- •Часть II. Радиоэлектронное оборудование летательных аппаратов гражданской авиации
- •Оглавление
- •Часть II. Радиоэлектронное оборудование летательных аппаратов гражданской авиации
- •Глава 1. Радиотехнический комплекс связи…….……….......9
- •Глава 2. Радиолокационное оборудование….…………...…..63
- •Глава 3 радионавигационное оборудование………….…...81
- •Глава 4. Спутниковые радионавигационные
- •Глава 5. Ралиотехнические системы посадки
- •Глава 6. Радионавигационное оборудование
- •Часть II. Радиоэлектронное оборудование летательных аппаратов гражданской авиации
- •Глава 1. Радиотехнический комплекс связи
- •1.1 Назначение и состав бортовых средств связи воздушных судов
- •1.2 Основы радиосвязи
- •1.3. Бортовой комплекс связи ла
- •1.4 Обобщенная структурная схема бортовой радиостанции и ее принцип действия.
- •1.5 Физические основы радиосвязи
- •1.6 .Радиосвязное оборудование современных воздушных судов гражданской авиации
- •1.6.1. Состав и назначение радиосвязного оборудования
- •1.6.2 Аппаратура внутренней связи экипажа авса-э
- •1.6.3 Аппаратура внутренней связи бортпроводников авса-б
- •1.6.4 Аппаратура внутренней связи оповещения авса-о
- •1.5.5 Дкмв радиостанция “арлекин-дг”
- •1.5.6 Мв радиостанция “орлан-85ст” ( 8.33 / 25 кГц )
- •1.6.7 Бссзи (аппаратура записи) “марс-бм”
- •1.6.8 Аппаратура речевого оповещения “алмаз-уп”
- •1.6.9 Система сигнализации опасности ссо
- •1.6.10 Аварийная мв радиостанция р-855а1
- •1.6.11 Аварийная дкмв радиостанция р-861
- •Глава 2. Радиолокационное оборудование
- •2.1 Теоретические основы радиолокации
- •2.2 Бортовые метеонавигационные радиолокационные станции
- •2.3 Радиовысотомеры
- •2.4 Доплеровские измерители скорости и угла сноса
- •2.5 Самолетные ответчики
- •Глава 3 радионавигационное борудование
- •3.1. Методы задания и реализации траектории полета. Основные алгоритмы процесса навигации летательных аппаратов
- •3.2. Автоматический компас вс
- •3.2.1. Обобщенная структурная схема арк
- •3.3. Радиотехнические средства ближней навигации ла
- •3.3.1. Принципы действия рсбн
- •3.3.2. Радионавигационная система ближней навигации типа рсбн
- •3.4. Радиотехническая система ближней навигации типа vor/dme
- •Глава 4. Спутниковые радионавигационные системы и их структура
- •4.1. Методы радионавигационных измерений
- •4.2. Аппаратура спутниковой навигации сн-3301
- •2. Тактико-технические данные и рабочие условия
- •5. Общие сведения о режимах работы аппаратуры сн-3301
- •2. Аппаратура сн-3301 обеспечивает осуществление полета по лзп и вывода вс в пм маршрутным способом.
- •4.3.Радионавигационная система gprs
- •4.3.1.Спутниковый сегмент gprs
- •4.3.2.Структура навигационных радиосигналов системы gps
- •4.3.3.Состав и структура навигационных сообщений спутников системы gps
- •4.3.4.Сегмент управления gps
- •4.3.5.Спутниковая и наземная системы функционального дополнения
- •4.3.7.Наземная система функционального дополнения (gbas)
- •4.4. Аппаратура потребителей
- •4.4.1.Обобщенная функциональная схема аппаратуры потребителя
- •4.4.2.Способы обработки сигналов
- •4.4.3.Источники ошибок
- •Глава 5. Радиотехнические систем посадки воздушных судов гражданской авиации
- •5.1. Радиотехнические системы посадки ла
- •5.2 Принцип действия каналов курса и глиссады рмс типа ils
- •5.3. Маркетный канал рмс типа сп-50 и ils
- •5.4. Бортовая навигационно-посадочная аппаратура «курс-мп-70»
- •5.5. Радиомаячная система посадки сантиметрового диапазон типа mls
- •Глава 6. Радионавигационное оборудование современных воздушных судов гражданской авиации
- •6.1 Радиосистема ближней навигации рсбн а-331
- •6.2 Радиовысотомер малых высот рв-85
- •6.3 Автоматический радиокомпас арк-25
- •6.4 Радиотехническая система ближней навигации по маякам vor vor-85
- •6.5 Радиодальномер дме/р-85
- •6.6 Аппаратура посадки ils-85
- •6.7 Метеонавигационная радиолокационная система мн рлс- 85
- •6.8 Спутниковая навигационная система ltn-2001
- •6.9 Радиомагнитный индикатор рми-3
- •6.10 Комплексный пульт радиотехнических средств кп ртс-85
1.2 Основы радиосвязи
В канале радиосвязи используется поле электромагнитных волн, для возуждения которых служит передающая антенна. Если ток в антенне и ее размеры ограничены, то дальность связи находится в прямой зависимости от частоты изменения тока в антенне. В этом одна из причин того, что по каналу радиосвязи передаются только высокочастотные колебания. Низкочастотный сигнал управляет одним из параметров этих колебаний (амплитудой , частотой или фазой ):
, (1.1)
где - начальная фаза.
Высокочастотные колебание как бы несет на себе информацию и называется несущим, а его частота – несущей частотой .
