Основные тактико-технические характеристики маяков vor/dme

Параметр	VOR	DME
Дальность действия, км	370 (маяк А)	370
	46 (маяк В)
Диапазон частот, МГц:
канал азимута	108…118	-
канал дальности (запрос)	-	1 025…1 150
канал дальности (ответ)	-	960…1 215
Число частотно-кодовых каналов	160	126/252
Пропускная способность, число ВС		100

Рис. 4.22. Комбинированный радиомаяк VOR

4.10.1. Принцип действия канала дальности DME

Канал дальности DME работает по принципу «запрос-ответ» и реализует импульсный (временной) метод определения дальности. Информация о дальности заключена в интервале времени t_d между моментом излучения с самолёта сигнала запроса дальности и моментом приёма сигнала ответа дальности с наземного дальномерного радиомаяка. Этот метод основан на таких свойствах радиоволн, как прямолинейность распространения и постоянство скорости распространения. Так, если дальность от самолёта до радиомаяка равна D, то время t распространения радиоволны «туда и обратно» равно , где с  310⁸ м/с – скорость распространения радиоволны, – аппаратурная задержка, которая известна.

Схема измерения дальности (рис. 4.23) вырабатывает импульсы 1 запуска самолётного передатчика (запросчика дальномера) (рис. 4.24), который с приходом каждого запускающего импульса формирует кодированный сигнал 2 – запроса дальности (двухимпульсные посылки). Одновременно с излучением сигнала запроса дальности запускается измеритель времени в схеме измерения дальности.

Сигнал запроса дальности излучается через ненаправленную антенну на частоте f₁ и принимается наземным приёмным устройством.

Наземный передатчик ответных сигналов дальности на каждый запрос вырабатывает кодированный ответный сигнал дальности (двухимпульсные посылки), который излучается через ненаправленную антенну на частоте f₃. Этот сигнал 3 принимается самолётным приёмником, декодируется и используется для выключения (остановки) измерителя времени (вырабатывается импульс остановки счёта времени 4). Измеренное время t прямо пропорционально дальности от самолёта до наземного радиомаяка (время аппаратурной задержки в цепях бортового и наземного оборудования, применяемой для уменьшения минимальной измеряемой дальности, постоянно и учитывается при калибровке оборудования). Это время преобразуется в измеряемую дельность, которая передается на индикаторы и вычислители.

Применение различных частот и кодов для сигналов запроса дальности и ответа дальности повышает помехоустойчивость запросчиков к сигналам запроса дальности других летательных аппаратов и предотвращает запуск дальномерного радиомаяка собственными сигналами, отраженными от местных предметов.

Рис. 4.24. Временные диаграммы работы канала дальности DME

Кодирование состоит в задании определенных кодовых интервалов между импульсами двухимпульсной посылки. Величина кодового интервала определяется рабочим каналом.

Так как наземный дальномерный радиомаяк излучает сигналы ответа дальности через ненаправленную антенну всем запрашивающим самолетам на одной и той же частоте f₃ и с одним и тем же кодом, то необходимо обеспечить прием на борту только «своих» ответных сигналов. Прием только «своих» ответных сигналов основывается на том факте, что задержка t_D практически не изменяется за один период Т_п следования запросных сигналов (смещением самолёта за время нескольких периодов запроса можно пренебречь). С помощью специальной схемы осуществляется слежение за теми импульсами, задержка которых относительно запросных изменяется медленно. Именно эти импульсы используются для измерения дальности. Кроме того, период Т_п следования запросных сигналов изменяется по случайному закону, поэтому «чужие» ответные сигналы дальности, являющиеся помехами, появляются в случайные моменты времени и не мешают измерению.

4.10.2. Принцип действия канала азимута VOR

Радиомаяк VOR излучает сигналы:

• на несущей частоте в диапазоне 108–118 МГц на 80 каналах (на участке диапазона 108–112 МГц каналы следуют через 0,2 МГц, на участке 112,1–117,9 МГц – через 0,1 МГц);

• радиосигнал переменной фазы. Несущие колебания промодулированы по амплитуде напряжением 30 Гц переменной фазы;

• радиосигнал опорной фазы. Напряжение поднесущей частоты 9 960 Гц модулируется по частоте напряжением 30 Гц, напряжением поднесущей частоты 9 960±480 Гц модулируется напряжение несущей частоты по амплитуде;

• радиосигнал позывных;

• телефонный сигнал.

Для определения азимута на самолёте наземный радиомаяк излучает опорный сигнал U_оп, представляющий собой колебания несущей частоты 108…118 МГц, промодулированные по амплитуде поднесущими колебаниями частотой 9 960 Гц, которые, в свою очередь, промодулированы по частоте сигналом постоянной фазы с частотой 30 Гц. Поднесущая частота 9 960 Гц в результате частотной модуляции имеет девиацию частоты ±480 Гц. Опорный сигнал излучается ненаправленной антенной. Этой же антенной излучаются позывные радиомаяка и речевая информация.

