Способ определения азимута и устройство для его осуществления

 

1. Способ определения азимута , включающий направленное излучение первого радиосигнала, представляющего собой гармонические колебания ограниченной длительности, направление излучения которого изменяется в азимутальной плоскости с постоянной угловой частотой, а опорное направление излучения синфазно с началом его излучения, прием и амплитудное детектирование первого радиосигнала , фильтрацию первого сигнала модуляции, образовавшегося в результате изменения направления излучения первого радиосигнала с постоянной угловой частотой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности слпределения азимута, дополнит .ельно направленно излучают последовательно три радиосигнала, фор .ма. и угловая частота изменения направления излучения в азимутальной плоскости которых одинаковы с формой и угловой частотой изменения направления излучения в азимутальной плоскости первого радиосигнала, опорное направление излучения второго радиосигнала , синфазное с началом его излучения ., совпадает с опорным направ2 лением излучения первого радиосигнала , а опорные направления излучения третьего и четвертого радиосигналов, сов1),-,(цие один с. другим и синфазные с началом их излучения, сдвинуты на некоторый-, угол относительно опорного направления излучения) первого радиосигнала, знак угловоГ частоты изменения направления излучения третьего радиосигнала соответствует знаку угловой частоты изменения направ леиил излучения перр.ого радиосигнала, а знаки угловых частот изменениянаправления излучения второго и четвертого радиосигналов противоположнь ему, принимают и детектируют по ам ,плитуде .второй, третий и четвертый радиосигналы, фильтруют второй, третий и четвертый сигналы модуляции, образовавшиеся в результате изменения направления излучения второго, третьего и четвертого радиосигналов с постоянной угловой частотой, заг держивают первый сигнал модуляции на время, равное временному интервалу О между началом излучения первого раю диосигнала и началом излучения второXI го радиосигнала, измеряют угол фазоО вого сдвига между задержанным первым О и вторым сигналами модуляции, задерю живают третий сигнал модуляции на . время, равное временному интервалу : между началом излучения третьего радиосигнала и началом излучения четвертого радиосигнала, измеряют угдл фазового сдвига между задержанным третьим и четвертым сигналами модуг. ляции, определяют сумму и разность угла фазового сдвига между задержанным третьим и четвертым сигналами модуляции и удвоенного значений угла

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l)5 (01 В 1/ 54

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

С>

1( Ю

ГОСУДАРСТВЕHHOE ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 3513097/09 (22) 10, 11. 82 (46) 15. 06. 93. Бюл. Г 22 (72) M.Н.Григорьев (56) О.В.Белавин. Основы радионавигации. Н.: "Советское радио", 1 967, с. 145-155.

Андерсон Э. Принципы навигации.

M,: "Воениздат", 1968, с. 255-256. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЛ АЗИтТА И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕН11Я (57) 1. Способ определения азимута, включаюций направленное излучение первого радиосигнала, представляющего собой гармонические колебания ограниченной длительности, нас правление излучения которого изменяется в азимутальной плоскости с постоянной угловой частотой, а опорное направление излучения синфазно с началом его излучения, прием и амплитудное детектирование первого радиосигнала, фильтрацию первого сигнала модуляции, образовавшегося в результате изменения направления излучения . первого радиосигнала с постоянной угловой частотой, о т л и ч а юц и и с я тем, что, с целью повышения точности ° пределения азимута, дополнительно направленно излучают последовательно три радиосигнала, фор" . ма и угловая частота изменения направления излучения в азимутальной плоскости которых одинаковы с формой и угловой частотой изменения направ-. ления излучения в азимутальной плоскости первого радиосигнала, опорное направление излучения второго радио" сигнала, синфазное с началом его излучения, совпадает с опорным направ„., 50 „„1097069 А1 ленчем излучения первого радиосигнал», а опорные направления излучения трс.т! оr A и четвертогo радиосигналов, с ж:;, дающие один с другим и синфазны» с; началом их излучения, сдвинуты на некоторый. угол относительно опорного направления излучения первого радио :игнала, знак угловой частоты измен»ния направления излучения треть»го радис сигнала сс ответствует знаку угловой частоты изменения направ ленив излучения первого радиосигнала, а знаки угловых частот изменения направления излучения второго и четвертого ради сигналов противоположны ему, принимают и детектируют по ам,плитуде .второй, третий и четвертый радиосигналы, фильтруют второй, третий и четвертый сигналы модуляции, образовавшиеся в результате изменения направления излучения второго, третьего и четвертого радиосигналов с постоянной угловой частотой, за-. держивают первый сигнал модуляции на время, равное временному интервалу между началом излучения первого радиосигнала и началом излучения второго радиосигнала, измеряют угол Фазового сдвига между задержанным первым и вторым сигналами модуляции, задер" живают третий сигнал модуляции на . время, равное временному интервалу между началом излучения третьего радиосигнала и началом излучения четвертого радиосигнала, измеряют угол фазового сдвига между задержанным л третьим и четвертым сигналами моду;, ляции, определяют сумму и разность угла фазового сдвига между задержанным — ðåòüèè и четвертым сигналами модуляции и удвоенного значения угла

