Бортовой двухкоординатный радиопеленгатор

Бортовой двухкоординатный радиопеленгатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радионавигации . Цель изобретения - повышение точности радиопеленгатора. Радиопеленгатор содержит антенную решетку 1, состоящую из антенных эл-тов 2, супергетеродшшые приемники 3, гетеродин 4, блоки фазовых детекторов 3, блок весового суммирования 6, блок изменения 7 параметров , блок формирования 8 опорных сигналов и индикатор 9. Цель достигается путем уменьшения флуктуационной погрешнееiи, обеспечиваемой узкой полосой следящей системы. Радиопеленгатор по пп. 2-3 ф-лы, отличается выполнением блока фазовых детекторов 5, блока весового суммирования 6, блока измерения 7 и блока формирования 8, даны их ил.4 з.п. ф-лы, 6 ил.

СС1Оа СОВКТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИН

yt1s С 01 $3/10 3/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОН КТЯНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ П<НТ СССР (46) 30.09.92. Бюл. N 36, (21) 4255180-09 (22) 02.06.87 (72), M.С.Ярлыков, А.С.Богачев и А.В.Очнев (53) 621.396.933:527.8 (088.8) (56) Патент СИА Y 3795001, кл. С 01 S 3/12, 1974.

Радиолокационные устройства.

Под ред. В.В.Григорина-Рябьева, M,:

Советское радио, 1970, с.254-255.

:(54) bOPTOBOA ДВУХ ООРДИНЛТ11ЬЙ РАДИОПКЛЕНГАТОР (57) Изобретение относится к радионавигации. Цель изобретения — повышение точности радиопеленгатора.

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано на борту летательного аппарата для измерения угловых координат наземного источника радиоизлучения (НИРИ).

Целью изобретения является повышение точности радиопеленгатора путем уменьшения Апуктуационной погрешности

На фиг.1 приведена структурная схема радиопеленгатора на фиг.2блоки фазовых детекторов и их снязи с супергетеродиниыми приемниками;. на фиг.3 — структурная схема блока весового суммирования; на фиг.4— структурная схема блока измерения параметров; на фиг.5 — структурная схема блока формирования опорных сигналов; на фиг.б гриведено взаимное расположение антенной решетки и пеленгуемого наземного источника радиоизлучения (НИ1 И).

„„SU„„>484 05 Л1

Радиопеленгатор содержит антенную решетку 1, состоящую из антенных эл-тов 2, супергетеродииные приемники 3, гетеродин 4, блоки фазовых детекторов 5, блок весового суммиронания 6. блок измерения 7 параметров, блок формирования 8 опорных . сигналов и индикатор 9. Цель достигается путем уменьшения флуктуационной погрешности, обеспечиваемой узкой полосой следящей системы, Радиопеленгатор по пп. 2-5 ф-лы, отличается выполнением блока фазовьм детекторов

5, блока весового суммирования 6, блока измерения 7 и блока формирования 8, даны их ил.4 э.п. ф-лы, 6 ил.

Бортовой двухкоординатиый радио.пеленгатор содержит антенную решетку

1, состоящую иэ М антенных элементов

2, И супергетеродинных приемников 3, гетеродин 4, М блоков 5 фазовых детекторов, блок 6 весового суммирования, блок 7 измерения параметров, блок 8 формирования опорных сигналов и индикатор 9, при этом, каждый блок

5 фаэовьм детекторов содержит три фазовых детектора 10-12, блок 6 весового суммирования, содержит три сумматора 13-15 и пять весовых сумматоров 16-20, блок 7 измерения параметров содержит три нычитателя

21-23, первый, второй и третий интеграторы 24-26, пять блоков тригонометрических функций 27-31, семь .умножителей 32-38, два делителя 39 и

40 усилитель 41 и четвертый и пятый — интеграторы 42 и 43. Блок Я формиро1484105, вания опорных сигналов содержит блок

44 управления„ генератор 45, блок

46 фаэовращателей, первый блок 47 тригонометрических функций, первый умножитель 48, второй блок 49 тригонометрических фуйкцнй, второй умно- житель 50,третий и четвертый блоки

51 и 52 тригонометрических функций, третий умножнтель 53, многоканаль- 10 ный весовой сумматор 54, И усилителей 55 и И формирователей 56 опорных сигналов, при этом каждый формирова" тель 56 опорных сигналов содержит первый и второй усилители.57 и 58, вычитатель 59 ц третий, четвертый и пятый усилители 60-62.

