения масштаба углов на экране индикатора линии равных дальностей из окружностей деформируются в эллипсы (рис. 6.7). Для удобства отсчета линейных боковых отклонений самолетов от линии (планирования в горизонтальной и вертикальной плоскостях линии равных дальностей (метки дальности) на индикаторах курса и глиссады создаются в виде прямых линий, перпендикулярных оси дальности. При этом линейные отклонения отсчитываются в направлении, параллельном линиям равных дальностей. Получение линий равных дальностей в виде прямых, перпендикулярных оси дальности, достигается подачей на горизонтально отклоняющие катушки пилообразного напряжения с постоянной амплитудой, не зависящей от угла поворота антенны. На вертикально отклоняющие пластины по-прежнему подается пилообразный ток развертки, амплитуда которого зависит от угла .
Отклонения электронного луча вдоль осей х и у равны и отклонение луча вдоль горизонтальной оси не зависит от угла поворота антенны, и для фиксированного момента времени to равно постоянной величине.
Это означает, что линия, прочерчиваемая электронным лучом на экране в фиксированный момент времени, при повороте антенны представляет прямую, перпендикулярную оси х (рис. 6.8).
Коэффициенты растяжения для индикаторов курса и глиссады делаются различными, так как курсовая и глиссадная станции имеют
Рис 6.8 Растянутая радиально-секторная развертка индикаторов ПРЛ: a -индикатор курса, б -индикатор глиссады
разные секторы обзора, а сектор, образуемый на индикаторах разверткой, один и тот же. По этой причине коэффициент растяжения для индикатора глиссады больше, чем для индикатора курса.
Упрощенная блок-схема индикатора курса или глиссады с радиально-секторной разверткой рассмотренного вида дана на рис. 6.9. Запускающие импульсы от синхронизатора поступают на генератор развертки (ГР),
Рис.6.9. Блок-схема индикатора ПРЛ
вырабатывающий в момент поступления запускающих импульсов прямоугольные импульсы(рис. 6.10, б), длительность которых Гр определяет масштаб развертки. Эти импульсы усиливают усилителем (У) и подаются на горизонтально отклоняющие катушки электроннолучевой трубки. Под их воздействием в катушках возбуждается линейно нарастающий ток постоянной амплитуды (рис. 6.10,в). Импульсы генератора развертки поступают также на модулятор (М), куда, кроме того, подается низкочастотное напряжение вида sin a с сельсина, связанного с осью вращения антенны (рис. 6.10, г). В модуляторе амплитуда прямоугольных импульсов, поступающих с генератора развертки, изменяется в соответствии с формой напряжения sin a (рис. 6.10, д) Эти импульсы после усиления подаются на вертикально отклоняющие катушки.. В катушках протекает линейно нарастающий ток, амплитуда которого зависит от угла поворота антенны (рис. 6.10, е). Напряжение вида sin a подается также на генератор- меток курса в- индикаторе курса или генератор меток земли в индикаторе глиссады. Указанные генераторы вырабатывают прямоугольный импульс длительностью ТР в момент достижения напряжением sin a нулевого значения, т. е. тогда, когда электрическая ось антенны курса параллельна оси ВПП или ось антенны глиссады занимает горизонтальное положение. Импульсы подаются на управляющий электрод трубки и подсвечивают на индикаторе курса линию развертки, которая соответствует прямой линии.в пространстве, параллельной оси ВПП и проходящей через электрический центр антенны (линия курса). На индикаторе глиссады эти импульсы подсвечивают линию развертки, которая соответствует прямой линии в пространстве, параллельной поверхности земли и проходящей через электрический центр антенны (линия земли).
Рис. 6.10. Временные диаграммы индикатора ПРЛ: а -• запускающие импульсы; б - импульсы генератора развертки; в - ток развертки горизонтально-отклоняющих катушек; г - напряжение, пропорциональное синусу угла поворота антенны: д - импульсы развертки после модулятора; е - ток развертки вертикально-отклоняющих катушек; ж - импульс генератора меток курса (земли)
Внешний вид экранов индикаторов курса и глиссады с радиально-секторной разверткой показан на рис. 6.11. Отметка самолета на этих индикаторах имеет вид светового пятна, имеющего больший размер в направлении перпендикуляра к линии курса на индикаторе курса или к линии земли на индикаторе глиссады.
