Ответчик сом-64

Ответчик СОМ – 64 состоит из Прд, Прм блока разделительных фильтров БРФ, двух приемопередающих антенн ДМВ: антенны отечественного диапазона Ао и антенны международного диапазона Ам, шифратора Ш, шифратора кодов ИКАО Шикао, блока преобразования высоты БПВ, общего пульта управления ОПУ и пульта управления шифратора кодов ИКАО ПУИ. Основные режимы работы УВД и RBS. В режиме УВД запросные сигналы ВРЛ, соответствующих отечественному стандарту, принимаются Ао, через БРФ поступают в Прм, где они усиливаются и детектируются. Видеоимпульсы с выхода Прм поступают в Ш. Там они сначала декодируются, а затем происходит образование ответного кода, который поступает в Прд и преобразуется в высокочастотный кодированный ответный сигнал. Этот сигнал через БРФ поступает в Ао и излучается в пространство. Информация о номере кодируется в соответствии со значением, установленном на плате набора номера. Высота полета кодируется в результате связи Ш с БПВ, который преобразует напряжение, пропорциональное высоте и поступающее от барометрического датчика высоты в коде высоты. Информация о запасе топлива вырабатывается ответчиком, если на самолете установлен топливомер типа СПУТ – 2. В режиме RBS ответчик работает также как и в режиме УВД, но вместо Ао используется Ам, а вместо Ш – Шикао.

На ОПУ располагаются тумблер включения ответчика, тумблер “Авария ” для включения сигнала бедствия, переключатель режимов работы с положениями “РСП”, “УВД”, “RBS”, “023М”, переключатель “Волна” на три положения (в ГА используется положение 2), кнопка “Знак” для включения сигнала опознавания, который передается в течении 50с после нажатия кнопки и используется в ВРЛ для выделения на экране индикатора отметки данного самолета из всех остальных отметок, кнопка и лампа “Контроль”.На ПУИ имеется четыре переключателя набора номера, переключатель на четыре положения A, B, C, D и тумблер МЧ ( малая чувствительность ). Переключатель A, B, C, D изменяет режим работы ответчика в режиме “RBS” по запросному коду . В положении A ответчик передает информацию о номере при поступлении запросного кода А и информацию о высоте при поступлении кода С. В положении В вырабатывается информация о номере при поступлении кода В и информация о высоте при появлении кода С. В положении С ответчик передает информацию о высоте при запросе кодом С. Координатный сигнал вырабатывается в любом положении переключателя при поступлении любого запросного кода. Тумблер “МЧ” служит для уменьшения чувствительности Прм в режиме “RBS”, что облегчает работу системы подавления для самолетов, расположенный от ВРЛ на небольших расстояниях.

Задание 2: Рассчитать максимальную дальность действия для свободного пространства по линиям запроса и ответа .

Максимальная дальность действия для свободного пространства рассчитывается по уравнению:

(1)

где:

l - длина волны;

l=0,25 м.

P – мощность передатчика в импульсе;

Pз =10000 Вт; Pо = 300 Вт.

Dз, Dо – коэффициенты направленного действия запросчика и ответчика;

Dз = 180; Dо = 2.

hз, hо – коэффициенты полезного действия антенно-фидерного тракта запросчика и ответчика соответственно;

hз = hо = 0,5.

Pпр.min – чувствительность приемника;

Pпр.min з = Вт ; Pпр.min о = Вт.

Максимальную дальность действия по линии запроса определим по формуле (1).

= =620 км

Максимальную дальность действия по линии ответа определим по формуле:

= = 1755 км

Максимальная дальность действия определяется по минимальному значению:

rmaxсв = 620 км.

Задание 3: Рассчитать и построить диаграмму направленности антенны запросчика в вертикальной плоскости для свободного пространства и с учетом влияния земли.

Диаграмма направленности антенны в вертикальной плоскости для свободного пространства задается формулами:

для (2)

для (3)

F(g) = 0 для g>g2 и для g< g0 - π/κ

Где:

K – постоянный коэффициент, заданный в таблице 2 ;

К = 20

g - угол места;

gо – угол места максимума диаграммы направленности;

gо = 4º

g1 – угол места с которого начинается косеканский закон изменения диаграммы направленности;

g1 =6º

g2= 45° – угол места, ограничивающий зону действия вертикальной плоскости сверху.

Рассчитаем диаграмму:

g Þ -5° £ g £ 6° , по формуле (2)

Полученные результаты запишем в виде таблицы №1.