Радиопеленгатор работает следующим образом.:

Наземньй источник радиоизлучения излучает сигнал

Ы(с) - "Л sin (а,t 4.4 ), где Л - амплитуда; . 25

Я„ - частота; у — начальная Фаза.

Сигнал принимается антенными зле" ментами 2 антенной решетки 1, Решетка состоит из K строк и L столбцов, рас стояние между строками равно 5 у, расстояние между столбцами равнофг., Тогда координаты элемента антенной. решетки 1,находящегося в I(-й строхе и н 1-и столбце, будут следующие 35

21с-К-1

y =(-" — — -) hy ке

21-Т -1 — (-----)

И 2 (2)

Антенная решетка 1, имеющая. нечетное 40 число строк и столбцов, показана на фиг.6. Там же показаны угловые коор-. динаты источника, радиоизлученияугол места 8 и азимут (р, а та <же система координат, жестко связанная .. с летательным аппаратом, Сигналы, принимаемые элемен гамп антенной решетки, поступают на входы супергетеродинных приемников 3, 50 где преобразуются в сигналы промежуточной частоты путем перемножения с сигналом гетеродина 4 и усилива1от" ся. Сигнал промежуточной частоты на выходе К 1-ro супергетеродинного приемника 3 имеет внд

1 в„, ()=Л„в1п(са, t+ rp (t)+

+ +p„ (6д), (3) у%г . „(gд) = „-, (z<

+ у1, cos 9), (4) где ф - длина волны источника радио. излучения.

С .выходов супергетеродинного приемника 3 сигналы поступают на четвертые входы блоков 5. На первые, вторые и третьи входы блоков 5 поступают опорные сигналы, формируемые в блоке

8 с учетом координат элемента антенной решетки 2, исходя из оценок yr" ловых координат и с 1учайной фазы.

Ю

Опорные сигналы имеют внд Ю 2((«

U =U — —..(z cos0 сов< в

Ом о 1 И у зЫ9 }cost„< (t) (5) И .. 21(-- ° « . «

U, -U .z sing з1пц а(а М

icos I„< (t)

О „, =И(,соз@че () (7) где Uo - амплитуда;

О - оценка азимута

«t

Э вЂ” оценка угла листа; е (") u„рt +y (t)

+ - (z sÛÎ соз(+у cos4 ), 2 ((., «+ Ф ме Ю (8) где < " - оценка случайной фазы.

Фазовые детекторы 10, 11, 12 выполняют перемножение, сигналов промежуточной частоты и опорных сигналов.

После фильтрации частоты 2Я„ на их выходах выделяются медленно меняю„ неся напряжения:

4(Е 1 .., « где h — амплитуда;

О(- промежуточная частота; ((1} - случайная фаза;

1, (Од1- составляющая фазы, завися" щая от направления прихода волны и от координат антенного элемента 2 антенной решетки 1, подключенного к входу данного супергете" родинного приемника 3

«6

КЕ4 в 0 ов2

«В

KqAAоUons

1484105 6 происходят изменения 0, (p у, которые характеризуются углонымп скоростями де,(д,Е, Ц, . причем эти угловые скорости связаны с g Ц> „(i>

