ФАЗОВЫЕ РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ 4 страница

На фазовом дискриминаторе ФД-6F (см. рис. 23.27) колебания частоты 6F, получаемые на выходе умножителя, сравниваются по фазе с колебаниями 6F, получаемыми на выходе основного приемного канала 6F. В режиме «Работа» сигнал рассогласования с выхода ФД-6F посредством исполнительного двигателя М изменяет фазу выходного напряжения БВФ до тех пор, пока фазы этих колебаний не сравняются.

Колебания [формула (23.32)] с выходов каналов приема сигналов ведомых станций и колебания [формула (23.34)] с выходов умножителей частоты поступают на фазоизмерительные схемы каналов, в состав которых входят ФД-nF, ФВ-nF и М. Роторы фазовращателей ФВ-nF в результате отработают разность фаз сравниваемых колебаний:

(23.35)

Для приведения показаний фазометров к отсчетам, соответствующим оцифровке гипербол на издаваемых картах РНС «Декка», углы отработки фазовращателей с помощью повышающих редукторов умножаются на М/п. В этом случае большие стрелки точных индикаторов ТИ отработают углы:

(23.36)

Первое слагаемое в выражении (23.36) указывает долю точной дорожки в системе отсчетов РНС «Декка». Второе слагаемое в силу того, что число М кратно 6, определяет только полные обороты больших стрелок и не создает многозначности их угловых положений при любом значении числа х.

Для подсчета номеров точных дорожек ТИ имеются малые стрелки, которые связаны с роторами ФВ-nF через замедляющие редукторы с коэффициентом редукции 1/п. Замедление вращения стрелок эквивалентно процессу деления частоты и сопровождается появлением дополнительной многозначности их угловых положений:

(23.37)

где п = 0, ..., n-1 — целое неизвестное число.

Выражение (23.37), учитывая, что , можно привести к виду:

(23.38)

Первое слагаемое в формуле (23.38) определяет отсчет доли грубой дорожки (зоны) РНС «Декка», приведенный к искомому номеру точной дорожки, второе —дискретную М-значность малых стрелок, которую необходимо устранить.

С осью малой стрелки через замедляющий редуктор 1:10 (на функциональной схеме не показан) связана вращающаяся шкала ТИ с указанием букв зон (от А до J).

Режим устранения многозначности фазовых отсчетов.В ПИ «Пирс-1M» для формирования базисной частоты 1F, на которой ведутся грубые фазовые измерения в режиме устранения многозначности, используется метод синтеза ее из колебаний четырех частот данной цепочки в соответствии с процедурой, описанной ранее. При этом устранение многозначности осуществляется в две ступени: первая ступень—приведение числа х [см. формулу (23.37)] к нулю. В соответствии с диаграммой излучения станций (см. рис. 23.29) после первого стартстопного сигнала кратковременно выключаются из работы точные фазометры и включается грубый. Колебания четырех частот 5F, 6F, 8F, 9F, принимаемые от ведущей станции, поступают на синтезатор частоты 1F, на выходе которого формируется колебание:

(23.39)

Рис. 23.29 Временная диаграмма излучения береговых станций

Это колебание подается на один из входов ФД-1F, на второй вход которого поступает колебание [формула (23.33)] с выхода делителя на 6. Очевидно, что ротор ФВ-1F в результате повернется на угол, равный разности фаз сравниваемых колебаний:

.

Секторная (белая) шкала ГИ оцифрована в числах х. Поворотом шестипозиционного регулятора «Многозначность деления», с каждым переключением которого ДФВ изменяет фазу выходного колебания 1F на 60°, добиваются показаний Х=0 белой секторной шкалы ГИ.

Таким образом, в результате первой ступени устранения многозначности определяется точная дорожка в пределах одной из п (пока неизвестной) промежуточной дорожки. Вторая ступень устранения многозначности, заключающаяся в приведении числа у_п к нулю, осуществляется по последующим трем стартстопным сигналам ведущей станции, которые упреждают одновременное излучение четырех частот красной, зеленой и фиолетовой станциями.

