Навигация
Пеленгация по минимуму сигнала
26545
знаков
0
таблиц
17
изображений
3. Пеленгация по минимуму сигнала
Первые радиопеленгаторы строились для нужд флота. В то время на кораблях устанавливалась только связная аппаратура, и она не позволяла определить направление на источник излучения. Поэтому определение направления производилось наземным радиопеленгатором по запросу корабля. Установка наземных радиопеленгаторов по берегам многих морей началась после 1918 г. В СССР три таких радиопеленгатора вступили в эксплуатацию в 1934 г.: один на мысе Херсонес (конструкция его показана на рисунке ниже) и два в Арктике.
Дальность действия этих радиопеленгаторов над морем достигала 350 км при точности определения пеленга до 1 – 1,5 градусов. Рамочная антенна вращалась со скоростью 1 об/мин.
Обратите внимание на конструкцию радиопеленгатора. Рамочная антенна образована несколькими витками толстого провода, намотанного на деревянный каркас. К рамке подсоединен воздушный конденсатор переменной емкости (он хорошо виден в центре рамки) для настройки на заданный диапазон частот.
Однако, наземные радиопеленгаторы не получили значительного распространения, так как к 1935 году были разработаны малогабаритные бортовые радиопеленгаторы, которые обеспечивали более точное и, главное, быстрое измерение пеленга. (При использовании наземных радиопеленгаторов время измерения составляло несколько минут.)
Во всех радиопеленгаторах использовались рамочные антенны. Рассмотрим, как можно определить направление на источник радиоволн, располагая антенной с диаграммой направленности в форме восьмерки?
Существует три способа определения направления: по максимуму сигнала, по минимуму сигнала и по равносигнальной зоне. Применительно к рамочной антенне они иллюстрируются приведенным ниже рисунком. Пунктирной линией показано направление на источник излучения.
Первые два способа не нуждаются в пояснении. Для реализации третьего способа необходимы две рамки, диаграммы направленности которых пересекаются. За направление на источник излучения принимается то направление, на котором сигналы, снимаемые с обоих антенн одинаковы. Это направление называют также равносигнальным.
Первый способ не нашел применения в радионавигации из-за невысокой точности: амплитуда принимаемого сигнала заметно уменьшается только при больших отклонениях от максимума диаграммы направленности. Второй способ более точен, так как небольшое отклонение от линии нулевого приема приводит к резкому увеличению амплитуды сигнала, и именно он стал использоваться в радиопеленгаторах.
Ошибка пеленгации в этом случае определяется “углом молчания”, то есть углом, в пределах которого не слышны сигналы маяка. Ясно, что угол молчания сильно зависит от интенсивности сигнала радиомаяка. Это наглядно показано на рисунке ниже.
Определение направления по минимуму сигнала неоднозначно. Источник радиоизлучения находится на линии нулевого приема, но с какой стороны рамки – определить невозможно. В морской радионавигации наличие двух направлений нулевого приема не доставляло больших неприятностей, так как второе направление было ориентировано на сушу. Но для пеленгации наземных объектов или самолетов по минимуму сигнала необходима диаграмма направленности с одним нулем. Как ее получить?
Вспомните какой-нибудь фильм о советских разведчиках, работавших во время Великой Отечественной войны в тылу врага, в Германии. По улицам городов Великого рейха разъезжали автомобили с рамочными антеннами и искали вражеские передатчики. Но можно ли было обойтись только одной рамкой?
Посмотрите на рисунок ниже. Здесь изображен “слухач”, который по силе звука определял направление на источник радиоизлучения.
радиопеленгатор радиоволны антенна радиомаяк
Рис. Слуховой радиопеленгатор с поворотной рамкой
Видите, что рядом с поворотной рамкой расположен вертикальный штырь. Это ненаправленная антенна. Зачем она? Оказывается комбинация рамки и ненаправленной антенны позволяет получить диаграмму направленности с единственным нулевым направлением приема.
Сигналы, снимаемые с обеих антенн, суммируются, как показано на рисунке ниже слева.
Напряжение со штыревой антенны вводится в контур с рамкой с помощью индуктивной связи.
Форма результирующей диаграммы направленности зависит от фазовых и амплитудных соотношений складываемых напряжений. Особое значение для практики имеет случай, когда ЭДС рамки и вертикальной антенны совпадают по фазе или противофазны, а максимальная амплитуда ЭДС рамки равна амплитуде ЭДС вертикальной антенны в месте сложения. На том же рисунке справа изображены диаграммы направленности (ДН) рамки и вертикальной антенны для этого случая. Так как ЭДС на входе приемника является суммой ЭДС вертикальной антенны и рамки, то результирующая (суммарная) диаграмма направленности получится сложением двух диаграмм направленности с учетом знаков. Знак + означает, что ЭДС, наводимая в рамке, совпадает по фазе с ЭДС от вертикальной антенны, а знак – означает, что фазы этих ЭДС противоположны.
Проведем произвольно направления ОА1, ОА2,…,ОА16 и сложим соответственно ЭДС рамки и вертикальной антенны в этих направлениях с учетом знаков. Очевидно, что в направлениях ОА10, ОА11, ,ОА16 произойдет уменьшение результирующей ЭДС, так как знаки здесь противоположны. Кроме того, в направлении ОА13 суммарная ЭДС равна нулю, так как ЭДС вертикальной антенны и рамки равны и противоположны. В направлениях же ОА2, ОА3,…,ОА8 произойдет увеличение результирующей ЭДС, так как здесь знаки отдельных составляющих одинаковы. Полученная диаграмма направленности (пунктирная кривая на рисунке) является кардиоидой. Она имеет лишь один минимум и один максимум, расположенные на одной линии в плоскости рамки. Но минимум выражен здесь менее резко, чем в восьмерочной диаграмме направленности рамки. Поэтому угол молчания будет больше.
Похожие работы
... Ж. Перехват на пересекающихся курсах с использованием частоты дециметрового диапазона. При осуществлении перехвата на пересекающихся курсах пилот спасательного самолета должен удерживать постоянный пеленг на терпящий бедствие самолет. По мере уменьшения расстояния между самолетами терпящий бедствие самолет должен чаще передавать приводные сигналы на частоте дециметрового диапазона. Перехват с ...
... 540x420x210 мм и имеет вес 13 кг; Ø Антенно-фидерная система скомпонована в радиопрозрачном колпаке диаметром 295 мм, высотой — 140 мм, весом 3 кг.[1] 4. Предложение системы защиты от слежения за автомобилем Итак, имеется автомобиль УАЗ - 462, перевозящий ценный груз, на котором скрыто установлена система, включающая GPS – приемник и GSM – передатчик и определяющая координаты данного ...
... о самолетах, которые не прибыли согласно расписанию, побуждая тем самым диспетчерскую службу к дополнительным попыткам установления связи с этими самолетами и, в случае необходимости, к принятию мер по их поискам и спасению. Связывается с радиопеленгаторными станциями ВВС и Федеральной комиссии связи для получения пеленгов, необходимых самолету для проверки правильности ориентировки, особенно в ...
... полигоне в 1929-1930 годах. В 1931 г были созданы опытные образцы системы "Прожзвук" (крупногабаритный звукоулавливатель и полутораметровй электрический прожектор). Предпосылками работ по созданию и дальнейшему развитию радиолокации послужили несколько исторических фактов: - явление отражения радиоволн наблюдал еще Г.Герц в 1886-1889 годах, а в 1897 г А.С.Попов (во время опытов по радиосвязи ...
0 комментариев