10 706Я между опорными направлениями излучения первого и третьего радиосигналов, 1 определяют азимут, модуль которого равен IloBQBNHe угла Фазового сдвига между задержанным первым и вторым сигналами модуляции, а знак соответ" ствует знаку суммы или разности угла фазового сдвига между задержанным третьим и четвертым сигналами моду- )p ляции и удвоенного значения угла меж,ду опорными направлениями излучения первого и третьего радиосигналов, модуль из которых равен модулю угла фазового сдвига между задержанным пер" с; вым и вторым сигНалами модуляции.

2. Устройство определения азимута, содержащее радиомаяк, включающий генератор низкой частоты, генератор высокой частоты, направленную антенну, 2О ненаправленную антенну, фазовраща- тель и блок вращения диаграммы направленности, содержащий два балансных модулятора, первые входы которых соединены между собой и являются пер- 25

BblM входом блока вращения диаграммы направленности, двумя выходами которого являются выходы двух балансных модуляторов, которые соединены соответственно" с двумя входами направлен- 3Q ной антенны, вход ненаправленной антенны соединен с первым входом блока вращения диаграммы направленности, втооой вход которого является вторым входом первого балансного модулятора 3и соединен с выходом фазовращателя, приемоиндикатор, включающий соединен- ные последовательно антенну, приемник, амплитудный и фазовый детекторы и индикатор, о т л и ч а ю щ е е ". 4p с я тем, что, с целью повышения точности определения азимута, в радиома як введены соединенные последователь" но первый коммутатор, фазоинвертор и второй коммутатор, выход которого 45 соединен с третьим входом блока вра" щения диаграммы направленности, являющимся вторым входом второго ба лансного модулятора, ключ, первый вход и выход которого соединены соответственно с выходом генератора- высокой частоты и. входом ненаправленнрй антенны, блок изменения начального положения диаграммы направленности, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора, и блок управления, первый вход которого соединен с выходом генератора низкой чвстоти, первым входом блока изменения начального положения диаграммы направленности и вторым входом первого коммутатора, третий вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход.и второй вход которого соединены соответственно с вторым входом ключа и вторыми входами блока изменения начального положения диаграммы направленности и второго коммутатора., третий вход которого соединен с входами фазовращатсля и фазоинвертора, в приемоиндикатор введены блок хранения. фазы, вычислитель и блок управления, первый вход блока хранения фазы соеди- . нен с выходом амплитудного детекто- ра и первым входом блока управления, второй вход которого соединен с вто" рым входом фазового детектора и выходом блока хранения фазы., второй вход которого соединен с первым входом вычислителя и первым вы" ходом блока управления, второй выход которого соединен с вторым входом вычислителя, третий. вход которого соединен с выходом фазового детектора, два выхода вычислителя соединены соответственно с двумя входами индикатора.

3. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок изменения начального положения диаграммы направленности радиомаяка содержит две фазосдвигающие цепи и коммутатор, два входа которого соединены соответственно с выходами двух фаэосдвигающих цепей, входы которых соединены между собой и являются первым входом блока изменения начального положения диаграммы направленности, вторым входом -и выходом которого являются соответственно третий вход и выход коммутатора °

4, Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления радиомаяка содержиг соединен- .. ные последовательно первый и второй делители частоту, первый элемент И, элемент задержки и второй элемент И, инвертор, вход и выход которого сое" динены соответственно с выходом первого делителя частоты и вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход и вход первого делителя частоты, выход второго дели-. теля частоты и выход второго элемента И являются соответственно первым элемент памяти и pQfll1T(ль на рва, соединенные последовательно блок вычитания второй блок равнения и четвертый ключ, третий элемент памяти, первый вход триггера, являющийся первым входом вычислителя приемоиндикатора, соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами триггера, второй вход которого, являющийся вторым входом вычислителя приемоиндикатора, соединен с вторыми входами первого и второго элементов памяти, вторые входы первого и третьего ключей соединены между собой и являются третьим входом вычислителя приемоиндикатора, вход блока вычитания соединен с входом блока сложения, второй выход и второй вход которого соединены соответственно с вторым входом второго ключа и вторым входом блока вычитания, второй выход которого соединен с вторым входом четвертого ключа, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого является одним выходом вычислителя при-<.. емоиндикатора, другим выходом которо- го является выход делителя на два, вход которого соединен с вторыми вхо1 дами первого и второго блоков сравнения, выход третьего элемента памяти соединен с вторым входом блока вычитания, вход третьего элемента памяти является четвертым входом вычислителя приемоиндикатора.

