9. Импульсный рнд с ретрансляцией сигнала: структурная схема, принцип работы, достоинства и недостатки

Импульсные радионавигационные дальномеры первой группы являются дальномерами с ответчиком. Они применяются в составе угломерно-дальномерных радиотехнических систем ближней навигации (РСБН) для измерения дальности от ЛА до наземного радиомаяка в целях обеспечения точного самолетовождения по заданному маршруту. В составе ПРМГ радиодальномеры этой группы используются для указания экипажу самолета, производящего посадку, расстояния до начала ВПП (до точки приземления).

Рассмотрим принцип построения и работу РНД с ответчиком по обобщенной структурной схеме, изображенной на рис. 4.

Рис. 4. Импульсный РНД с ретрансляцией сигнала

В РНД с ответчиком имеются два канала связи: запроса и ответа. Стабильный опорный генератор (ОГ) входит только в состав бортовой станции (запросчика). При передаче запросчик РНД излучает кратковременный высокочастотный радиоимпульс, который принимается приемником ответчика, усиливается и преобразуется в приемнике и передатчике и затем переизлучается (обычно на другой несущей частоте). Переизлученный сигнал принимается приемником запросчика и после усиления и преобразования подается на устройство измерения дальности (УИД), в котором измеряется время запаздывания принятого сигнала относительно излученного, поступающего из ОГ.

Если задержки сигнала в ответчике и приемном тракте запросчика малы и ими можно пренебречь, или они точно известны и могут быть учтены, то измеряемый временной интервал ₃=2Д/с. (3)

Шкала дальномера градуируется в соответствии с формулой (3) (Д=с₃/2). Погрешность измерения дальности в этом случае Д=с₃/2. Причем здесь погрешность измерения времени задержки ₃=(f₀/f₀)₃_n, определяется погрешностью _n, обусловленной действием помех, нестабильностью скорости распространения радиоволн и действием других факторов, а также, в определенной степени, определяется нестабильностью опорного генератора и не зависит от времени полета. В связи с этим требования к стабильности частоты опорного генератора в РНД с ответчиком значительно ниже, чем в РНД без ответчика и имеют порядок f₀/f₀=10^-5.

Такая нестабильность обеспечивается обычным кварцевым генератором, что является основным достоинством рассматриваемых РНД, благодаря чему они сейчас находят широкое применение в ВВС.

К основным недостаткам РНД с ответчиком относятся:

• ограниченная пропускная способность (зависящая в основном от энергетических возможностей передатчика ответчика, который должен с требуемым качеством обслуживать заданное количество запросчиков);

• отсутствие скрытности работы бортового оборудования;

• Ограниченная дальность действия РНД из-за сравнительно невысокой мощности бортового передатчика;

• более низкая по сравнению с РНД без ответчика помехоустойчивость из-за наличия двух каналов связи;

• расширенный диапазон занимаемых РНД частот, так как работа каналов запроса и ответа обычно производится на различных несущих частотах.

9. Импульсный рнд без ретрансляции сигнала: структурная схема, принцип работы, достоинства и недостатки

В РНД без ответчика, обобщенная структурная схема которого представлена на рис. 5, измеряется время распространения сигнала, излучаемого наземной станцией, до ЛА, на борту которого установлен приемник. В состав передатчика наземной станции и бортового приемника входят высокостабильные опорные генераторы, которые перед вылетом ЛА синхронизируются между собой специальным сигналом синхронизации, излучаемым наземной станцией. (ОГ – опорный генератор, УИД – устройство измерения дальности)

Рис. 5. Импульсный РНД без ретрансляции сигнала

На борту ЛА по принятому сигналу измеряется интервал времени ₃=Д/с, а дальность определяется выражением Д=с₃. (1)

Из формулы (1) следует, что погрешность измерения дальности Д=с₃. Величина ₃ в основном зависит от нестабильности частоты ОГ и времени полета t_пол:

, (2)

где f₀/f₀ - относительная нестабильность частоты ОГ; _сп - погрешность измерения времени распространения, обусловленная нестабильностью скорости распространения радиоволн, неточностью синхронизации бортового генератора, действием помех и рядом других факторов.

Для удовлетворения современным требованиям, предъявляемым к точности измерения дальности (Д=1...3 км при t_пол10 ч), опорные генераторы должны иметь относительную нестабильность частоты f₀/f₀=10^-9...10^-10. Такая высокая стабильность частоты может быть достигнута лишь в атомных и молекулярных генераторах.

Необходимость обеспечения высокой стабильности частоты опорных генераторов является основным недостатком РНД без ответчика.

Достоинства таких РНД заключаются в следующем:

• бортовое оборудование не работает на излучение, благодаря чему достигается высокая скрытность;

• неограниченная пропускная способность;

• сравнительно большая дальность действия, поскольку мощность наземной станции может быть достаточно большой.

Успехи, достигнутые в создании молекулярных квантовых генераторов, делают РНД без ответчика весьма перспективным, так как одна наземная станция может обслуживать неограниченное число ЛА, находящихся в зоне ее действия.