Для определения направления на источник излучения в радиопеленгаторах применяют методы измерения угловых координат, рассмотренные в § 25-3.

В настоящее время в радионавигации получили распространение главным образом амплитудные, фазовые и амплитудно-фазовые радиопеленгаторы.

Двухканальный амплитудный пеленгатор (рис 25-141). Пеленгаторы такого типа обычно работают в диапазонах коротких и средних волн.

Антенная система представляет собой две пары идентичных вертикальных вибраторов с взаимнб перпендикулярными базами. Расстояние между вибраторами (размер базы) d выбирается значительно меньше длины волны Я. Вибраторы располагаются в плоскостях север - юг и запад - восток и включаются противофазно.

Рис. 25-142. Расположение дьух вибраторов (1 и 2) относительно источника излучения.

Известно, что при противофазном соединении двух вибраторов (рис. 25-142) результирующая э. д. с. будет сдвинута по фазе на 90° относительно возбуждающего поля и равна ep~ei-e2=E&h sin ф sin ы0 t,

nd .

где h - высота вибраторов; ф = - sin ф-

сдвиг фаз относительно точки О; ei и ег - э. д. е., наводимые в вибраторах; ф - угол прихода радиоволны; £а - амплитуда напряженности электрического поля.

Уравнение диаграммы направленности такой системы в горизонтальной плоскости при d < %:

F (ф) я -- sin ф. (25-150)

Диаграмма направленности будет иметь вид, показанный на рис. 25-143. Результирующая э. д. с. для этого случая равна:

ер ка £а h -- sin ф sin оз01 = Л

= £т51Пф51П{о0г, (25-151)

где Е , - амплитудное значение напряженности электрического поля вблизи антенной системы.

Таким образом, значение э. д. с. для одной пары вибраторов равно ePi - =Em cos ф sin о)0г, а для другой - ерг= sm ф sin 0)0 t.

Рис. 25-143. Диаграмма направленности двух вибраторов (/ и 2).

Диаграмма направленности антенной системы представляет собой две взаимно перпендикулярные восьмерки (рис. 25-144).

Сигналы с выхода каждой Пары вибраторов поступают на идентичные приемные каналы (см. рис. 25-141), обладающие одинаковым усилением и одинаковым фазовым сдвигом. При этих условиях выходные напряжения каналов на промежуточной частоте Юпр сиифазны и определяются выражениями:

(25-152)

их = fe?p 1>2 =U0 cos ф sin сопр г;

а = кех> з,4 =ио sin Я>sin юпр *> >

где k - коэффициент усиления каналов; и0 - максимальная амплитуда выходного напряжения.

Рис. 25-144. Диаграмма направленности антенной системы из четырех вибраторов.

На электроннолучевой трубке выходного устройства осуществляется сравнение (ни промежуточной частоте) этих напряжений. Электронный луч прочерчивает на экране диаметральную линию, отклоненную и зависимости от величины и знаков ui и и на тот или иной угол а, связанный с пеленгом ф соотношением tg k=Hj/Ui=

=tg ф. Этому соотношению удовлетворяют два значения угла: а=ф и а=ф+я; возникает неоднозначность отсчета, при которой возможна ошибка определения пеленга на 180°.

Для устранения неоднозначности отсчета используется дополнительная ненаправленная антенна Ав и третий приемный

О и в COS р

i ?CJ0

Индикаторы

Рнс. 25-145. Фазовые соотношения в каналах при устранении неоднозначности пеленга.

канал, выходное напряжение которого (при соответствующем* фазировании на промежуточной частоте) в зависимости от стороны прихода радиосигналов находится в фазе или противофазе с выходными напряжениями первых двух каналов. Сигнал с выхода третьего канала подается на управляющий электрод электроннолучевой трубки и во время отрицательного полупериода гасит половину линии развертки луча, соответствующую ложному отсчету (рис. 25-145). На рис. 25-145 показаны выходные напряжения основных каналов ыс.ю и и3.в и дополнительного третьего канала ид . При угле

прихода радиоволн ф=30° напряжение ик

находится в фазе с напряжениями основных каналов и гасится половина развертки, соответствующая отрицательному значению полупериодов напряжений ис.ю и иа.в. Прн

угле ф=210° напряжение ы находится в

противофазе с напряжениями ис. и us.B и гасится половина линии развертки, соответствующая положительным значении м полупериодов напряжений ис.ю и и3.п.

Для обеспечения точной работы пеленгатора амплитудные и фазовые характеристики приемных каналов должны быть идентичны. Так, например, при допустимой ошибке пеленгования сг(ф) = 1° коэффициенты усиления каналов должны различаться не более чем на 3-4%, а фазовые сдвиги в каналах не должны превышать ~-20°.

Реальная ошибка определения пеленга 0(Ф)=2°.

Одноканальный амплитудио-фазовый радиопеленгатор. Прн создании двухканаль-ных радиопеленгаторов в диапазоне УКВ возникает ряд технических трудностей, связанных с обеспечением идентичности каналов. Поэтому более широкое распространение получили одноканальные радиопеленгаторы (рис. 25-146).

