2. Принцип действия гониометрической антенной системы

Одним из важнейших узлов автоматического радиокомпаса является гонио-метрическая антенная система.

Р азмещение вращающейся рамочной антенны на фюзеляже современного скоростного самолета вызывает ряд проблем. Поэтому в современных АРК используется блок неподвижных рамочных антенн, образованный двумя взаимно перпендикулярными (продольной и поперечной) рамочными антеннами (Р1 и Р2) (рис. 3).

Передача сигнала с блока рамочных антенн в приемник АРК осуществляется с помощью гониометра – бесконтактного индукционного преобразователя, состоящего из двух взаимно перпендикулярных полевых катушек Пк₁ и Пк₂, каждая из которых электрически связана с одной из неподвижных рамок, и подвижной искательной катушки (И_К), расположенной между ними. Искательная катушка может поворачиваться в пространстве внутри полевых катушек с помощью миниатюрного электродвигателя.

Сигналы рамочных антенн имеют вид:

(3)

= (4)

Из формул (3) и (4) видно, что фаза сигнала на выходе рамочной антенны отличается от фазы поля возбуждающей радиоволны (1) на 90.

Напряжения U_P1 и U_P2 вызывают появление токов в полевых катушках, которые, в свою очередь, создают магнитные поля H_П1 и H_П2 (рис. 3).

Токи в полевых катушках гониометра, создаваемые напряжениями U_P1 и U_P2, и магнитные поля H_П1 и H_П2 сдвинуты на 90 по отношению к напряжениям (2,3):

Вектор результирующего магнитного поля Н_П в гониометре равен геометрической сумме векторов H_П1 и H_П2 (рис. 3), а его модуль определяется выражением:

Положение вектора НП в пространстве определяется углом β и как видно из рисунка 3: . (5)

Если рамочные антенн и полевые катушки полностью идентичны, то НП1 = НП2 и углы β и Θ равны между собой: β = Θ. Таким образом, создаваемое полевыми катушками гониометра результирующее магнитное поле является точным аналогом внешнего поля, воздействующего на блок рамочных антенн.

В этом случае, сигнал, снимаемый с искательной катушки, будет определяться соотношением, приведенным ранее (1):

.

Вращение искательной катушки эквивалентно вращению рамочной антенны, при котором происходит поворот ее диаграммы направленности. Положение искательной катушки, когда напряжение на её выходе U_Ик равно нулю, соответствует отсчету КУР (угла Θ).

3. Функциональная схема арк.

Функциональная схема АРК с внутренней амплитудной модуляцией замкнутого типа приведена на рис. 4.

С игнал пеленгуемой радиостанции воспринимается блоком рамочных антенн и через гониометр поступает на фазосдвигающую цепь. Сдвинутый по фазе сигнал искательной катушки подается на первый вход балансного модулятора. На второй вход которого поступает низкочастотный сигнал местного звукового генератора. Сигнал с выхода балансного модулятора поступает в суммирующее устройство. На него же подается сигнал ненаправленной антенны. Сигнал с суммирующего устройства поступает в собственно приемник АРК, где происходит его фильтрация, усиление и детектирование. Низкочастотный сигнал с выхода детектора имеет амплитуду пропорциональную величине отклонения перпендикуляра к искательной катушке относительно пеленгуемой радиостанции, а фаза сигнала определяет сторону отклонения. После НЧ усилителя обработанный сигнал сдвигается на 90⁰. Это связано с особенностями работы исполнительного двигателя. Для того, чтобы статорные обмотки двигателя создавали вращающееся магнитное поле, требуется, чтобы между напряжениями на обмотках возбуждения и управления был фазовый сдвиг, равный 90˚. Вращение вала двигателя через понижающий редуктор передается на привод искательной катушки гониометра и стрелку указателя курса. Вращение двигателя прекращается, когда амплитуда сигнала с искательной катушки не станет равна нулю. В этом случае на указателе курса будет отображаться курсовой угол радиостанции.