Пример расчета:

=0,12

= 0,41

= 0,7

= 0,92

= 1

Таблица №1.

g°	-5	-4	-3	-2	-1	0
F(g)	0	0,12	0,26	0,41	0,56	0,7

g°	1	2	3	4	5	6
F(g)	0,83	0,92	0,98	1	0,98	0,92

Рассчитаем диаграмму F(g) для 13-ти промежуточных точек в пределах 6° < g < 45° по формуле (3) и полученные результаты запишем в виде таблицы № 2.

=

Пример расчета:

F(7º)= = 0,79

F(11º)= = 0,5

F(15º)= = 0,37

F(21º)= = 0,27

F(25º)= = 0,23

F(31º)= = 0,19

F(35º)= = 0,16

F(41º)= = 0,15

F(45º)= = 0,14

Таблица №2.

g°		7		8		9		10	11		15		17		19
F(g)		0,79		0,69		0,61		0,55	0,5		0,37		0,33		0,29
g°	21		25		31		35			39		41		45
F(g)	0,27		0,23		0,19		0,16			0,15		0,15		0,14

По данным таблиц № 1 и № 2 строим диаграмму направленности антенны в вертикальной плоскости для свободного пространства (рис. 1).

Расчет диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости с учетом влияния земли.

С учетом влияния земли расчет производится по формулам:

F(gmin) = F (gmin) - F (- gmin) (4)

F(gmax) = F (gmax) + F (- gmax) (5)

Для этого сначала определим углы, при которых диаграмма направленности антенны достигает минимальных и максимальных значений, воспользовавшись формулами:

, откуда (6)

, откуда (7)

где:

ha = 8 м - высота подвеса антенны;

l = 0,25 м – длина волны;

n = 0, 1, 2,3 …

Определим предел: 0º до

Получили предел 0°£ g £ 5°.

По формулам рассчитаем углы gmin и gmax в полученном пределе.

Результаты запишем в таблицу № 3.

n = 0, gmin = arcsin0 Þ gmin = 0°

n = 1, gmin = arcsin0.0156 Þ gmin = 0,9°

n = 2, gmin = arcsin0.0312 Þ gmin = 1,8°

n = 3, gmin = arcsin0.0468 Þ gmin = 2,7°

n = 4, gmin = arcsin0.0625 Þ gmin = 3,6°

n = 5, gmin = arcsin0.0781 Þ gmin = 4,5°

n = 6, gmin = arcsin0.0937 Þ gmin = 5,4° - не входит в предел.

n = 0, gmax = arcsin0.0078 Þ gmax = 0,5°

n = 1, gmax = arcsin0.0234 Þ gmax = 1,3°

n = 2, gmax = arcsin0.039 Þ gmax = 2,2°

n = 3, gmax = arcsin0.0546 Þ gmax = 3,1°

n = 4, gmax = arcsin0.0703 Þ gmax = 4°

n = 5, gmax = arcsin0.0859 Þ gmax = 4,9°

n = 6, gmax = arcsin0.101 Þ gmax = 5,8° - не входит в предел.

Таблица №3.

n	0	1	2	3	4	5	6
gmin °	0	0,9	1,8	2,7	3,6	4,5	5,4(не входит в предел)
gmax°	0,5	1,3	2,2	3,1	4	4,9	5,8(не входит в предел)

Используя данные значения, рассчитываем F(gmin), F(-gmin), F(gmax), F(-gmax), используя график диаграммы направленности антенны (рис. 1). Далее рассчитываем график диаграммы направленности с учетом влияния земли по формулам (4) и (5). Результаты представим в виде таблицы №4.

Пример расчета:

gmax = 0,5° Þ Fз (0,5°) = 0,77 + 0,63 = 1,4

gmax = 1,3° Þ Fз (1,3°) = 0,86 + 0,52 = 1,38

gmax = 2,2° Þ Fз (2,2°) = 0,93 + 0,38 = 1,31

gmax = 3,1° Þ Fз (3,1°) = 0,98 + 0,25 = 1,23

gmax = 4,0° Þ Fз (4,0°) = 0,98 + 0,12 = 1,1

gmax = 4,9° Þ Fз (4,9°) = 0,98 + 0,01 = 0,99

gmin = 0° Þ Fз (0°)= 0

gmin = 0,9° Þ Fз (0,9°)= 0,82 – 0,58 = 0,24

gmin = 1,8° Þ Fз (1,8°)= 0,9 – 0,44 = 0,46

gmin = 2,7° Þ Fз (2,7°)= 0,97 – 0,3 = 0,67

gmin = 3,6° Þ Fз (3,6°)= 0,99 – 0,18 = 0,81

gmin = 4,5° Þ Fз (4,5°)= 0,99 – 0,06 = 0,93

Используя рассчитанные точки Fз(gmin) и Fз(gmax) строим диаграмму направленности антенны в вертикальной плоскости с учетом влияния Земли (рис. 1).