5 а также со скоростью полета V и высотой Н следующим образом

2

2

«в

Нвью2

„«е вы«s где К - коэффициент передачи фазо" т4 вого детектора

Ч

Н

Н

2Т

cos 6 sin(p в. 2«г

Р (g + (з1п6 cos (и в % 1

-81пО сон (p )+> „(соя О-сон 0 )j (12 ) {18) 10

ctg0 cos(p (19) ап 0 sin(p (20) 6 е (13) (21) Для случая, когда летательный аппарат Совершает полет s направЛении пеленгуемого источника радиоизлучения, и расстояние до него значительно превышает высоту полета, можно считать, что О = 90 и (g = 90 . Уогда после соответствующих упрощений выходные напряжения фазовых детекторов 10, 11 и 12 можно представить в виде:

Н К4ЕО + К е +К6F (22) - ув sinEе ) (17) Выходные напряжения всех фазовьм детекторов 10 суммируются н сумматоре

13 всех фазовых детекторов 11 — в сумматоре 14, всех фазовых детекторов 12 - в сумматоре 15. На выходах сумматоров 13, 14,15 получаются напряжения, пропорциональные соответст(венно погрешностям оценок Еа, E<,Е .

Эти напряжения поступают на объединенные первые,нторые и третьи входы весовых сумматоров !б, 17, 18, 19, 20. На выходах весовых сумматоров

16, 17, 18 выделяются напряжения, пропорциональные скоростям изменения погрешностей оценок, т.е. значениям

«.

<е е -(е (23) (24) (25) 45

Можно обозначить погрешности оценок параметров, как

1е ва 2« где F . =с, - — -(z созЕе sinE<. e

Во время полета летательного ап,парата в турбулентной атмосфере

Дифференцируя эти выражения по

Ч и Н и разрешая огносительно произ водньм Ч и Й, можно получить

V ""-- К<Яр+ К Я, +К Я, К,, Кв, К> представляют собой весовые коэффициенты весового сумматора .

25 19, а К4, К, Кв - весовые коэффициенты весового сумматора 20. В соот" ветстнии с формулами (21) и {22) на выходе весового сумматора 19 получается напряжение, пропорциональное ускорению летав ельного аппарата V, а на выходе весоного сумматора 20пропорциональное скорости изменения высоты Н. Напряжения, пропорциональные ГЕ, Е«Е, F>, V и Й гоступают соответственно на первый, второй, третий, З5 четвертый и пятый входы блока 7. (Скорости изменения погрешностей оценок параметрон равны разностям оценок параметрон и чх действитель»

40 ных значений. Следоват лько, На вторые входы вычитателей 21, 22, 23 поступают формируемые н блоке 7. в % 4

50 оценки угловьм скоростей У, (dq,О .

На перные их входы поступают соответственно значения Яе,.Elp, 4,. В соответствии с формулами (23), (24) и (25) на выходах вычитателей полу55 чаются значения угловых скоростей

6)e,(i)lp, ы . При этом на выходах. интеграторов 24, 26, 25 получаются соответственно оценки параметров 0 (у <р . На входы интеграторон 42 и

7 1484105

Ф 1( (JIf„< =.созО cos(g

+ ° +

17 =Бхп 8. ваап Щ

U s)(3 (26) (27) (28) зти напряжения формируются блоками

47, 49, 51,. 52 и умножнтелямн 48 и

50, соединения которых соответствуют математическим выражениям опорных сигналов. Прн этом оценки параметров

g „ g, ft стремятся к их действитель- ным значениям 0, fll, III . За счет узкой полосы следящей системы уменьшается флуктуационная погрешность, 50

I что экВнвалентно пОВышению чувстви» тельности пеленгатбра.