Радиосигнал переменной фазы u_аз создаётся модуляцией сигнала несущей частоты напряжением частоты 30 Гц. Для получения сигнала переменной фазы в стандартных радиомаяках VOR применяются неподвижные антенны, питающиеся через вращающийся или электронный гониометр, имитирующий вращение антенны. Неподвижная антенна представляет собой две пары рамочных антенн. Эти антенны в пространстве создают диаграмму излучения, имеющую форму восьмёрки. Сдвиг по фазе напряжений, питающих пары антенн, приводит к тому, что результирующая диаграмма излучения вращается со скоростью =30 об/с (рис. 4.25). Вращение результирующей диаграммы создаёт переменное по амплитуде поле, изменяющееся с частотой 30 Гц. Это поле, складываясь с полем постоянной фазы, вызывает амплитудную модуляцию напряжением 30 Гц колебаний основной несущей частоты, то есть создаётся сигнал переменной фазы u_аз.

Модулирующие напряжения опорной u_оп и переменной фазы u_аз совпадают по фазе в направлении северного магнитного меридиана, проходящего через радиомаяк (рис. 4.25) t=0. По другим азимутам фаза переменного сигнала сдвинута относительно фазы опорного сигнала на угол, равный азимуту. Таким образом, на самолёте для определения азимута достаточно измерить угол сдвига фаз между сигналами опорной и переменной фаз.

Рис 4.25. Принцип определения азимута в системе VOR

В двухполосных доплеровских маяках DVOR для создания азимутального сигнала u_аз используется антенная система из 50 вибраторов, расположенных по окружности диаметром 13,5 м над противовесом из металлической сетки диаметром 30 м (см. рис. 4.21б). Вращение поля создаётся последовательной коммутацией диаметрально противоположных вибраторов. Опорный сигнал передаётся аналогично стандартному маяку.

В точных радиомаяках PDVOR для передачи сигнала опорной фазы служит поднесущая частота 6 500 Гц, модулируемая по частоте, поэтому для повышения точности определения азимута необходимо использовать специальные приёмники (для обычной аппаратуры точность при использовании всех типов маяков одинакова).

Маяки DVOR и PDVOR практически неподвержены влиянию окружающего радиомаяк пространства, в отличие от стандартного радиомаяка, для которого необходимо специально подготавливать площадку со строго определёнными параметрами (радиус площадки не менее 300 м, угол закрытия сооружениями не более 1,2º, деревянные постройки могут затенять углы в вертикальной плоскости на угол до 2,5º, группы деревьев – до 2º при расстоянии до них не менее 300 м).

С радиомаяками VOR на отечественных самолётах работает аппаратура «Курс-МП» различных модификаций.

В режиме навигации «Курс-МП-2» работает с использованием наземного фазового всенаправленного маяка VOR.

Сигналы наземного радиомаяка VOR принимаются приёмником КРП-200П (рис. 4.26). В приёмнике обеспечивается выбор частотного канала маяка с помощью блока управления БУ, усиление сигнала по высокой частоте, амплитудное детектирование. На выходе приёмника выделяются:

• частотно-модулированный сигнал опорной фазы (9 960±480 Гц);

• сигнал переменной фазы 30 Гц;

• сигнал позывного маяка;

• т елефонный сигнал.

Частотно-модулированный сигнал опорной фазы (9 960±480 Гц) и сигнал переменной фазы частоты 30 Гц поступают в навигационное устройство УН-2П.

Навигационное устройство УН-2П предназначено для преобразования сигналов, поступающих с КРП-200П, в показания индикаторных приборов. Устройство представляет собой следящую систему. Информация об азимуте самолёта относительно маяка преобразуется в сигналы углового отклонения стрелок радиомагнитного индикатора РМИ.

В режиме навигации VOR УН-2П выполняет задачу преобразования сигналов радиомаяка VOR, поступающих с КРП-200П, в сигналы управления вычислителями директорной системы, нуль-индикаторными приборами и приборами РМИ-1А и УШ (указатель штурмана). На вход УН-2П поступает суммарный сигнал, состоящий из опорного сигнала u_оп и сигналы переменной фазы u_аз. Фаза и амплитуда опорного сигнала, а также амплитуда переменного сигнала остаются постоянными при любом положении самолёта относительно маяка. Фаза переменного сигнала изменяется относительно фазы постоянного сигнала от 0 до 360° в зависимости от азимута самолёта. В УН-2П происходит сравнение фаз опорного сигнала и сигнала переменной фазы. Результат сравнения в виде сигнала ошибки отрабатывается следящей системой в угол поворота, который с помощью дистанционной передачи передаётся на приборы РМИ-1 для отсчёта фактического азимута самолёта. При полёте самолёта с курсом, равным установленному на селекторе курса СК, электрический сигнал ошибки на выходе устройства будет равен нулю и вертикальные стрелки нуль-индикаторных приборов (НПП или КППМ) будут находиться в нейтральном положении.