ни относительно сигналов, принятых с основного направления. В результате принятое сообщение искажается. Особенно сильные искажения возникают в системах с первичной ФИМ. Необходимая направленность каналов связи достигается применением на-, правленных антенн.

Диапазон волн для РТС выбирается в зависимости от предполагаемого объема передаваемых сообщений (дискретные или непрерывные), особенностей передаваемых сигналов и необходимого количества каналов в радиолинии. Так, в РТС, используемых для испытания .летательных аппаратов в пределах земной атмосферы, несущая частота выбирается в пределах метрового или дециметрового диапазона (215-261 Мгц; 2150-235 Мгц). Выбор этого диапазона объясняется тем, что радиоволны указанных частот практически не поглощаются и не отражаются атмосферой, что способствует созданию надежно работающих систем. Кроме того, в указанных диапазонах легко реализуется возможность передачи многоканальной информации с широким спектром частот, а также проще реализуется направленность приема и передачи при сравнительно небольших размерах антенн (см. ..т. 1, разд. 6 и 7).

В системах, предназначенных для измерения на космических объектах, диапазон волн выбирается в пределах 100- 10 000 Мгц. Это объясняется тем, что радиоволны ниже 15-20 Мгц отражаются от ионосферы Земли, а частоты ниже 100 Мгц заметно поглощаются в ионосфере. Частоты же выше 10 000 Мгц сильно поглощаются парами воды и кислородом, находящимися в атмосфере Земли. С увеличением несущей частоты уменьшается вращение плоскости поляризации, которое зависит от характеристики ионосферы и носит случайный характер. С уменьшением вращения плоскости поляризации появляется возможность использовать стабилизированные в простран-. стве передающие и приемные антенны с линейной поляризацией. Благодаря этому можно значительно уменьшить уровень шумов, принимаемых антенной, что очень важно для увеличения дальности линии связи. Поэтому для космической радиосвязи выбирают наиболее короткие волны диапазона 100-10 000 Мгц (см. т. 1, разд. 6).

Передающие и приемные антенны для РТС проектируют на основе существующей теории и практики их применения в различных областях связи и с учетом особенностей структуры и назначения РТС (см. т. 1, разд. 7).

Узконаправленная передающая антенна телеметрической системй не всегда может быть установлена на испытуемом (в особенности летательном) подвижном объекте. В связи с этим наиболее часто передающие антенны телеметрических систем, устанавливаемые на самолетах, ракетах и искусственных спутниках Земли, выполняются с ненаправленной (изотропной) диаграммой излучения.

В качестве передающих антенн используются штыревой или проволочный излучатель; одна или несколько выступающих частей объекта, электрически изолированных от корпуса; щелевой излучатель, заделанный заподлицо с обшивкой корпуса. Иногда для повышения надежности связи приходится искусственно уменьшать направленность передающей антенны. В таких случаях используется несколько щелевых антенн, располагаемых в разных частях корпуса испытуемого объекта.

Приемные антенны телеметрических систем работают обычно в более легких условиях. В связи с этим трудности, связанные с размещением и уменьшением веса антенн и другой приемной телеметрической аппаратуры, легче преодолеть.

Приемная антенна должна в известной степени компенсировать недостатки передающей антенны. Для этого ее выполняют с большим коэффициентом усиления (с узкой диаграммой направленности), чтобы улучшить прием слабых сигналов.

Вследствие неопределенности положения передающей антенны (из-за вращения испытуемого объекта в полете и т. д.) электромагнитное поле в месте приема будет иметь произвольную ориентацию плоскости поляризации. В связи.с этим во избежание больших изменений уровня выходного сигнала приемная антенна должна иметь круговую поляризацию. Наиболее полно всем основным требованиям, предъявляемым к приемным антеннам, удовлетворяют спиральные антенны.

Сужение диаграммы направленности спиральных антенн достигается увеличением числа витков спирали.

Кроме обычных спиральных антенн, в телеметрических системах широко применяют спиральные антенны с параболическим рефлектором.

Сужение диаграммы направленности приемной антенны приводит к усложнению сопровождения такой антенной подвижного испытуемого объекта. Для слежения за объектом приемная узконаправленная антенна должна иметь специальное следящее устройство, посредством которого электрическая ось антенны непрерывно совмещается с направлением на объект.

Передающие и приемные устройства для РТС строятся на основе общих требований для радиоканалов связи и специфических особенностей, зависящих от выбранной телеметрической системы (см. т. 2, разд. 12 и 13).

Радиопередающие устройства современных телеметрических систем выполняются чаще по многокаскадной схеме, включающей в общем случае задающий генератор, буферный каскад, умножитель частоты, усилитель высокой частоты, усилитель мощности и модулятор. Вместе с тем в телеметрических системах широко распространены двухкаскадные стабилизированные кварцем передатчики, состоящие из задающего ге- нератора и усилителя мощности. Такие пе-

редатчики обычно применяют в дециметровом и сантиметровом диапазонах рабочих волн.

Приемные устройства строятся по супергетеродинной схеме с учетом применяемого типа вторичной модуляции. Используются приемники с малошумящими усилителями высокой (бегущей волны, молекулярные, параметрические) (см. т. 2 разд. 13) и специализированными выходными устройствами.

