5.5. Принцип действия канала дальности сбн

Канал дальности всех 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.

Состав 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-3 и излучаются на несущей частоте f₁. В Прм-0 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 f₂. 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 = 2D/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=0,5ct_D.

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

Канал дальности всех 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.

Рис. 1.4. 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_И между импульсом ЗД и им­пульсом ОД. При известном периоде следования счетных импульсов Т_СИ их количество N_D является мерой дальности: D=0,5cТ_СИN_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.

Принцип действия измерителя дальности РСБН (рис. 5.8) предусматри­вает формирование временного интер­вала между импульсами запроса дальности ИЗД с помощью генератора тактовых импульсов ГТИ, сигнал кото­рого в начале каждого периода повто­рения (такта) открывает электронный ключ ЭК и разрешает поступление счет­ных импульсов с генератора ГСИ на счетчик Сч. Одновременно с началом счета Сч включает формирователь за­проса дальности ФЗД, кодированный сигнал с которого поступает на Прд. Импульс ответа дальности ИОД форми­руется при обработке сигнала ОД в ПУТ.

Поиск «своего» ответного сигнала начинается с дальности, соответствую­щей известной аппаратурной задержке t_АЗ.

В исходном состоянии в запоминающем устройстве ЗУ записано число, пропорциональное дальности D₀<0,5с t_АЗ. Схема сравнения СС в момент совпадения непрерывно увели­чивающегося числа в Сч с записан­ным в ЗУ запускает генератор стробов ГС, вырабатывающий широкий ШСИ и узкий УСИ стробирующие импульсы. ШСИ открывает стробирующий усили­тель СУ и разрешает прохождение ИОД на ЭК. Первый ответный сигнал («свой» или «чужой» ИОД) закрывает ЭК, и счет в Сч прекращается. По­этому записанное в Сч число соответ­ствует дальности D₁ > D₀. В середине периода повторения ИЗД генератор ГТИ вырабатывает импульс, который разрешает перепись содержимого Сч в ЗУ и устанавливает в исходное состоя­ние Сч и ГС. Сигнал разрешения переписи формируется в контрольном устройстве КУ, управляющем схемой переписи СП.

В следующем периоде повторения ИЗД строб-импульсы вырабатываются с задержкой

t_{З 2} = t_D1, а записанное в Сч время t_D2 будет больше t_D1, так как ЭК может запереть только тот сигнал или помеха, которые пришли во время ШСИ. Таким образом, записанная в Сч и в ЗУ дальность с каждым периодом повторения ИЗД возрастает, что вызывает смещение ШСИ и УСИ, т. е. поиск ИОД. Если ИОД отсутствует, то работа Сч прекращается при его переполнении, и в следующем периоде повторения ИЗД поиск начинается с D₀.

«Свой» ИОД всегда задержан отно­сительно ИЗД на одно и то же время t_И = t_D + t_АЗ. Этот импульс в одном из тактов работы запросчика совпадет с УСИ и пройдет в КУ, которым управляет УСИ. Одновременно этот ИОД остановит Сч. В этом такте записанная в Сч и ЗУ дальность соответствует истинной дальности до ДРМ. Конт­рольное устройство КУ подсчитывает число поступивших на него ИОД в соседних тактах. При приеме, например, пяти ИОД подряд КУ выдает сигнал «Слежение».

Слежение за ответным сигналом на­чинается с выдачи команды на со­пряженные с КД устройства и систе­мы, разрешающей использование за­писанных в ЗУ данных. В режиме

слежения стробы выставляются с задержкой t_И и определяется даль­ность только по «своему» ответному сигналу. При временном пропадании ИОД схема запоминает значение t_И соответствующее последнему определе­нию дальности, и выставляет стробы несколько раз подряд (например, семь) с одной и той же задержкой t_И для предупреждения перехода изме­рителя в режим поиска.

Принцип действия измерителя даль­ности системы VOR/DME и Тасаn аналогичен в силу общности форматов сигналов КД этих систем. В отечест­венном запросчике СД-75, предназна­ченном для работы с ДРМ типа DME и Тасаn, используется цифровой следя­щий измеритель дальности (рис. 5.9). Для запуска измерителя служат им­пульсы синхронизатора ИС, определяю­щие частоту повторения сигналов ЗД, равную 80... 120 Гц в режиме поиска и 10...15 Гц в режиме слежения. Из этих импульсов в устройстве управле­ния УУ формируется импульс пуска счетчика УУ и измерительного счетчи­ка Сч.И.