5 109706 и вторым выходами, первым и вторым входами блока управления радиомаяка.

5. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок хранения фазы приемоиндикатора содержит соединенные последовательно ключ и линию задержки, выход которой является выходом блока хранения Фазы прие- 10 моиндикатора, первым и вторым входами .которого являются соответственно первый и второй входы ключа.

6. Устройство по и. 2, о т. л ич а ю щ е е с я тем, что блок управ- 15 ления приемоиндикатора содержит пер- вый и второй детекторы, дифференцирующую цепь и элемент И, первый вход которого соединен с выходим первого детектора и входом дифференцирующей 20 цепи, выход второго детектора соединен со вторым входом элемента И, входы первого и второго детекторов, вы" ходы элемента И и дифференцирующей цепи являются соответственно первым 25 и вторым входами, первым и вторым вы" ходами блока управления приемоиндикатора.

7. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что вычислитель 30 приемоиндикатора содержит триггер, соединенные последовательно первый элемент И, первый ключ, первый элемент памяти, блок сложения, первый блок сравнения, второй ключ и элемент

ИЛИ, соединенные последовательно второй элемент И, третий ключ, второй

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радионавигации, и может использоваться в радионавигационной аппаратуре для определения угловых координат объекта.

Известен способ определения азимута, включающий направленное излучение первого радиосигнала, представ-. ляющего гармонические колебания, направление излучения которого изменяется в азимутальной плоскости с постоянной угловой частотой, импульсное излучение. второго ненаправленного сигнала, синфаэного с моментом . прохождения первого радиосигнала

oflopkoco направления излучения, при-- ем и амплитудное детектирование первого и второго радиосигналов, измерение угла фазового сдвига между им4g пульсами первого,и .второго продетектированных сигналов, пропорциональносо азимуту. Известно также устройство, реализующее известный способ определения азимута, .содержащее радио5О маяк, включающий генератор высокой частоты, награвленную антенну, ненаправленную антенну, импульсный модулятор и синхронизатор, приемоиндикатор, включающий антенну, приемник, д5 амплитудный детектор и индикатор.

Однако, известный способ определе.ния азимута и реализующее его устройство не обеспечивают высокой точности определений азимута вследствие

1097069 сравнительно широкой диаграммы направленности излучения направленного радиосигнала.

Наиболее близким техническим peiueнием к изобретению является способ определения азимута, включающий направленное излучение первого радиосигнала, представляющего собой гармонические колебания ограниченной длительности, направление излучения которого изменяется в азимутальной плоскости с постоянной угловой часто- . той, а опорное направление излучения синфазно с началом его излучения, прием и амплитудное детектирование первого радиосигнала,, фильтрацию .первого сигнала модуляции, образовавше- . гося в результате изменения направления излучения первого радиосигнала р() с постоянной угловой частотой, и уст" ройство опрелеленил азимута, содержащее радиомаяк, включаюций генератор низкой частоты, генератор высокой частоты, направленную антенну, нена" 25 правленную антенну, фазовращатель и блок вращения диаграммы направленности, содержащий два балансных модуля" тора, первые входы которых соединены между собой и являются первым входом Я) блока вращения диаграммы направлен" ности, двумя выходами которого являются выходы двух балансных модуляторов, которые соединены соответственно с двумя выходами напРавленной антенны, вход ненаправленной антенны соединен с первым входом блока враще" ния диаграммы йаправленности, второй вход которого является вторым входом первс:ro балансного модуллтора и сое" динен с выходом фаэовращателл, прие" моиндикатор, включающий соединенные последовательно антенну, приемник, амплитудный и фазовый детекторы и индикатор. 45

Однако известные способ и устройство определения азимута не обеспечивают требуемой точности определения азимута, вследствие излучения. радио" сигналов разными антеннами и обработ-I о ки принятых сигналов, несущих инфор ., мацию о азимуте, в разных трактах.

Цель изобретения - повышение точности определения азимута.

Для этого дополнительно направленно излучают последовательно три ра -. диосигнала, форма и угловая частота .изменения направления излучения в азимутальной плоскости которых одинаковы с формой и угловой частотой изменения направления излучения .е азимутальной плоскости первого радиосигнала, опорное направление иэлучения второго радиосигнала, синфазное с началом его излучения, совпадает с опорным направлением излучения первого радиосигнала, а опорные направления излучения третьего и четвертого радиосигналов, совпадаюцие один с другим,и синфазные с началами их излучения, cp,винуты на некоторый угол относительно опорного направленил излучения первого радиосигнала, знак угловой частоты изменения направления излучения третьего радиосигнала соответствует знаку угловой