Таблица № 4.

gmin °	0	0,9	1,8	2,7	3,6	4,5
Fз(gmin)	0	0,24	0,46	0,67	0,81	0,93
gmax °	0,5	1,3	2,2	3,1	4	4,9
Fз(gmax)	1,4	1,38	1,31	1,23	1,1	0,99

Задание 4: Построить зону обзора вторичного локатора в вертикальной плоскости в прямоугольной системе координат высота – дальность.

Для построения зоны вторичного радиолокатора в вертикальной плоскости надо изобразить прямоугольную систему координат высота – дальность. Для этого рассчитаем линии равных высот по формуле:

(8)

Hпр – приведенная высота

H – действительная высота над поверхностью земли;

r – наклонная дальность

Rэ – эквивалентный радиус Земли , Rэ = 8500 км.

Найдем наклонную дальность, при которой приведенная высота была бы равна нулю, то есть Нпр = 0 и формула (9) примет вид:

Подставив необходимые высоты, получим:

H,м	0	2000	4000	6000	8000	10000	20000	30000	40000
r, м	0	184391	260768	319374	368782	412311	583095	714143	828621

Лини равных высот рассчитаем для высот от 0 до 10 км через 2000м и далее для высот 20км, 30км.

Наклонную дальность r при расчете будем измерять для каждого значения Н от 0 до величины (1,2 – 1,3)rmaxсв., т.е.

r = 1,2 ×620 = 744 км, через каждые 50 км или такого значения r при котором Нпр достигает нуля.

Рассчитаем линии равных высот по формуле (8) и полученные результаты запишем в виде таблицы 5:

Пример расчета:

Для высоты Н = 2000м.

r =50 км; = 1853 м

r =100 км; = 1412 м

r =150 км; = 676 м

Таблица №5

H,м r, км	2000	4000	6000	8000	10000	20000	30000
0	2000	4000	6000	8000	10000	20000	30000
50	1853	3853	5853	7853	9853	19853	29853
100	1412	3412	5412	7412	9412	19412	29412
150	676	2676	4676	6676	8676	18676	28676
200	-	1647	3647	5647	7647	17647	27647
250	-	324	2324	4324	6324	16324	26324
300	-	-	706	2706	4706	14706	24706
350	-	-	-	794	2794	12794	22794
400	-	-	-	-	588	10588	20588
450	-	-	-	-	-	8088	18088
500	-	-	-	-	-	5294	15294

По таблице №5 наносим рассчитанные точки Нпр и r на прямоугольную систему координат, откладывая по горизонтальной оси величины r, а по вертикальной Нпр. Соединяем их, и проводим линии равных высот, являющиеся параболами и линии равных расстояний, параллельные вертикальной оси. На этом же графике проводим линии равных углов места g через 1° от 0° до 10°, для углов 15° и 20° и далее через каждые 10°. Линии равных углов места являются прямыми проходящими через начало координат и точки с координатами (r,Hпр), где Нпр = r×sing (9). Произведем расчеты по формуле (9), подставляя указанные ранее значения g. Полученные результаты запишем в виде таблицы №6 при r = 200 км от 0° до 10° , r = 50 км от 15° до 45°

Пример расчета:

g = 1° Нпр = 200000×sin1° = 3490 м;

g = 3° Нпр = 200000×sin3° = 10470 м;

g = 15° Нпр = 50000×sin15° = 12940 м.