Угловая протяженность этой отметки на индикаторе курса определяется шириной диаграммы направленности антенны курса в горизонтальной плоскости, а на индикаторе глиссады - шириной диаграммы направленности антенны глиссады в вертикальной
Рис. 6.11. Индикаторы ПРЛ с радиально-секгорной разверткой: а - индикатор курса: б -индикатор глиссады; 1 - линия курса; 2 - визирная линейка курса, 3 -масштабные линии дальности; 4 - отметка самолета, 5 - визирная линейка глиссады, 6 - линия глиссады; 7 - линия земли
плоскости. Отметка самолета располагается параллельно линиям разных дальностей на обоих индикаторах.
Для отсчета линейного бокового отклонения самолета от оси ВПП и отклонения по .высоте от глиссады могут использоваться визирные линейки курса и глиссады. Линейки выполняются из прозрачного материала и ориентируются на индикаторах таким образом, чтобы на индикаторе курса продольная ось линейки курса совпадала с осью ВПП, а на индикаторе глиссады продольная ось линейки глиссады совпадала бы с линией заданной глиссады. Размер линеек по ширине выбирается таким, чтобы половина ширины линейки соответствовала бы вполне определенному отклонению самолета от оси ВПП или глиссады. Тогда, наблюдая за положением отметки самолета относительно продольных осей визирных линеек на индикаторах курса и глиссады, путем интерполяции можно измерить отклонения самолета от оси ВПП и глиссады.
Указанный способ измерения отклонений самолета от глиссады в горизонтальной и вертикальной плоскостях будет обеспечивать номинальную точность, если угловой размер сектора обзора на индикаторах курса и глиссады будет соответствовать нужной величине. Для этого используются специальные трафаретные треугольники, изображенные на прозрачных защитных дисках, которыми накрываются экраны индикаторов. Схемы, формирующие развертку, регулируются таким образом, чтобы начало развертки совпадало с вершиной трафаретного треугольника, а крайние линии развертки совпадали с его сторонами.
Изображения на экранах индикаторов курса и глиссады должны быть жестко привязаны к местности. Это достигается правильной установкой начального положения антенн посадочного радиолокатора. Для проверки правильности расположения антенн вблизи начала ВПП на высоте 1,5-2 м от земли размещаются уголковые отражатели. Они представляют собой равносторонние трехгранные пирамиды из листового алюминия. Уголковые отражатели обеспечивают достаточно интенсивные отраженные сигналы, которые создают на экранах индикаторов отметки. Эти отметки используются для привязки радиолокатора к местности. При правильной установке антенны посадочного радиолокатора относительно оси ВПП уголковый отражатель, устанавливаемый против расчетной точки приземления, должен находиться на линии курса. Курсовая визирная линейка на индикаторе курса устанавливается между отметками других уголковых отражателей, обозначающих начало ВПП, так, чтобы она была параллельна линии курса и проходила через отметки БПРМ и ДПРМ.
Рассмотренный, выше тип индикаторов курса и глиссады является по существу индикаторным устройством с механическими шкалами. Более совершенным является индикатор с электрической шкалой, на котором линия глиссады создается электронным способом. Рассмотрим устройство такого индикатора. Для создания на индикаторе курса электронной линии, соответствующей оси ВПП, необходимо сформировать метки, которые подсвечивали бы точки экрана индикатора, находящиеся на оси ВПП.
Рис 6 12 Изменение угла визирования самолета в горизонтальной плоскости: 1 -линия равного бокового отклонения от оси ВПП, 2- ось ВПП. 3 - линия курса параллельная оси ВПП
Временное положение -этих меток относительно синхронизирующих импульсов в каждом периоде повторения должно определяться расстоянием от точки размещения ПРЛ до точки пересечения оси антенны курса с осью ВПП. Это расстояние r зависит от угла поворота антенны курса в горизонтальной плоскости и удаления ПРЛ от оси ВПП r1.
Из рис. 6.12 следует, что для прочерчивания оси ВПП на индикаторе курса необходимо выработать и подать на управляющий электрод ЭЛТ импульсы, временное положение которых относительно импульсов синхронизации будет определяться углом поворота антенны курса в горизонтальной плоскости.
Для создания на индикаторе глиссады электронной линии глиссады необходимо сформировать метки, которые подсвечивали бы точки экрана, соответствующие глиссаде. Временное положение этих меток относительно синхронизирующих импульсов в каждом периоде повторения должно определяться наклонным расстоянием от точки размещения посадочного радиолокатора до точки пересечения оси антенны глиссады с глиссадой. Это расстояние г зависит от угла поворота антенны глиссады в вертикальной плоскости , удаления ПРЛ от расчетной точки приземления r2 и от угла наклона глиссады 0 (рис 6.13)
Для вычерчивания на индикаторе глиссады линии глиссады нужно сформировать и подать на управляющий электрод ЭЛТ импульсы, временное положение которых относительно импульсов синхронизации определяется углом поворота антенны глиссады в вертикальной плоскости.