1 частоты изменения направления излучения первого радиосигнала „а знаки угловых частот изменения направления излучения второго и четвертого радиосигналов противоположны ему, при" нимают и детектируют по амплитуде второй, третий и четвертый радиосиг" налы, фильтруют второй, третий и чет" вертый сигналы модуляции, образовавшиеся в результате изменения направления излучения второго, третьего и четвертого радиосигналов с постоянной угловой частотой, задерживают первый сигнал модуляции на время, равное аремейному интервалу между началом излучения первого радиосигнала и началом излучения второго радиосигнала, измеряют угол фазового сдвига между задержанным первым и вторым сигналами модуляции, задерживают тре- тий сигнал модуляции на время, равное временному интервалу между началом излучения третьего радиосигнала и началом излучения четвертого радио- . сигнала, измеряют угол фазового сдвиra между задержанным третьим и четвертым сигналами модуляции, определяют сумму и разность угла фазового

I сдвига между задержанным. третьим и четвертым сигналами модуляции и удвоенного значения угла между опорными направлениями излучения первого и третьего радиосигналов; определяют азимут, модуль которого равен половине угла фазового сдвига между за держанным первым и вторым Сигналами модуляции, а знак соответствует знаку суммы или разности угла фазового сдвига между задержанкым третьим и четвертым сигналами модуляции и удвоенного значения. угла между опорны

9 1097069 1О ми направлениями излучения первого и третьего радиосигналов, модуль из которых равен модулю угла фазового сдвига между задержанным первым и вторым сигналами модуляции, В предлагаемом устройстве, в радиомаяк введены соединенные последо-. вательно первый коммутатор, фазоин-. вертор и второй коммутатор, выход которого соединен с третьим входом блока вращения диаграммы направленности, являющимся вторым входом второго баланснога модулятора, ключ, 5 входом блока изменения начального по- 25 первый вход и выход которого соединены соответственно с выходом генератора высокой частоты и входом ненаправленной антенны, блок изменения начального положения диаг15

20 соединен-.с первым входом первого коммутатора, и блок уйравления, первый вход которого соединен с выходом генератора низкой частоты,, первым ложения диаграммы направленности и вторым .входом первого коммутатора, . третий вход которого соединен с.пер« вым выходом блока управления,. второй выход и второй вход которого соедине" QP ны соответственно с вторым входом ключа и вторыми входами блока изменеЭ ния начального положения диаграммы навторой вход которого соединен с пер45 вым входом вычислителя и первым выходом,блока управления,.второй выход кот6рого соединен с вторым входом . вычислителя, третий вход которого соединен с выходок фазового детектора, два выхода вычислителя соединены соответственно с двумя входами индикатора,.блок изменения начального по" .ложения диаграммы направленности ра- . диомаяка содержит две фазосдвигающие . цепи и коммутатор, два входа которо"

ro соединены соответственно с выхо дами двух фазосдвигающих цепей, вхо- ;ды которых соединены между собой юг правленности и второго коммутатора,, .третий вход которого соединен с входаии фазовращателя и фазоинвертора, в приемоиндикатор введены блок хранения фазы, вычислитель и блок .управления, первый вход блока хранения фазы. соединен с выходом амплитудного 40 детектора и первым входом блока уп-равления, второй вход которого соединен с вторым входом фазового детекто" ра и выходом блока хранения фазы, являются первым входом блока изменения начального положения диаграммы направленности, вторым входом и выходом которого являются соответственно третий вход и выход коммутатора, блок управления радиомаяка содержит соединенные последовательно первый и вто" рой делители частоты, первый элемент

И, элемент задержки и второй элемент

И, инвертор, вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого делителя частоты и вторым.. входом первого элемента И, выход ко.торого соединен с вторым входом второго элемента И, выход и вход перво;го делителя частоты, выход второго делителя частоты и выход второго элемейта И являются .соответственно первым и вторым выходами, первым и вторым входами блока управления радио". маяка, блок хранения фазы приемоиндикатора содержит соединенные последовательно ключ и линию задержки, выход которой является выходом блока хранения фазы приемоиндикатора, первым и вторым входами которого являются соответственно первый и второй входы ключа, блок. управления приемоиндикатора содержит первый и второй детекторы, дифференцирующую цепь и элемент И, первый вход которого соединен с выходом первого детектора и входом дифференцирующей цепи, выход второго детектора соединен с .вторым, входом элемента И, входы первого и второго детекторов, выходы элемента И и дифференцирующей цепи являются со-: ответственно первым и вторым входаии, первым и вторым выходами блока управ" ления приемоиндикатора, вычислитель . приемоиндикатора содержит триггер, соединенные последовательно первый элемент И, первый ключ, первйй эле-:. . мент памяти, блок сложения, первый блок сравнения, второй. ключ и элемейй

ИДИ, соединенные последовательно:::.ат6- рой элемент И, третий ключ, второй элемент памяти и делитель на два, соединенные последовательно блок вй-.

