2.4.4.2 Принцип построения глиссадного радиомаяка
с «опорным нулём»
Глиссадный радиомаяк (ГРМ) создает с помощью разнесенных верхней АВ и нижней АН антенн два поля в вертикальной плоскости.
Принцип формирования направленного излучения равносигнального ГРМ с «опорным нулём» и диаграммы выходных сигналов бортового приемника при различных положениях самолета отображены на рис.2.59, из которого очевидна идентичность построения КРМ и ГРМ равносигнального типа.
Высокочастотные сигналы передатчика радиомаяка через амплитудные модуляторы (частоты модуляции 90 и 150 Гц) подаются на суммарно-разностный мост, связанный с обеими антеннами — верхней АВ и нижней АН. Суммарно-разностный мост обеспечивает синфазное питание обеих антенн AM колебаниями с частотой fМ = 90 Гц и противофазное питание антенн AM колебаниями с частотой fМ = 150 Гц. В результате нижняя антенна питается суммарным AM колебанием, спектр которого содержит несущую и две пары боковых частот (fН, fН ±90, fН ±150).
Верхняя антенна питается балансно - модулированными колебаниями с боковыми составляющими (fН ±90) и (fН ± 150). причем одна пара боковых частот (fН ±90) совпадает по фазе с аналогичными боковым частотами AM колебания, питающего нижнюю антенну, а вторая пара боковых частот противофазна соответствующей паре частот колебаний антенны АН (рис.2.60.). Результирующая ДН ГРМ с «опорным нулем» не отличается от ДН КРМ, поэтому и бортовая аппаратура глиссадного канала РМС с «опорным нулем» не отличается от соответствующей аппаратуры, работающей в комплекте с курсовым радиомаяком (рис.2.58.б). Положение ВС относительно глиссады индицирует горизонтальная стрелка НП, она отклоняется в ту сторону, где находится линия глиссады.
Глиссадный радиомаяк с «опорным нулем» обладает значительными преимуществами по сравнению с глиссадными радиомаяками, работающими по классическому равносигнальному методу:
- возможность раздельного регулирования крутизны зоны и угла θ0. (Крутизна может плавно регулироваться путем изменения уровня боковых частот в верхней антенне. В равносигнальном ГРМ изменение соотношения мощностей в верхней и нижней антеннах приводит к изменению положения линии глиссады).
- большая высота подвеса верхней антенны (~10 м). (Чем выше установлена верхняя антенна, тем больше крутизна, меньше искривления зоны глиссады, меньше влияние изменения уровня подстилающей поверхности).
Р
ис.2.59.
Принцип работы ГРМ с «опорным нулём»
Рис.2.60. Диаграмма излучений антенны ГРМ
2.4.4.3. Двухканальные радиомаячные системы инструментального захода на посадку
Курсовой и глиссадный радиомаяки инструментальных систем посадки должны обеспечивать получение требуемых размеров зон излучения и точности задаваемых угловых направлений. При решении этой задачи необходимо разрешать противоречие между требованием увеличить ширину ДН для обеспечения заданного размера зоны действия и требованием уменьшить ширину ДН для получения высокой точности задания угловых направлений.
Противоречие разрешается в случае построения РМС с двумя каналами: узким каналом и широким каналом. Рассмотрим построение зоны действия двухканального КРМ.
Как известно, чем уже ДН, тем меньше местных предметов попадает в зону облучения и тем меньше уровень вторичного излучения, в наибольшей степени влияющего на точность и стабильность параметров радиомаяка. Поэтому зона узкого канала (УК) двухканального радиомаяка, в котором положение самолета определяется с высокой точностью, по нормам ICAO не должна превышать ± (8... 10°) от оси ВПП (рис.2.61).
С другой стороны, зона действия курсовых радиомаяков для успешного захода на посадочный курс должна составлять ±35° (рис.2.61) относительно оси ВПП. Отсюда возникает необходимость создания излучения широкого канала (ШК), с помощью которого на борту ВС осуществлялась бы индикация направления залегания зоны узкого канала. Широкий канал (в литературе он называется еще каналом клиренса) служит для ввода самолета в зону узкого канала (путем выдачи информации «Лети влево», «Лети вправо»), где положение самолета относительно посадочного курса определяется с высокой точностью.
Таким образом удовлетворяются противоречивые требования, предъявляемые к КРМ: широкая зона действия в горизонтальной плоскости и высокие точность и стабильность параметров зоны излучения КРМ.
Зоны излучения современных отечественных и зарубежных РМС формируются с использованием двухканального метода. К таким РМС относятся системы посадки СП-80, СП-90, СП-200.
Рис.2.61. Зона действия двухканальных а - КРМ и б - ГРМ
В двухканальных курсовых и глиссадных радиомаяках влияние сигналов широкого канала на узкий канал должно быть минимальным. С этой точки зрения возможны следующие варианты построения двухканальных радиомаяков:
двухчастотные радиомаяки, у которых излучение узкого и широкого каналов осуществляется на различных несущих частотах;
радиомаяки с квадратурным клиренсом, у которых модулирующие напряжения одинаковых частот узкого и широкого каналов сдвинуты по фазе на 90° (находятся в квадратуре);
комбинированные радиомаяки, при построении которых используются оба указанных метода.
Наиболее распространены двухчастотные радиомаяки. Они несколько сложнее радиомаяков с квадратурным клиренсом (два передатчика, более жесткие требования к стабильности частоты— 2•10 -5 для двухчастотного и 5•10 -5 для квадратурного клиренса), однако они не требуют тщательной настройки и более просты в эксплуатации. Кроме того, в двухчастотных радиомаяках в большей степени подавляется переотраженный сигнал канала клиренса. Разнос несущих частот в двухчастотном курсовом радиомаяке осуществляется в пределах от 5 до 14 кГц, исходя из тех соображений, что влияние каналов друг на друга должно быть исключено, но, с другой стороны, обе несущие частоты должны лежать в пределах полосы пропускания бортового приемника.
Переотраженный от местных предметов сигнал широкого канала много меньше основного сигнала узкого канала и при линейном детектировании в бортовом приемнике он подавляется более сильным сигналом узкого канала. Таким образом, на линии курса и в ее окрестностях сигнал широкого канала отсутствует, что и предопределяет высокую стабильность параметров зоны излучения.