Режим поиска начинается со сброса Сч. И и счетчика выработки стробов Сч. ВС импульсом УУ, поступающим через селекторы С-1 и С-2. После этого селектор С-1 производит привязку им­пульса пуска к частоте стабилизиро­ванного генератора 3,0 или 3,2 МГц в зависимости от масштаба измерения (0,05 или 0,025 мор. мили) и запуск Сч. И. Счет в Сч. И прекращается при поступлении первого с момента запуска импульса с приемника. Начальное со­стояние Сч. И соответствует D₀ = D_МАХ — 0,5с/t_АЗ. Измеренное значение дальности D₁ в следующем такте пере­писывается в Сч. ВС в обратном коде через схему переписи СП (сигналы управления с УУ на схеме не показаны). Счетчик Сч. ВС аналогичен Сч. И и предназначен для получения поискового ПС и контрольного КС стробов. Первый из них длится до конца такта и раз­решает прохождение импульсов с Прм на остановку Сч. И. Контрольный строб имеет длительность 8 мкс (24 дискрета по дальности) и разрешает прохожде­ние ИОД на схему логики СЛ, которая управляет режимами поиска и слеже­ния.

В следующем такте Сч. ВС начинает счет c D₁. Счетчик Сч. ВС с некоторым упреждением переполнения при D_МАХ формирует ПС и КС. Так как ПС раз­решает прохождение на С-1 только тех ИОД, которые проходят с дальнос­ти D₂>D₁, то от такта к такту произ­водится последовательный поиск им­пульсов в направлении увеличения их задержки (дальности). При отсутствии ИОД счетчик Сч. И останавливается им­пульсом переполнения и поиск начи­нается с начала шкалы дальностей.

«Свой» ИОД останавливает Сч И на одной и той же дальности D. Импульсы КС вырабатываются с одинаковой задержкой и совпадают с ИОД. При двукратном совпадении включается схема логики, представляющая собой обнаружитель, основанный на критерии «4 из 10». При остановке Сч. И на одной и той же дальности четыре раза в течение 10 тактов измеритель переводится в режим слежения. Режим слежения основан на измерении задержки (дальности) между импульсом пуска Сч. ВС и серединой КС В этом режиме Сч. И закрывается в конце КС, а ИОД используется только для контроля выполнения критерия обнаружения в СЛ.

Рис. 5.9. Структурная схема следящего цифрового

измерителя дальности

Чувствительный эле­мент следящего измерителя — дискриминатор Дис имеет релейную харак­теристику и сравнивает задержки ИОД и середины КС, для чего использует левый и правый полустробы КС. Когда ИОД присутствует только в одном полустробе, КС сдвигается на один дискрет в сторону уменьшения ошиб­ки. Для уменьшения влияния помех решение о коррекции задержки КС принимается по результатам четырех измерений. Функцию усредняющего эле­мента выполняет двухразрядный ревер­сивный счетчик делителя Д-1, на вы­ходе которого импульс коррекции дальности («Кор. D») появляется толь­ко тогда, когда четыре раза подряд ИОД совпадает с данным полустробом. При необходимости увеличения задерж­ки полустробов КС на один дискрет увеличивается число, записанное в Сч. И, а при уменьшении задержки — в Сч. ВС.

Уменьшение динамических погреш­ностей достигается повышением астатизма следящей системы. Импульсы сигнала ошибки с Дис подаются на интегратор Инт (шестиразрядный ре­версивный счетчик). Пропорциональное скорости V число с Инт в обратном или прямом коде в зависимости от зна­ка скорости переписывается в счетчик преобразователя Пр, который подсчитывает число импульсов, начиная с за­писанного в него числа до переполне­ния, и вырабатывает серию импульсов N_K коррекции по скорости. Эти импуль­сы проходят через делитель Д-2 и в зависимости от знака скорости посту­пают на Сч И или Сч ВС («Кор V») Коррекция приводит к перемещению стробов на число дискретов дальности, пропорциональное скорости ЛА. При большой скорости ЛА, когда временное рассогласование ИОД с центром КС возрастает, ограничитель ошибки ОО отключает делитель Д-1 и коррекция дальности производится в каждом такте работы радиодальномера

Режим «Память» предусмотрен на случай временного пропадания ИОД. При нарушении критерия обнаружения СЛ включает схему памяти «П» В те­чение этого времени следящая система продолжает смещать КС с той ско­ростью, которая была выработана на момент перехода в режим «Память» Если за 8…12 с схема логики обна­руживает сигнал, то измеритель возвра­щается в режим слежения за даль­ностью, в противном случае начинает­ся поиск ИОД.

Режим «Контроль» предусмотрен для проверки работоспособности аппаратуры радиодальномера. Для этого в приборе имитируется временная задержка, соответствующая определенной дальности. В рабочем режиме контроль производится автоматически и непрерывно. При исправной работе на индикаторе высвечивается контрольное значение дальности. При неисправности отказ индицируется ми­ганием «нулей» на индикаторах даль­ности и включением светового табло «Отказ».

Съем данных производится с отсчетного устройства ОУ, связанного с Сч.ВС через селектор С-3. Измеренная даль­ность в виде 32-разрядного двоично-десятичного кода поступает на инди­катор и к внешним системам. Даль­ность выдается в километрах или морс­ких милях в зависимости от выбран­ного масштаба («М»).