l., читания, второй блок сравнения и четi вертый ключ, третий элемент памяти первый вход триггера, являющийся пер" вым входом вычислителя приемоиндика =. : тора,:соединен с первыми входами. пе вого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с соответст вующими выходами триггера, второи вход котЬрого, являющийся втоРымвщо"! 097069 дом вычислителя приемоиндикатора, соединен с вторыми входами первого и второго элементов памяти, вторые входы первого и третьего ключей сое.динены между собой и являются третьим входом вычислителя приемоиндикатора, вход блока вычитания соединен с входом блока сло>нения, второй выход и второй вход которого соединены соответственно с вторым-входом второго ключа и вторым входом блока вычитания, второй выход .которого соединен с вторым входом четвертого ключа, выход которого соединен с вторым вхо- 15 дом элемента ИЛИ, выход которого является одним выходом вычислителя приемоиндикатора, другим выходом которого является выход делителя на два, вход которого соединен с вторыми вхо- >О дами первого и второго блоков сравнения, выход третьего элемента памяти соединен с вторым входом блока вычитания, вход третьего элемента памяти является четвертым входом вычислителя 25 приемоиндикатора.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства определения азимута, реализующего предло- женный способ определения азимута, — 3Q радиомаяка; на фиг. 2 - то же, приемоиндикатора; на фиг.3,а - диаграмма направленности направленной антенны ; на фиг.3,б - эпюры первого и второго радиосигналов на входе приемоиндикатора; на фиг. 4 - эпюры сигналов в. некоторых точках структурной электрической схемы устройства определения азимута; на фиг. 5 - диаграммы, поясняацие выбор знака азимута. 4О

Предлагаемое устройство определения азимута содержит радиомаяк включающий генератор 2 высокой частоты, ключ 3, блок 4 вращения диаграммы направленности, первый баланс- 45 ный модулятор 5, второй балансный мо- . дулятор 6, направленную антенну.7, ненаправленную антенну 5, генератор

9 низкой частоты, первый коммутатор

10, второй коммутатор .11, блок 12 из" мененил начального положения диаграммы направленности, содержащий коммутатор 13, соответственно первую и . .вторую фазосдвигаюцие цепи 14 и 15,— фазоинвертор 16, фазоврацатель 17 и:

:блок 18 управления, .содержаций пер" алый делитель 19 частоты, второй делитель 20 частоты, первый элемент И

21, второй элемент И 22; элемент 23 задержки и инвертор 24, приемоиндикатор 25, включающий антенну 26, приемник.27, амплитудный детектор 28, фазовый детектор 29, индикатор 30, блок 31 хранения фазы, содержащий ключ 32 и линию 33 задержки, вычислитель 34, содержаций триггер 35, первый элемент И 36, первый ключ 37, первый элемент 38 памяти, блок 39 вы" читания, первый блок 40 сравнения, второй ключ 41, элемент ИЛИ ;42,: блок

43 сложения, второй блок 44 сравнения, третий ключ 45, второй элемент

И 46, четвертый ключ 47, второй эле" мент 48 памлти, делитель 49. на два и третий элемент 50 памяти, и блок 51 управления, содержащий элемент И 52, первый детектор 53, второй детектор

54 и дифференцирующую цепь 55.

Устройство, реализующее предлагаемый способ „определения азимута, рабо" тает следующим образом.

На вход одного плеча направленной антенны 7 радиомаяка 1, имеющее си"., нусную зависимость диаграммы направленности (ДН), ориентированную максимумом на заданное опорное направление, например на Север, поступает . с выхода второго балансного модулятора 6 блока 4 вращения ДН сигнал боковой полосы, образованный в ре" зультате балансной модуляции колеба" ний несущей частоты Я, поступаюцих на первый вход блока вращения ДН, т.е. на первые входы балансных модуляторов 5 и 6 через ключ 3, с выхода генератора 2 высокой частоты, выходным сигналом частоты Q. генератора 9 низкой частоты, поступаюцим на третий вход блока 4 вращения ДК, через первый коммутатор 10, фазоинвертор 16 и второй коммутатор 11. Частота моду" ллции выбираетсл равной угловой час" тоте .вращения ДН антенной системы, образованной направленной и ненаправ" ленной антеннами 7 и 8. Аналогичным образом запитывается выходным сигналом первого балансного модулятора 5 второе плечо направленной антенны 7,: имеющее косинусную зависимость ДН.

При этом сигнал модуляции поступает с выхода первого коммутатора 1О че- . рез фазовращатель 17 ва второй вход первого балансного модулятора 5, т.е. на второй вход блока 4 вращения ДН.

Фазовращатель 17 сдвигает сигнал модуляции на 90 о

1097069

Сигнал, излучаемый первым плечом направленной антенны 7, можно представить выражением Е cosg cosa к

x sinQt, а сигнал, излучаемый вторым плечом направленной антенны 7, выражением F. s ing s inst s inQt.

На вход ненаправленной антенны о через ключ 3 с выхода генератора 2 высокой частоты поступает гармоничес- lo кий сигнал, который можно представить выражением Е в>п(Х.

