К фазовым РНС относятся РНУ, использующие для определения пеленга источника радиоизлучения функциональную зависимость между фазой радиосигнала и пеленгом источника радиоизлучения.
В радиопеленгаторе эта зависимость получается естественным путем при приеме сигналов удаленной радиостанции двумя ненаправленными идентичными антеннами А1 и А2, разнесенными одна от другой на расстояние d, называемое базой пеленгатора (рис. 7). Если направление на радиостанцию будет отличаться от опорного направления, за которое примем нормаль к базе системы, на угол Θ, то расстояния от радиостанции до антенн А1 и А2 (соответственно R1 и R2) будут изменяться таким образом, что появляется разность хода радиоволн ΔR=R1-R2=d sin Θ которая и обусловливает различие фаз сигналов, возбуждаемых полем радиостанции в антеннах А1 и А2. Если фазу колебаний, возбуждаемых в одной из антенн (например, А1), принять за опорную, фаза колебаний в антенне А2 будет отличаться от опорной на величину:
= 
(1)
где λ — длина волны.
Таким образом, по измеренной разности фаз Δφ можно в соответствии с выражением (1) определить угловое положение пеленгуемой радиостанции Θ по формуле:
(2)
Анализ выражения (1) позволяет выявить основные особенности:
Во-первых, являются «вырожденными» фазовыми разностно-дальномерными системами, у которых фазовым методом измеряется разность расстояний от антенны А1 и А2 до источника излучения радиоволн, зависящая, в свою очередь, от его углового положения в относительно опорного направления. При больших удалениях источника излучения гиперболические линии положения Θ совпадают со своими асимптотами, которые проходят через центр базы антенной системы.
Рис. 7. К принципу фазовой пеленгации
Во-вторых, пеленгационная характеристика, под которой можно понимать зависимость измеряемой разности фаз от углового положения источника излучения Θ, имеет явно выраженный нелинейный характер. Это обстоятельство, в свою очередь, усложняет процедуру обработки результатов измерений и ухудшает точность определения величины Θ. Из этого следует, что максимальная точность достигается в пределах ограниченного сектора относительно опорного направления (области малых углов Θ, когда cos ~1). Эта особенность положена в основу принципа построения так называемых секторных радиопеленгаторов высокой точности. Действительно точность пеленгатора повышается с увеличением размера базы d.
Рис. 8 Пеленгационная характеристика
В-третьих, как следует из выражения (1), однозначное измерение угла Θ может быть достигнуто при ограниченных размерах базы антенны. Это объясняется особенностями фазовых РНУ, у которых пределы однозначного измерения разности фаз Δφ двух колебаний лежат в диапазоне от 0 до 2π. Учитывая, что |sinΘ|≤1, из выражения (1) получаем, что максимальный размер базы, обеспечивающий однозначное измерение угла Θ, равен dmax=λ/2.
Последнее обстоятельство приводит к необходимости принятия специальных мер для обеспечения требуемой точности и однозначности измерения пеленга радиостанции. Эти меры заключаются в использовании дополнительных каналов грубого и точного измерения пеленга, применении секторных режимов работы или их комбинации, что приводят к усложнению конструкции пеленгаторов и повышению их стоимости.
Для ликвидации неоднозначности измерения и обеспечения высокой точности пеленгования используется многошкальный метод построения систем, т. е. антенная система с несколькими базами (рис. 9 а). При этом малая база dr образует грубую шкалу с однозначным отсчетом угла, а большая база drt точную шкалу, но с неоднозначным отсчетом (рис. 9, б). Если точность отсчета по второй шкале недостаточна, добавляют еще одну антенну с еще большей базой dr2 и т. д. Очевидно, что подобная многошкальная система дает правильный отсчет лишь при условии, что удвоенная максимальная погрешность измерения фазы по грубой шкале 26 фтах не превышает интервала однозначности 2я точной шкалы.
Рис 9. Многоканальное пеленгование
а – многобазовая антенная система; б- устранение многозначности пеленга
Хотя рассмотренный многошкальный фазовый метод пеленгации и обладает весьма высокой точностью, однако он не обеспечивает угловое разрешение, так как несколько объектов, расположенных на различных направлениях, создадут в антеннах результирующий сигнал, соответствующий некоторому усредненному (ложному) направлению. Для раздельного измерения пеленгов объектов следует использовать антенны с достаточно узкими амплитудными характеристиками направленности.
Доцент военной кафедры А. Каргапольцев