Процесс управления каким-либо параметром высокочастотного колебания с помощью низкочастотного сигнала называется модуляцией. Различают амплитудную (АМ), частотную (ЧМ) или фазовую (ФМ) модуляции в зависимости от того, каким параметрам несущего колебания управляет низкочастотный сигнал – амплитудой, частотой или фазой.
Найдем спектр АМ колебания при гармоническом модулирующем сигнале (рис. 1.1, а):
(1.2)
Колебания несущей частоты изменяется по закону:
, (1.3)
где для упрощения принято, что .
В процессе модуляции изменяется амплитуда несущей частоты (рис.1.1, б):
, (1.4)
где - амплитуда немодулированного колебания,
,
где - коэффициент передачи модуляционного устройства.
Подставляя (1.5) в (1.4), получим:
(1.5)
где (1.6)
-коэффициент амплитудной модуляции.
Таким образом, спектр АМ колебаний при гармоническом модулирующем сигнале состоит из трех составляющих (рис.1.1 в): несущей частоты , нижней боковой частоты ( ) и верхней боковой частоты ( ). Амплитуды составляющих зависит от коэффициента модуляции m.
Обычно амплитуда неизвестна, поэтому коэффициент модуляции проще определять по формуле (см.рис.1.1)
(1.7)
Рис.1.1. Амплитудная модуляция гармоническим сигналом:
а – модулирующий сигнал; б – модулированные колебания; в – спектр модулированных колебаний.
Если модулирующий сигнал сложный и содержит составляющие с частотами от до , то каждой из них соответствует своя составляющая нижней и верхней боковых частот модулированного колебания. Поэтому спектр АМ колебаний в общем случае содержит две боковые полосы частот (рис.1.2). Следовательно, ширина спектра сигнала в канале радиосвязи в два раза больше, чем ширина спектра модулирующего сигнала.
Разновидностью амплитудной модуляции является импульсная модуляция (рис.1.3). Модулироваться может любой параметр импульсов: ( ) и т.д. Эти виды модуляции применяются в телеметрии и системах управления.
Рис.1.2 Схематическое изображение спектра колебаний, модулированных по амплитуде сложным сигналом
Рис. 1.3 Импульсная модуляция
При частотной и фазовой модуляциях амплитуда несущих колебаний остается постоянной, изменяется только частота или фаза (рис.1.4). Графические изображения ЧМ и ФМ при гармоническом модулирующем сигнале совпадают. Между частотой и фазой существует соотношение:
Рис. 1.4. Частотная модуляция гармоническим сигналом:
а - модулирующий сигнал; б - модулирование колебания.
(1.8)
Поэтому ЧМ и ФМ колебания могут быть представлены в виде:
(1.9)
В случае частотной модуляции гармоническим сигналом:
(1.10)
В еличина , где - коэффициент передачи частотного модулятора, называется девиацией частоты, а отношение
(1.11)
называется индексом частотной модул ции
С пектр ЧМ колебаний может быть получен, если воспользоваться бесселевыми функциями для разложения в ряд Фурье колебания вида (1.10). Можно показать, что при ширина спектра равна удвоенной девиации частоты:
(1.12)
П ри малых спектры ЧМ и АМ колебаний аналогичны.
Блок – схема канала радиосвязи представлена на рис.1.5. Процессы, протекающие при амплитудной модуляции гармоническим сигналом, иллюстрируются графиками напряжений и их спектрами, приведенными на рис. 1.6 (цифры на графиках соответствуют обозначениям на рис.1.5).
Несущее колебание вырабатывается генератором высокой частоты ГВЧ. Амплитудная модуляция осуществляется в модуляторе М, куда поступает напряжение от источника сигнала ИС. Модулированный по амплитуде ток несущей частоты с помощью антенны возбуждает в окружающем антенну пространстве электромагнитное поле. Цепь тока замыкается через емкость антенна – земля или через емкость между двумя изолированными друг от друга элементами антенны.
Напряженность поля изменяется так же, как и ток в передающей антенне. Поэтому и ЭДС, наводимая электромагнитным полем в приемной антенне , изменяется по тому же закону. Детектор Д, состоящий из выпрямителя В и фильтра Ф, выполняет операцию детектирования, т.е. выделения из принятых модулированных колебаний низкочастотного сигнала.
При детектировании образуются модулированные по амплитуде косинусоидные импульсы тока. Информация в данном случае заключена в составляющей с частотой F спектра импульсов и выделяется фильтром Ф, который пропускает полосу частот . Отделяя постоянную составляющую сигнала с помощью конденсатора, можно выделить монохроматическое колебание частоты F. Последнее в оконечном устройстве ОУ (например, динамическом громкоговорителе) преобразуется в передаваемое сообщение.
Рис.1.5. Блок – схема канала радиосвязи
При детектировании образуются модулированные по амплитуде косинусоидные импульсы тока. Информация в данном случае заключена в составляющей с частотой F спектра импульсов и выделяется фильтром Ф, который пропускает полосу частот . Отделяя постоянную составляющую сигнала с помощью конденсатора, можно выделить монохроматическое колебание частоты F. Последнее в оконечном устройстве ОУ (например, динамическом громкоговорителе) преобразуется в передаваемое сообщение.
Показанные на рис.1.5 элементы являются принципиально несходимыми, без них радиосвязь невозможна. Обычно передатчик и приемник усложняют.
Так, например, для обеспечения заданной дальности связи перед антенной включают усилитель мощности. В приемник после антенны вводят усилитель высокой частоты (УВЧ), а после фильтра – усилитель низкой частоты (УНЧ).
Рис. 1.6. Графики напряжений и спектры сигналов в канале радиосвязи. Цифры у графиков соответствуют точкам на рис.1.5.