Суммарное поле, излучаемое антенной системой радиомалка 1, представ ляетсл выражением 15

Е (i + c. (а - q )j sin(.

Это выражение показывает, что сум" марнал диаграмма направленности ан. тенной системы радиомаяка 1 имеет вид караиоиды (Фи г. 3, а), вращающейся с угловой частотой Q, и в каждой точке пространства напрлженность поля имеет амплитудную модуляцию гармони- ческим сигналом частоты Q. Вид сиг- 25 нала. на входе приемоиндикатора 25 устройства определения азимута показан .на фиг.1>,э. Направление врацения диаграммы направленности антенной системы зависит от знака угла фазо" 3О

-вого сдвига между сигналами модуляции, поступаю4ими на второй и третий входы блока 1> враценил ДН, абсолют". ное значение которого всегда равно

90 . Изменение знака этого угла Фазо- 35 вого сдвига, а значит, и изменение направления враценил диаграммы направленности антенной системы радиомаяка 1 обеспечиваетсл вторым коммутатором ll, который при излучении 4О первого и третьего радиосигналов пропускает на свой выход сигнал мо" дуллции, поступающий затем на.третий вход. блока > вращения ДН со своего третьего входа. При излучении второ- 45

ro и четвертого радиосигналов модули" руюций сигнал на третий вход блока ч врацения ДН поступает через фазоинвертор 15, первый вход и выход второ" го коммутатора 11. При этом фвзоин. вертор 15 изменяет фазу модулирующего сигнала на 180, т.е. при излучении второго и четвертого радиосигналов, знак угла фазового сдвига изменяется

:на противоположный. Начальные опор" ные направленил диаграммы направленности антенной системы радиомаяка, синфазные с началом излучения радио сигналов, определяются начальной фа-.-. зой модулирующего сигнала на выходе первого коммутатора 10. При излучении первого и второго радиосигналов сигнал модуляции поступает на выход первого коммутатора 10 с выхода генератора 9 низкой частоты через второй вход первого коммутатора 10, а при излучении третьего и четвертого радиосигналов модулирующий сигнал поступает на первый вход первого коммутатора 10 через блок 12 изменения начального положения диаграммы направленности. При этом при излучении третьего и четвертого радиосигналов фаза сигнала модуляции на выходе первого коммутатора 10 определяется со- ответственно фазосдвигающими,цепями

1» и 15 блока изменения начального положения ДН, коммутируемыми коммутатором 13 этого блока.

Таким образом, первый радиосигнал, излучаемый антенной системой радио- " ма>>ка, определяетсл выражением Е р 1 +

+ cos(gt -()) sinut, второй радио сигнал определяетсл выражением Е (1 +

+ сов(Яс +(f)l singt, третий и четвертый радиосигналы определяются со" ответственно выражениями Е (l +

+ cos(Qt — cf — Ь ) ) sinQt и Е >1 +

+ co s (g t + с1> + в ) 1 s inst .

Коммутирующие сигналы, определяю" цие вид радиосигналов, порядок излученил радиосигналов, их начальные опорные направления излученил, синфазные с началом излученйя соответст.вующих сигналов, Формируютсл блоком

18 управления радиомаяка 1. Сигналы с выхода генератора 9 низкой частоты поступают на вход первого делителя 1> частоты блока 1 8 управления, на его выходе формируются импульсы (фиг.5,б), частота следования которых в два раза меньше частоты следованил радиосигналов, излучаемых антенной системой радиомаяка (фиг.5,а). При наличии сигнала на выходе первого делите- „. ля 19 частоты формируются первый и третий радиосигналы, т.е. нечетные .: радиосигналы. Импульсы:с выхода пер" вого делителя 19 частоты поступают на, второй вход второго коммутатора И .и, обеспечивают коммутацию сигналов, yn" равллющих направлением вращения ди- ; аграммы направленности антенной сис .темы радиомаяка. Импульсы иа выходе второго делителя 20 частоты (фиг.4,в) ,определяют длительность второй яары, радиосигйалов, они поступают на тре"

15 1097069

1ий вход первого коммутатора 1О, когорые коммутируют начальную фазу сиг- . нала модуляции, формируемую блоком !

2 изменения начального положения ДН.

В результате логического умножения на первом элементе И 21 сигнала, поступающего с выхода второго делителя

20 частоты (фиг,4,a), и инвеотируемого инвертором 24 сигнала, поступающе-.)Q .го с выхода первого двигателя 19 час" тоты (фиг.4,г), формируется сигнал, временное положение которого соответствует интервалу времени излучения четвертого раидосигнала (фиг.4,д).

Данный сигнал задерживается в элементе 23 задержки на временной интервал

ЬТ, равный необходимой длительности четвертого радиосигнала. В результате логического умножения на втором 2О элементе И 22 сигнала с выхода элемента 23 задержки и сигнала с выхода первого элемента И 21 формируется сигнал, поступающий на ключ 3 радио-. маяка 1 (фиг.4,ж), который прерывает 25 излучение четвертого радиосигнала.