Ф о р м у л а -и з о б р е т е н и я

1 е Бортов ОЙ двухкоординатный радио пеленгатор, содержащий антенную. решетку, состоящую из М элементов, Выходы которых-.подилючепы к первым вхо43 поступают значения 7 и Н, при этом на их выходах получаются оценки V

ИИ

Оценки угловых скоростей 6)В, М ", 4l« формируются по формулам, аналогичным формулам (18) (19) (20) исходя иэ oue»of< параметров g<, <р<; y

V, Н, получаемых на выходах интеграторов 24, 25, 26, 42, 43. Соединепия блоков 27, 28, 29, 30, 31 три гонометрических функций умножителей

32, 33 34, 35, 36, 37 и 38 делителей 39 и 40, а также усилителя 41 соответствуют последовательности 15 выполнения операций по указанным формулам. Коэффициент усиления уси2 /%У лителя 41 равен — —.

С выхода блока /, т.е..с выходов интеграторов 24, 25, 26 напряжения, 3/ ф. пропорциона11ьные 0, (g",:g, IlocT r1 лают IIQ Входы блОка 8 Значения

H (p поступают ff индикатор 9 fffffl ОТ06» ражения азимута и угла места. 25

В блоке 8 генератор 45 Вырабатывает сигнал промежуточной частоты амплитудой U и с помощью блока 44 подстраивается по фазе до значения

S соотгетствующего Оценке (которая 30 поступает на вход блока 44. Сигнал промежуточной частоты поступает на блок 46. Иа объединенные первые, вто" рые и третьи входы N формирователей

56 поступают напряжения

35 дам соответстну1ощих М супергетеродинных приемников, вторые входы которых соединены с Ifbmoqov f eTepoff«ffa, а также индикатор, о т л и ч а ю щ н й— с я тем; что, с целью повышения. точности радиопеленгатора путем уменьшения флуктуационной погрешности, введены М блоков фазовых детекторов, блок весового суммирования, блок измерения парамечров, блок Аормирова« ния опорных сигналов, при этом первый, второй, третий Выходы М блоков фазовых детекторов подключены к соответствующим входам блока весового суммирования, первын, второй, третий, четвертый, пятый выходы которого подключены к cоотвеч ствующим Входам блока измерения параметров, первый, Второй, третий выходы которого подключены соответственно к первому, второму, третьему входу блока формироВания опорных сигналов, 3 М выхо- . дов которого подключены к соответст" вующим первому, Второму, третьему входам каждого из М блоков фазовых детекторов, четверть1е входы которых соединены с Выходами соответствующих

М сунергетеродинных приемников, перВый н второй выходы блока измерения параметров подключены соответственно к первому и Второму входу индикатора.

2. Радиопеленгатор. по и. 1, о тл и ч а ю щ и Й с я тем, что блок фазовых детекторов содержит три фазовых детектора, при этом первые входы первого, второго и третьего фазовых детекторов, объединенные вторые Входы первого, Второго и третьего фазо- . вых детекторов и нх выходы являются соответственно перйым, вторым, третьнм и четвертым входами и первым, Вторым, треты1м Выходами блока фазовых детекч оров.

3. Радиопеленгатор по п. l, о тл и ч а ю щ и Й с я тем, что блок весового суммирования содержит трн сумматора и пять Весовых сумматоров, при этом первые входы весовых сум- маторов объединены и подключены к выходу первого сумматора, вторые входы весовых сумматоров объединены и подключены к выходу второго сумматора, Третьи Входы весовых сумматоров объединены и подключены к вь1ходу третьего сумматора, причем М входов первого, Второго и третьего сумматоров и выходы первого, второго, 1484105 третьего, четвертого и пятого весовых сумматоров являются соответственно 3 M входами и первым, вторьпч, третьим, четвертым, пятым выходами блока весового суммирования, 4. Радиопеленгатор по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что блок нзмерения параметров содержит первый, второй, третий вычитатели.выходы которых подключены к соответствующим первому, второму, третьему интегра« торам, пять блоков тригонометрических функций, семь умножителей и два делителя, усилитель и четвертый и пятый 15 интеграторы, при этом вь|ход первого интегратора подклгсчен к входам пер» вого, второго и третьего блоков тригонометрических функций, при этом выход первого блока тригонометричес- gg ких функций подключен к, первому входу первого умножителя и к первому входу первого делителя, вторые входыкоторых соединены соответственно с выходами первог о и второго блоков 25 тригонометрических функций, выход второго интегратора подключен к вхо- дам четвертого и пятого блоков тригонометрических функций, при этом выход четвертого блока тригономегри- 3{)