Рис 6 13 Изменение угла визирования самолета в вертикальной плоскости: 1 - расчетная точка приземления, 2 – глиссада, 3-лвния отклонения от глиссады
Формирование меток, с помощью которых на индикаторах курса и глиссады вычерчивается ось ВПП и глиссада, осуществляется счетно-решающим устройством. На это устройство подаются сигналы углового положения антенны курса в горизонтальной плоскости и антенны глиссады в вертикальной плоскости, а также вводятся данные, определяющие положение ПРЛ относительно ВПП и угол наклона глиссады (г1 г2, 0) На индикаторах курса и глиссады могут быть сформированы электронным также линии равных боковых отклонений, с помощью которых производится измерение положения самолета относительно глиссады в горизонтальной и вертикальной плоскости. Кроме радиально-секторных индикаторов, в посадочных радиолокаторах используются индикаторы с прямоугольной разверткой типа угол - дальность. Прямоугольная развертка угол - дальность формируется следующим образом. Горизонтально отклоняющие катушки питаются линейно нарастающим током развертки с постоянной амплитудой, а вертикально отклоняющие катушки - током развертки, изменяющимся прямо пропорционально углу поворота антенны или синусу этого угла (рис. 6.14). Линии равных дальностей на индикаторе такого типа имеют вид параллельных вертикальных линий, а линии равных углов
Рис.6.14. Токи развертки индикаторов ПРЛ
отображаются параллельными горизонтальными линиями. Отметка самолета на таком индикаторе представляет собой засветку, больший размер которой ориентирован в вертикальном направлении.
Вид изображения на экранах прямоугольных индикаторов глиссады и курса представлен на рис. 6 15. На индикаторе глиссады вдоль вертикальной оси разворачивается угол поворота антенны глиссады в вертикальной плоскости, а на индикаторе курса - угол поворота курсовой антенны в горизонтальной плоскости.
Линия оси ВПП на индикаторе курса и линия глиссады на индикаторе глиссады формируются электронным способом. Эти линии на экранах индикаторов имеют вид кривых, которые ориентировочно представляют собой гиперболы. Когда самолет, располагающийся на глиссаде, находится на большом расстоянии от радиолокатора он наблюдается с точки размещения ПРЛ почти под постоянными углами в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Поэтому линии оси ВПП и
Рис.6.15. Экраны индикаторов глиссады и курса с прямоугольной разверткой: 1-линия глиссады; 2-линии равных отклонений от глиссады; 3-ось ВПП. 4- линии равных отклонений от оси ВПП; 5 - отметка самолета; 6 - масштабные метки дальности
глиссады на индикаторах курса и глиссады на больших расстояниях от ПРЛ почти параллельны линиям равных углов и горизонтальной оси. При уменьшении расстояния до самолета, 'находящегося на глиссаде, углы его визирования в горизонтальной и вертикальной плоскости и изменяются, что и вызывает искривление линий оси ВПП
Угол в вертикальной плоскости при изменении расстояния уменьшается от угла о до 0.
Кроме линий оси ВПП и глиссады, на экранах индикаторов курса и глиссады электронным способом вычерчиваются линии равных отклонений от оси ВПП и глиссады. Эти линии используются для определения отклонений самолета от глиссады в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Для пояснения характера этих линий рассмотрим рис. 6.12. Угловой интервал между осью ВПП и линией равного бокового отклонения равен 0 при предельных значениях угла = 0 и 90°, а между этими значениями величина А6 достигает максимума при = 45°. Так как на индикаторах в прямоугольной системе координат вдоль вертикальной оси откладываются углы, форма линий равных отклонений на индикаторах курса и глиссады будет зависеть от расстояния и при уменьшении расстояния интервал между линиями равных отклонений увеличивается.