После излучения серии из четырех радиосигналов цикл работы радиомаяка 1 повторяется.

Антенна 26 приемоинди1 атора 25 30 принимает радиосигналы, которые усиливаются и селектируются в приемнике

27 и детектируются амплитудным детектором 28. Отфильтрованные сигналы модуляции, выделенные амплитудным детектором 28 (фиг.4,и), поступают на первые входы блока 31 хранения Фазы, блока 51 управления прйемоиндикатора и фазового детектора 29. Детектор 53 блока управления выделяет огибающую сигнала модуляции, после. дифференцирования которой дифференцирующей це-. пью 55 формируется сигнал .синхрони-, зации, синхронный с передним фронтом огибающей первого сигнала модуляции. 45

Сигнал синхронизации с второго выхода блока 51 управления поступает через второй вход вычислителя 34 на триггер 35 и элементы 38 и 48 памяти и .приводит триггер 35 и элементы 38 50 и 48 памяти в исходное состояние.

Первый сигнал модуляции проходит через открытый ключ 32 блока хранения фазы и задерживается в линии 33 задержки на время, равное временному интервалу йоду началами излучения е первого и второго радиосигналов. Задержанный первый сигнал модуляции по" ступает на второй вход фазового детектора 29, на первый вход которого поступает одновременно с ним второй сигнал модуляции, соответствующий второму радиосигналу. Фазовый детектор 29 измеряет разность фаз между первым и BropblM сигналами модуляции, поступающую на соответствующий вход вычислителя 34. Задержанный первый сигнал модуляции с выхода блока 31 хранения фазы поступает на второй детектор 54 блока 51 управления прие" моиндикатора, огибающая первого задержанного сигнала модуляции с выхода второго детектора 54 (Фиг.4,м) поступаеr на второй вход элемента И

52, на первый вход которого с выхода первого детектора 53 блока 51 управления поступает огибающая второго сигнала модуляции, а на выходе элемента И 52 формируется сигнал (фиг.4,с), который закрывает ключ

32 блока 31 хранения фа,зы, а следова-. тельно, второй сигнал модуляции не проходит на линию 33 задержки и выход блока 31 хранения фазы..Одновременно сигнал с выхода элемента И 52 посту- пает на первый вход вычислителя 34 приемоиндикатора, т.е. на первый счетный вход триггера 35 и вторые входы элементов И.36 и 46 вычислите-. ля 34, переводя триггер 35 в единичное состояние, которое пропускает сигнал разрешения через элемент И 46, открывает ключ 45,. через этот .ключ сигнал. с- выхода фазового детектора 29 записывается в элемент 48 памяти.

Сигналы на выходе элемента И 52 и элемента И 46 показаны соответственно на фиг.4,н, с. Сигнал, записанный в элемент 48 памяти, пропорционален углу фазового сдвига между задержанным первым и вторым сигналами модуля-. ции, т.е. между гармоническими сигна-, лами модуляции первого и второго ра- диосигналов на входе приемоиндикатора 25. С выхода элемента 48 памяти сигнал поступает на делитель 49 на два, а с выхода последнего - на. индикатор 30, который фиксирует его как модуль определяемого азимута. При приеме третьего и четвертого радиосигналов процесс обработки сигнала в приемоиндикаторе повторяется, при этом появление на входе блока 51 управленйя третьего сигнала модуляции, импульс с его второго выхода переводит триггер 35 вычислителя 34 в нулевое состояние и подготавливает эле17 1097 мент 38 памяти к записи в него информации, а при одновременном появлении на первом входе блока 51 управления и втором- выходе блока 31 хранения фазы соответственно четвертого и задержан5 ного третьего сигналов модуляции открываются первый элемент И 36 и ключ

37 вычислителя 34, последний пропуска1 ет сигнал с выхода фазового детекто-" 1О ра 29 для записи в элемент 38 памяти, несущий информацию об угле фазового сдвига между гармоническими сигнала-. ми модуляции третьего и четвертого радиосигналов. Сигнал с выхода, элемента 38 памяти, пропорциональный углу фазового сдвига между гармоническими сигналами третьего и четвертого радиосигналов на входе приемоиндика" тора, поступает на первые входы блока р

39 вычитания и,блока. 43 сложения, на вторые входы кеторых поступает с вы- хода третьего элемента -50 памяти сигнал, пропорциональный удвоенному зна чению угла между опорными направле- 25 ниями излучения третьего и первого радиосигналов, Заложенный в элемент

50 памяти. Иодули результатов сложения и вычитания сравниваются в блоках

40 и 44 сравнения соответственно, с. 3) разностью фаэ, хранящейся в элементе

48 памяти. По результатам сравнения открывается ключ,41 или ключ 47 соответственно выходными сигналами блоков