26-2. СОГЛАСУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА РАДИОТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Датчики, включаемые на входе каждого информационного канала РТС, преобразуют-неэлектрические телеметрируемые величины в электрические (см. т. 2, разд. 19). Выход- ной электрической величиной датчика могут быть активное,-индуктивное или емкостное, сопротивление, ток э. д. с. или падение напряжения, частота и фаза переменного тока.

Рис 26-2. Подключение потенцио-метрических датчиков к источнику питающего напряжения.

Для осуществления многоканальной передачи с помощью одной радиолинии различные электрические величины, поступающие с выхода датчиков отдельных каналов необходимо привести к единому по виду электрическому сигналу, принятому для передачи в данной РТС. Такое преобразование часто называют нормализацией сигналов. Устройства же, осуществляющие нормализацию сигналов, назы- вают согласующими устройствами.

Существуют различные виды нормализации, но в большинстве РТС в качестве единого (нормированного) сигнала, снимаемого с выходов согласующих устройств, используется напряжение постоянного тока, изменяющееся (в соответствии с изменением телеметрируемой величины) в некоторых

пределах (от 0 до +6 в). В дальнейшем при рассмотрении согласующих устройств мы будем придерживаться именно такой нормализации.

Наиболее просто нормализация и согласование сигналов осуществляется при использовании датчиков потенциометрического

Согласующее* \ycmpaucmBo\ i

Напал j

люрнига & напряжения

Рис. 26-3. Согласующее устройство С делителей напряжения.

типа. В этом случае не требуется специальных согласующих устройств. Достаточно, чтобы питание всех датчиков (рис. 26-2) осуществлялось от одного источника постоянного (нормированного) напряжения (например, £=6 в). Тогда с перемещением движков потенциометрических датчиков под действием изменяющихся телеметрируемых ..величии выходные напряжения всех датчиков будут изменяться в пределах от 0 до +6 в. Потенциометрические датчики можно питать также от источника переменного тока. В этом случае выходное переменное напряжение датчиков будет изменяться по амплитуде.

На рис. 26-3 приведена схема согласующего устройства с делителями напряжения на резисторах. Напряжение UK, поступающее с выхода датчика на вход согласующего устройства, равно:

Up. = Uc а.

(26-3)

- напряжение питающей сети; относительное отклонение подвижного контакта потенциометрического датчика. Напряжение UR может изменяться в пределах от 0 до Uc. Изменение же нормированного напряжения U на выходе согла-суощего устройства должно быть в пределах от 0 до £/н.Макс = 6 в. Для согласования выхода датчика со входом канала радиотелеметрической линии включается делитель напряжения с коэффициентом деления, равным отношению RiR+Ri.

Текущее значение напряжения U определяется из соотношения

(26-4)

Нестабильность этого напряжения будет вызывать погрешность телеизмерений. Для устранения этой погрешности по одному из каналов телеметрической системы передается опорный (калибровочный) сигнал

(26-5)

При телеметрировании срабатывания контактных устройств, питаемых от сети постоянного тока с напряжением £Ист, согласующее устройство можно осуществить по схеме, приведенной на рис. 26-6.

Во многих других согласующих устройствах используются различные преобразователи, с помощью которых электрические величины (фаза напряжения и тока, изменение омического сопротивления, интерва-

Измеряемый-тон

Отношение напряжений U/U0u не зависит от напряжения Uc сети, а является лишь функцией телеметрируемого параметра и коэффициента передачи делителей напряжений в измерительном и опорном каналах:

f- - ---j----1---- -

Согласующее устройство

R+ Ri

= rja,

(26-6)

Я о + Roi

Магнитный усилитель

Выпрямитель

-0 ~ 0

Сеть переменного тона

Рис.

R/R + Ri

Ц =-:- .

Rq/Ro + Roi

Для реальной системы коэффициент т] известен, поэтому, измерив отношение U/Uon, можно определить величину телеметрируемого Параметра.

При измерении постоянных токов (а не напряжений) согласование можно осуществлять путем последовательного включения в измеряемую цепь резистора, падение напряжения на котором используется для телеметрии (метод последовательного сопротивления) .

В слаботочных цепях измеряемый ток усиливается посредством магнитного усилителя, работающего на переменном токе (рис. 26-4). Выходное напряжение магнитного усилителя подается на вход РТС (метод усиления).

В сильноточных цепях выделение телеметрического сигнала производится посред-. ством шунта, падение напряжения на котором подается в магнитный усилитель (шунтовой метод). Выходное напряжение усилителя. используется - в цепях телеметрии.

При телеметрировании переменных на- i пряжений в качестве согласующих устройств используется выпрямитель совместно с делителем напряжения (рис. 26-5).

Коэффициент трансформации -трансформатора и сопротивления резисторов Pi и Rz выбираются так, чтобы на резисторе Rz при максимальной амплитуде телеметрируемого переменного напряжения выделялось постоянное напряжение, нормированное для данной РТС.

26-4. Согласующее устройство с магнитным усилителем при измерении постоянного тока.

\ шшр трру

Рис. 26-5. Согласующее устройство при измерении напряжения переменного тока.

И исполнительным цепям

ЧШифратору

Рис. 26-6. Согласующее устройство при телеметрировании срабатывания контактных устройств.

лы между импульсами, частота следования и длительность импульсов и т. д.) преобразуются в напряжение постоянного тока соответствующей величины (см. т. 2, разд. 9).