В этом случае на ФД-1F последовательно с интервалом 2,5 с сравниваются по фазе колебания:

(23.40)

и колебания, определяемое выражением (23.33). Ротор ФВ-1F и связанный с ним ГИ последовательно отработают углы (при х=0):

(23.41)

Сравнивая показания малых стрелок ТИ и соответствующих шкал ГИ, определяемых соответственно выражениями (23.37) и (23.41), получим

Регуляторами «Дорожка» каждого ТИ устраняют различия в показаниях малых стрелок ТИ и ГИ, тем самым число у_n сводится к нулю.

Выполнение второй ступени устранения многозначности эквивалентно нахождению номера промежуточной дорожки.

Режим «коррекция нулей»При анализе работы ПИ в режиме точных фазовых измерений и устранения многозначности предполагалось, что приёмоизмерительные тракты прибора не вносят дополнительных фазовых сдвигов и, следовательно, не приводят к дополнительным инструментальным погрешностям. В действительности эти фазовые искажения в процессе усиления и преобразования сигналов существуют. Принцип их исключения — компенсация, что достигается выравниванием дополнительных фазовых сдвигов в колебаниях различных частот, преобразованных в частоты сравнения.

Режим «коррекция нулей» по существу калибровочный и должен предшествовать рабочим режимам ПИ. При реализации этого режима на вход частотных каналов подаются контрольные колебания, жестко взаимосвязанные по фазе между собой. Эти колебания формируются во входных резонансных цепях каналов приема как соответствующие гармонические составляющие из импульсов малой длительности с частотой следования, равной базисной частоте 1f. Для этого засинхронизированные колебания ОГ (см. рис. 23.27) с выхода делителя частоты на 6 через фазовращатель пилот-сигнала ФВПС, смеситель поступают на формирователь импульсов, содержащих в своем спектре гармонические составляющие 6f и nf с достаточными амплитудами.

В режиме «коррекция нулей» после отработки следящей системы пилот- сигнала последний на выходе ФВПС оказывается подстроенным по фазе под сигналы ОГ. Таким образом, на фазоизмерительные устройства поступают с одной стороны колебания ОГ, приведенные к частотам сравнения, и с другой стороны – колебания, сформированные из пилот-сигнала, подстроенного предварительно по фазе под колебания ОГ. Если фазометры покажут разность фаз между этими колебаниями, необходимо регуляторами «Нуль» фазометров их скомпенсировать.

Поскольку «коррекция нулей» грубого фазометра осуществляется по сигналу синтезатора частоты 1F, то перед коррекцией нулей предварительно выполняется фазирование входных напряжений синтезатора, обеспечивающее максимальную амплитуду сигнала частоты 1F на его выходе, что индицируется по соответствующим показаниям стрелочного прибора «Контроль амплитуды». Данное фазирование осуществляется изменением в небольших пределах фазы гетеродинных частот посредством потенциометров «коррекция фазы».

В режиме «коррекция нулей» роторы ФВ-nF должны быть установлены в одно из у_п устойчивых положений, что практически выполняется выставкой малых стрелок ТИ на большие цифры, соответствующие границам промежуточных дорожек.

В последние годы находятся в эксплуатации приёмоиндикаторы РНС «Декка» нового поколения. Особенность их — широкое использование современной элементной базы: аналоговых и цифровых микросхем, а также дискретных (цифровых) методов обработки сигналов. Как следствие этого, например, в приемоиндикаторе «Дельфин-А» полностью отсутствуют механические элементы: электромеханические фазовращатели, механические индикаторы, редукторы, муфты и т. п. Расширены функциональные возможности прибора — режимы «коррекции нулей» и устранения многозначности выполняются автоматически.

Основные принципы функционального построения приемоиндикатора остались неизменными.

Рис. 23.30. К принципу действия фазоизмерительного канала приемоиндикатора «Дельфин-А»

Принцип действия одного из фазоизмерительных каналов приемоиндикатора «Дельфин-А», выполненного на основе ФАПЧ с делением частоты генератора, управляемого напряжением ГУН, поясняет рис. 23.30, а. Схема формирования импульсов СФИ при подаче на нее колебаний ведущей станции, приведенных на частоте сравнения MF, и колебаний MF ведомой станции вырабатывает импульсы, длительность которых пропорциональна разности фаз сравниваемых колебаний (рис. 3.30, б). Далее эти импульсы поступают на соответствующие схемы цифровой индикации радионавигационного параметра.