Радиовысотомеры (РВ). Автоматические радиокомпасы (АРК)

 

Радиовысотомеры

 

Ра­дио­вы­со­то­ме­ры – это ав­то­ном­ные РНС.

Ра­дио­вы­со­то­ме­ры предназначены для оп­ре­де­ления ис­тин­ной вы­со­ты (H) по­ле­та ЛА.

Принцип действия радиовысотомеров основан на измерении времени запаздывания отраженных от Земли сигналов относитель­но момента их излучения с борта летательного аппарата.

Различают РВ (по диа­па­зо­ну из­ме­ряе­мых вы­сот):

- ма­лых высот

- боль­ших вы­сот.

 

В РВ ма­лых вы­сот в качестве излучаемых сигналов ис­поль­зу­ют­ся непрерывные сигналы с ЧМ или ФМ.

Радиовысотомеры малых высот позволяют измерять истинные высоты в диапазоне: 0-1500 м. Сре­ди ра­дио­вы­со­то­ме­ров ма­лых вы­сот наи­бо­лее рас­про­стра­не­ны А-031 и А-037.

Упрощенная структурная схема РВ малых высот представлена на рис. 5.

 

 

Рис. 5. Упрощенная структурная схема РВ малых высот

 

Прин­цип работы РВ ма­лых вы­сот по­яс­ня­ет­ся гра­фи­ка­ми, изо­бра­жен­ны­ми на рис. 6.

Не­пре­рыв­ные ЧМ ко­ле­ба­ния, вы­ра­ба­ты­вае­мые ге­не­ра­то­ром СВЧ, из­лу­ча­ют­ся пе­ре­даю­щей ан­тен­ной по нор­ма­ли к плос­ко­сти дви­же­ния вниз. Че­рез вре­мя запаздывания t_з=2Н/с (Н-вы­со­та по­ле­та, с - ско­рость элек­тро­маг­нит­ных волн) от­ра­жае­мый сиг­нал при­ни­ма­ет­ся при­ем­ной ан­тен­ной.

Час­то­та от­ра­жен­но­го сиг­на­ла срав­ни­ва­ет­ся с час­то­той из­лу­чае­мых ко­ле­ба­ний в ба­ланс­ном сме­си­те­ле при­ем­ни­ка. В результате формируется сигнал разностной частоты, который подается на детектор приемника.

На выходе детектора приемника формируется огибающая напряжения разностной частоты (частоты биений ).

 

Рис.6. Временные диаграммы, поясняющие работу РВ малых высот

 

Далее, - это напряжение усиливается, огра­ничивается по амплитуде и подается в частотомер, вырабатываю­щий постоянное напряжение, пропорциональное величине частоты биений .

Напряжение с выхода частотомера измеряется стрелочным прибором постоянного тока, который проградуирован непосредственно в единицах высо­ты.

На основании подобия треугольников, представленных на рис. 6: .

Учитывая то, что , , (девиация частоты сигналов), ( - период модуляции, а - частота модуляции), высота полета ЛА будет определяться в соответствии со следующим выражением: .

Примечание:

1. Верх­ний пре­дел из­ме­ре­ния вы­со­ты по­ле­та ЛА оп­ре­де­ля­ет­ся вы­ра­же­ни­ем Н_мах<c/2F_M.

2. В радиовысотомере малых высот применена сигнализация за­данной высоты. При снижении летательного аппарата ниже высо­ты, установленной переключателем на заданном значении, вклю­чается световая и звуковая сигнализация.

3. При высоте полета выше возможных измеряемых значений, когда вследствие ослабления мощности отраженных сигналов мо­гут возникнуть ложные показания указателя высоты, срабатыва­ет схема блокировки, удерживающая стрелку на упоре.

РВ больших высот предназначены для измерения высот в диапазоне 500 – 25000 м.

РВ больших высот в качестве зондирующих сигналов используют последовательность радиоимпульсов.

Структурная схема РВ больших высот представлена на рис. 7.

Принцип работы РВ больших высот:

1. В режиме «Поиск».

В этом режиме генератор тактовых импульсов запускает в работу ЗГ. Передатчик формирует зондирующие импульсы, передающая антенна излучает их в пространство.

Одновременно с этим, на счетчик импульсов с генератора тактовых импульсов подаются счетные импульсы.

 

 

Рис. 7. Обобщенная структурная схема РВ больших высот

 

Кроме того, задающий генератор формирует следящий строб с изменяющимся временем запаздывания , который поступает в блок сопровождения.

2. В режиме «Измерение».

После излучения зондирующих импульсов в пространство и восстановления чувствительности приемника, радиовысотомер пе­ре­хо­дит в ре­жим ав­то­ма­ти­че­ско­го со­про­во­ж­де­ния при­ня­то­го сиг­на­ла.

В момент прихода отраженного сигнала:

1. в блоке сопровождения происходит совпадение по времени следящего строба и отраженного от земной поверхности импульса (при этом в блоке формируется управляющий сигнал и передается на счетчик);

2. по сигналу с блока сопровождения счетчик импульсов выключается.

С выхода счетчика сигнал в двоичном коде (в нем содержится информация о высоте полета ЛА) передается на БЦВМ и в ЦАП.

С ЦАП измеренная высота в виде постоянного напряжения поступает на стрелочный индикатор высоты.