Индикаторы с разверткой в прямоугольных координатах имеют следующее преимущество по сравнению с радиально-секторными индикаторами. При приближении самолета к радиолокатору размер отметки самолета на радиально-секторном индикаторе уменьшается, так как он равен произведению ширины диаграммы направленности антенны на расстояние. На малых расстояниях размер отметки будет определяться в основном диаметром светового пятна. В связи с этим точность определения отклонения самолета на малых расстояниях уменьшается. На экране индикатора с прямоугольной разверткой вертикальный размер отметки самолета определяется только шириной диаграммы направленности антенны. Поэтому этот размер практически не зависит от расстояния и индикатор не ухудшает точности определения отклонения самолета на малых расстояниях.
До сих пор мы рассматривали индикаторы посадочных радиолокаторов, имеющих линейную развертку по дальности. В таких индикаторах ток в горизонтально отклоняющих катушках изменяется во времени в каждом периоде повторения по линейно нарастающему закону. В результате этого масштаб дальности получается одинаковым во всем диапазоне дальности, выносимом на экран (масштабные метки дальности следуют через одинаковые промежутки на экране). Это является достоинством такого индикатора, так как облегчает отсчет дальности. Но индикатор с линейной разверткой по дальности имеет и недостаток. При использовании посадочных радиолокаторов для осуществления завода самолетов на посадку и контроля за заходом на посадку возникает необходимость одновременного наблюдения самолетов, находящихся на различных расстояниях от радиолокаторов. Поэтому на индикаторах включается такой масштаб развертки, который позволяет наблюдать самолеты, находящиеся на достаточно большом расстоянии (например, 20-30 км). При таком масштабе развертки и использовании линейной развертки по дальности единица длины экрана индикатора соответствует довольно большому расстоянию в пространстве. Это не позволяет измерять расстояние до самолетов с высокой точностью, которая необходима при небольших удалениях самолета от ВПП.
Для устранения указанного недостатка в индикаторах посадочных радиолокаторов может использоваться нелинейная развертка по дальности. При этом ток развертки в горизонтально отклоняющих катушках нарастает во времени в каждом периоде повторения по нелинейному закону таким образом, что скорость изменения тока уменьшается с- увеличением времени. Используются различные формы тока развертки. Наибольшее применение находят логарифмическая и линейно-ступенчатая развертки. При логарифмической развертке ток развертки горизонтально отклоняющих катушек изменяется во времени по логарифмическому закону (рис. 6.16, а). При линейно-ступенчатой развертке ток развертки
Рис. 6.16 Виды нелинейной развертки: а - логарифмический ток развертки: б-линейно ступенчатый ток развертки
нарастает на отдельных участках дальности по линейному закону, но при переходе от одного участка дальности к другому скорость изменения тока развертки меняется.
В индикаторах с нелинейной разверткой картина воздушной обстановки, отображаемой на экране, искажается в направлении оси дальности. Масштаб дальности получается переменным в диапазоне дальностей, выносимых на экран Это можно рассматривать как недостаток таких индикаторов, так как требуются определенные навыки при их использовании. Но на таких индикаторах отображается достаточно большой участок дальности с одновременным изображением ближайшего к радиолокатору участка дальности в крупном плане вследствие большой скорости изменения тока развертки в начале периода повторения. Крупный масштаб изображения на малых расстояниях обеспечивает высокую точность измерения расстояния до самолетов в этом диапазоне дальности
В типовом посадочном радиолокаторе диспетчер определяет визуально по индикатору координаты самолета (дальность и отклонения от глиссады в горизонтальной и вертикальной плоскостях) и передает по радиостанции связи на самолет словесные команды управления. Экипаж самолета при этом не может самостоятельно определять отклонения самолета от глиссады и управлять самолетом. Это в известной степени препятствует активным действиям экипажа самолета и сковывает его инициативу. Но с помощью посадочных радиолокаторов можно передавать всю необходимую информацию на самолет. Для этого посадочный радиолокатор необходимо дополнить передатчиком, который будет модулироваться сигналами, несущими информацию о положении самолета относительно глиссады. На самолете нужно дополнительно установить приемник сигналов положения самолета и индикаторные приборы, отображающие эту информацию.
Для формирования сигналов положения самолета относительно глиссады на посадочном радиолокаторе должно осуществляться непрерывное сопровождение самолета по дальности и угловым координатам в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Такое сопровождение может быть осуществлено вручную оператором путем непрерывного совмещения визирных линеек на индикаторах курса и глиссады с отметкой самолета. Тогда с потенциометров, связанны с визирными линейками, будет сниматься напряжение, пропорциональное отклонению самолета от глиссады в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Непрерывное сопровождение самолета может быть также осуществлено автоматически с помощью специальной аппаратуры автоматического сопровождения.