Антенная система одноканального радиопеленгатора состоит из двух пар разнесенных вибраторов, ориентированных вдоль направлений С-Ю и 3-В, и центрального вибратора. Вибраторы каждой % пары имеют противофазное включение. На-водимые в антеннах э. д. с. ч

epi = £TOcos ф sin a>ot;

ер2 = Ет sin ф sin coo*;

t еАк = ЕАсо5%*-

С помощью низкочастотных генераторов и балансных модуляторов осуществляется амплитудная модуляция сигналов, поступающих от каждой пары вибраторов, и подавление несущей частоты. Частота модуляции сигналов различна для каждой пары вибраторов (S и Й2)> что позволяет использовать для дальнейшего усиления сигналов один приемный канал.

Напряжения боковых частот на выходе балансных модуляторов при идентичности их характеристик будут равны:

H1=fcepl=f/6 cos ф sin Qj t sin co01,

i=fepl=C/6 cos ф sin Qx t sin co0 f, j

u2=kep2=U(5 sin ф sin Q2 t sin o0 t,\

где Ue- максимальная амплитуда напряжения боковых частот на выходе балансных модуляторов.

Напряжение сигналов центральной антенны сдвигается по фазе на 90° и усиливается в УВЧ. На выходе УВЧ имеем:

AH = feieAH==f;Asine)of.

где k\ - коэффициент усиления УВЧ; £7Д- амплитуда напряжения. Все три сигнала Ui, Us и Up, поступают в один приемный

канал. Суммарное напряжение на входе приемника представляет собой высокочастотное колебание с двойной амплитудной модуляцией:

Квх = И1 + 2 + Ан =

U* cos ф

Uf, sin ф

sinQ r (sinter.

После детектирования на выходе приемника получаем напряжение огибающей этих колебаний

прм =Vя cos Ф sin Qit + -f-c/д sin ф sin Qit

Балансный, модулятор

Генератор Si,

Приемник

Балансный модулятор

Генератор Я2

Фазовый детектор

Генератор ~~\ развертки -j J

Фазовый детектор

Рнс. 25-146. Функциональная схема амплитудно-фазового радиопеленгатора диапазона УКВ.

(где Ua - амплитуда напряжения огибающей на выходе приемника), которое поступает на фазовые детекторы, где сравнивается по фазе с соответствующими опорными напряжениями частоты Qi и Q2, поступающими от генераторов низкой частоты. В результате сравнения на выходе фазовых детекторов образуются постоянные напряжений, пропорциональные разности фаз вход-, ных сигналов:

Ивыж1 = с/0макс COS ф

Ивыжг = с70макс sin ф, (25-154) где Uмакс - максимальная амплитуда постоянного напряжения.

Если эти напряжения подать иа отклоняющие пластины электроннолучевой трубки, то электронное пятно переместится из центра экрана по радиусу, который повернут на угол а относительно начал отсчета, где tg a=wBbix2/ Buxi=tg ф. Таким образом, направление смещения пятна а=ф.

Для получения на экране индикатора светящейся линии, повернутой на угол а, вместо светящейся точки (пятна) применяется генератор развертки, вырабатывающий два пилообразных напряжения с амплитудами, пропорциональными значениям иВых1 и и ых2- Под действием этих напряжений электронное пятно прочерчивает из центра светящуюся линию, указывающую пеленг.

Ошибка определения пеленга для УКВ пеленгаторов ф(о )~3°, т. е. несколько больше, чем у КВ пеленгаторов, что объясняется большими искажениями диаграмм направленности в реальных условиях. Дальность действия ограничивается дальностью прямой видимости.

Секторные фазовые радиопеленгаторы. в фазовых радиопеленгаторах используется фазовый метод измерения угловой координаты. Неоднозначность измерений, свойственная этому методу при использовании

двух разнесенных в пространстве антенн, ограничивает зону действия пеленгатора определенным сектором, размеры которого определяются заданной точностью пеленгации.

Для пеленгования с любого направления применяется система, состоящая из нескольких секторных объединенных устройств, например антенная система, состоящая в диапазоне КВ из отдельных вибраторов, равномерно расположенных по окружности радиусом 50-60 м. Так, при использовании 40 вибраторов угловое расстояние между ними составят 9 . Позади вибраторов установлен общий отражатель (экран), что обеспечивает формирование диаграммы направленности каждого вибратора в виде кардиоиды с максимумом, направленным от центра антенной системы (рис. 25-147)-. Для формирования рабочего сектора пеленгатора в заданном направлен иии используются две соседние группы вибраторов (по шесть вибраторов в группе}. Каждая группа вибраторов эквив л°нтна многовибраторной синфазной антенне, формирующей узкую диаграмму направленности (рис. 25-147). Сдвиг фаз между сигналами, принимаемыми отдельными вибраторами группы, компенсируется в специальном устройстве (компенсаторе), включающем искусственные линии задержки. Наличие у компенсатора неподвижной части (статора), к ламелям которой подключаются вибраторы, и подвижной части (ротора), связанной с приемником, позволяет поочередно подключать к приемному устройству различные соседние группы вибраторов, что эквивалентно электрическому вращению диаграмму направленности антенной системы радиопеленгатора. Так осуществляется последовательный обзор пространства узким- лучом от 0 до 360° по азимуту. При наличии у ротора компенсатора 40 фиксированных положений ошибка установки осн рабочего сектора радиопеленг