ЧЕСКИХ СггуНКцнй ПОдКЛЮ;ЕН К ПЕРВЫМ входам второго н третьего умножителей, выход пятого блока тригономет" рических функций подключен к первому входу четвертого умножителя, выход 35 которого подключен к первому входу пятого умпожителя, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго делителя и с первым входом второго вычитателя, 4О выход первого умножителя подключен к второму входу второго умножителя, выход которого подключен к первому входу шестого умножителя, второй вход.и выход которого соединены соот" ветственно с ныл одом второго делителя и с первым входом первого вычитателя, выход третьего умножителя подключен к первому входу седьмого умножителя, второй вход которого соединен с вторым входом первого делителя, а выход - через усилитель подключен к первому входу третьего вычитателя, выход первого делителя подключен к второму входу четв-.proro умножителя, выход четвертого интегратора подключен к второму входу четвертого умножителя, выход четвертого интегратора подключен к второму входу третьего умножителя и к первому входу второго делителя, второй вход которого соедг— нен с выходом пятого гп тегратора, при этом вторые входы первого, второго и третьего вычитателей, входы четвертого и пятого интеграторов и выхо" ды первого, второго и третьего интеграторов являются соответственно пер- вым, вторым, третьим> четвертым, пя- . тым входами и первьм, вторым и третьим выходами блока измерений пара-. метров.

5. Радиопеленгатор по и.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что блок формирования опорных сигналов содер-. жит последовательно соедипенпые блок управления, генератор и блок фазовращателей, И входов которого соединены с выходами соответствующих И усилителей, последовательно соединенные первый блок тригонометрических функ" ций и первый умножитель, последовательно соединенные второй блок три" гонометрических функций и второй умножитель, третий и четвертый блоки тригонометрических функций, выходы которых подключены к вторым входам соответственно первого и второго у .— ножителей, первые входы которых соггдинены соответственно с первым входом весового сумматора и с первым входом третьего умн 1ж;гтеля, второй вход и выход которого соединены соответственно с вторым входом первого умножителя и с вторым входом весового сумматора1 М выходов котОрого подключены к входам соответствующих N усилителей, И формировате.лей опорного сигнала, первые объеди» ненные входы которых соединены с выходом первого умножителя, вторые объединенные входы соединены с выходом второго умножителя, третьи объединенные входы соединены с выходами второго блока тригонометрических функций, а четвертые входы каждого ,из М формирователей опорных сигналов соединеньг с соответствующими И выходами блока фазовращателей, причем каждый из формирователей опорггых сигналов содержит первый и второй усилители, выходы которых подключены к первому и второму входам вычитателя, выход которого подключен к управляющему входу третьего усилителя, четвертый усилитель, выход которого подключен к управляющему входу пятого

1484105

ФигЛ усилителя, при этом информационные входы третьего и пятого усилителей объединены, причем входы первого, четвертого и второго усилителей, информационный вход третьего усилителя, выходы пятого и третьего уаили телей и информационный вход третьего усилителя ивля отся соответственно .. первь|м, вторым, третьим„ четвертым .jp входами и первьм, вторым и третьим выходами формирователей опорных сигпалов, при этом объединенные входы первого zi второго блоков тригономе1рических функций, объединенные входы третьего и четвертого блоков. тригонометрических фуйкций, вход блока управления и первый, второй и третий выходы кймдого из М формирователей опорньис сигналов являются соответственно первым, вторым Й третьим входами и 3. И выходами блока формирования опорных; сигналов °

3484105

1484105

Составитель Е.Прозоровская

Редактор Н.Коляда с

Корректор В. Гирняк

Техред Л. Олийнык

Заказ 4956 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-и лятс льский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101