40 или 44 сравнения,. через которые сигнал, определяющий знак результата вычитания или -сложения, иэ блока 39 вычитания или блока 43 сложения поступает через элемент ИЛИ 42 на индикатор 30. 40

Техника измерения азимута и устранения его неоднозначности поясняется фиг.36 и фиг.5, на которых изоб- . ражены соответственно первый и второй радиосигналы на входе приемоинди- 45 катора и векторные диаграммы радиосигналов, излучаемых антенной системой радиомаяка

Если временной интервал между началами излучения первого и второго радиосигналов кратен периоду сигнала с угловой частотой, то фазовый сдвиг между гармоническими сигналами модуляции первого и второго радиосигналов равен 3б0 n + 0,<, где 9,< . 2$ (lf " определяемый азимут), что является следствием противоположных направлений вращения ДН антенной сис. темы радиомаяка при излучении соот069 .ветственно первого и второго радиосигналов. Однако значение азимута неоднозначно, так как одинаковая раз ность фаз сигналов i.þäóëÿöèè имеет место при нахождении потребителя K8k на линии положения А, так и на линий . положения Б (фиг.3,а), отстоящих от:. заданного опорного направления излу" чения на одну и ту же величину угла

< = 1Р (, но в разные стороны от опорного направления.

Эта неоднозначность устраняется следующим образом.

Суммируют второй измеренный фазовый сдвиг 9> между сигналами модуляции третьего и четвертого радиосигналов с удвоенной известной величиной смещения их начального опорного на" правления излучения b относительно начального опорного направления излучения первого радиосигнала. Вычитают из удвоенной известной величины смещения второй фазовый сдвиг 9, сравнивают величины полученных результатов со значением первого фазового сдвига Î . Знаком азимута является знак результата сложения или вычитания, имеющего абсолютное значение, равное. 8, . Начальное опор1 ное направление третьего и четвертого радиосигналов сдвигается в положительном направлении на 40, то.есть

Ь = 40 (фиг.5,а,6J. Например, изме ренный фазовый сдвиг между сигналами модуляции первого и второго радиосигналов 9 = 10, что соответсто вует азимуту, равному 5, так как

Ф

Q о (= -у;,„.Миг.5,6). Если ( (фиг.5,в), а измеренный второй фазовый сдвиг между сигналами модуляции третьего и четвертого радиосигналов

= 70, то относительно сдвинутого о опорного направления излучения третьего радиосигнала линия потребителя отстоит на cP > - =35 в ту или иную сторону. Учитывая, что удвоенное значение угловое смещение Ь 80, то сумма b + О = 80 + 70 .= 150, а разность b - О = 80 - 70 10 .

Так как модуль Sz совпадает с модулем разности вышеуказанных. углов, то линия положения потребителя отстоит от опорного направления излучения первого радиосигнала на +5 1, т.е. азимут потребителя положителен. Отрицательному,значению азимута (фиг.5,г).соответствует величина вто-

1097069

20 рого измеренного фазового сдвига О о

= 90, так как относительно опорного направления излучения третьего и четвертого радиосигналов линия положения потребителя отстоит на 45, и

$ + 9П= 80 + 90 = 170, а .Q - 9

= 80 — 90 = -10, В этом случае модуль Q совпадает с модулем разности измеренного угла фазового сдвига ц» между сигналами модуляции третьего и четвертого радиосигналов и удвоенного значения угла между опорными направлениями излучения первого и третьего радиосигналов, следовательно, линия положения потребителя, т.е, азимут потребителя, отстоит от опорного направления излучения первого радиосигнала на -5

Технико-экономический эффект предложенного способа и устройства определения азимута заключается в повышении точности определения азимута объекта, оборудованного приемоиндикатором, поскольку при формировании и обработке все радиосигналы .проходят один и тот же тракт, а измерения углов фазового сдвига производится на одной и той же частоте, что позволяет исключить систематические ошибки, вызываемые случайными, неучитываемыми задержками сигналов в тракте обработки.

10970б9

) 097069

1097069 д

1=5, л =40

Возножны линии аоложсния лп »

Если 9 -l,mp Y =-4Ó

d У=Ю,Ю =770

-л - и = 8д - У = - 10 я

Йли 9z = l, ло = - УХ

3+ Ц =H Ю =/Я

4 -Ю =8й - 7й =Д?

Составитель

Редактор О.Филиппова Техред И.Иоргентал Корректор С.Юекмар

В 4В ° е!,Заказ 2373 Тираж . Подписное.8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5 ю ююю ю» ю ю юююЮЮЮФЭВ ЮЮЮЮ юлю юю юЮ Юи 6В ЭВЮ ЮюЮ еееыевав °

Процэводственно-издательский комбинат "Патент", r.. Ужгород, - ул, Гагарина, 101