Таблица №6:

g°	0	1	2	3	4	5	6	7	8
Нпр	0	3490	6980	10466	13951	17431	20905	24373	27834

g°	9	10	15	20	25	30	35	40	45
Нпр	31286	34729	12940	17101	21130	25000	28679	32139	35355

g°	0,5	0,9	1,3	1,8	2,2	2,7	3,1	3,6	4,5	4,9
Нпр	1745	3141	4537	6282	7677	9421	10816	12558	15692	17083

По данным таблицы строим линии равных углов места. Рассчитаем точки максимальных дальностей для различных углов места по формуле:

rmax (g) = rmaxсв.Fз(g)

Величины Fз(g) будем снимать с заранее построенного графика (рис. 1). Полученные результаты запишем в виде таблицы №7 (rmax =620 км)

Таблица №7.

g°	0	1	2	3	4	5	6	7	8
Fз (g)	0	0,25	0,92	1,22	1,1	0,98	0,92	0,79	0,69
r , км	0	155	570	756	682	607	570	490	428

g°	9	10	15	20	30	40	45	0,5	0,9
Fз (g)	0,61	0,56	0,37	0,28	0,21	0,15	0,14	1,4	0,24
r , км	378	347	229	174	130	93	87	868	149

g°	1,3	1,8	2,2	2,7	3,1	3,6	4	4,5	4,9
Fз (g)	1,38	0,46	1,31	0,67	1,23	0,81	1,1	0,93	0,99
r , км	856	285	812	415	763	502	682	577	614

Наносим точки на линии равных углов места и соединяем их, получим график зоны обзора РЛС в вертикальной плоскости (рис.2).

Задание 5: Определить максимальную дальность действия вторичного радиолокатора на высотах: 2000, 4000, 6000, 8000, 10000 м.

Определим максимальную дальность действия ВРЛ на высотах: 2000, 4000, 6000, 8000, 10000 м, для этого используем рис.2. Запишем результаты в виде таблицы №8.

Таблица №8:

Н, м	r , км
2000	355
4000	730
6000	865
8000	869
10000	535

Задание 6: Привести временную диаграмму кода ответного сигнала при передаче номера, равного номеру зачетной книжки, при работе ответчика в режиме “УВД”.

Для того чтобы закодировать сигнал при передаче номера, перевести цифры в номере из десятичной системы счисления в двоично-десятичную.

1 – 0001

1 – 0001

2 – 0010

1 – 0001

4 - 0100

Задание 7: Ответить на контрольный вопрос.

Внутрисистемные помехи во вторичной радиолокации. Их возникновение и методы борьбы?

Синхронные и несинхронные помехи часто объединяются общим названием – внутрисистемные помехи. Уровень внутрисистемных помех растет с ростом интенсивности воздушного движения.

Синхронные помехи, образуются при запросе данным запросчиком нескольких ответчиков одновременно и при одновременном приеме ответов нескольких ответчиков на запрос данного запросчика как по основному, так и по боковым лепесткам ДНА.

Несинхронные помехи, влияние которых проявляется при наличии нескольких запросчиков в одной зоне. Если самолет находится в области, перекрытой несколькими наземными запросчиками, то ответы любому из них, попадая по боковым лепесткам на вход другим ВРЛ, могут привести к возникновению ошибок определения азимута. Кроме того, поскольку самолетный ответчик в каждый момент времени может отвечать только одному запросчику, то возникает вероятность, что в результате блокировки какого-либо из запросчиков ответ не будет дан вообще. Если все запросчики работают на близких частотах повторения, то такая ситуация может длиться в течение нескольких периодов повторения запросного сигнала, т.е. влияние помех на качество функционирования системы ВРЛ проявляется как потеря полезной информации(координатной, дополнительной).

Для борьбы с внутрисистемными помехами, применяются схемы разрядки потока ответных сигналов, фильтры – аттенюаторы, уменьшающие чувствительность приемника, схемы блокирования приемника после приема запросного сигнала. В наземной аппаратуре ВРЛ используют двухканальные устройства декодирования ответных сигналов, устройства защиты от несинхронных помех, обеспечивают разнос частот повторения запросных сигналов близкорасположенных запросчиков. Существенным источником внутрисистемных помех являются боковые лепестки ДНА запросчика. Сформировать однолепестковую ДНА практически невозможно. Мощность, излучаемая боковыми лепестками, оказывается достаточной для запуска самолетных ответчиков, которые находятся в зоне действия ВРЛ. С уменьшением расстояния между запросчиком и ответчиком число «ложных» запросов, поступающих на вход ответчика, может быть достаточно велико.

Эффективным методом борьбы с внутрисистемными помехами на борту ВС является введение «разрядки » в передачу информационных кодов в режиме УВД. Другими словами, передача бортового номера и высоты происходит с разрядкой, т.е. 1 раз на 8-10 запросов. Для этой цели служит делитель частоты запуска. Разрядка для запросов бортового номера и высоты раздельная, что позволяет получить за один обзор полный объем информации.