Приемное устройство системы навигации летательного аппарата по радиосигналам маяков

 

Союз Советсник

Социал истммескнк

Республнн

Q П Й C А И Й Е п) 709013

ЙЗОБРЕТЕ Н ЙЯ (61)Дополнительный к патенту г (53) М..Кл.

G 01 $1/38 (22) Заивлеио 04.05.76 (21) 2110631/2362351/

/18 — 09 (23) ПРиоРитЕт 19.02.75 (32) 20,02.74

Государственный нвмнтет ссср но делам нзебретеннй и вткрытнй (31) 7405809 (ЗЗ) Ф„ Опубликовано 05.01.80. Бнэллетень № 1 (53) УДК 621.396..96 (088.8) Дата опубликования описания 05.01.80 (72) Автор изобретения

Иностранец

Жак Дорей (Франция) Иностранная фирма

"Оффис Насьональ д Этюд э де Решерш Аэроспасьяль (О.Н.Э.P.A) (Франция) (71) Заявитель (54) ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ НАВИГАЦИИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО

АППАРАТА ПО РАДИОСИГНАЛАМ МАЯКОВ

Изобретение относится к радионавигации.

Известно приемное устройство системы навигации летательного аппарата по радиосигналам маяков, содержащее антенну с приемно-усилительным трактом, к выходу которого подсоединены блок выделения сигналов, передаваемых маяком, и блок выделения сигналов вращающейся антенны (1).

Однако это устройство не обеспечивает высокой точности определения местоположения летательного аппарата, Пель изобретения — повышение точности определения местоположения летательного аппарата путем одновременного определения двух угловых координат и устранения ошибок пара- 15 зитной модуляции, обусловленных многолучевым распространением сигналов.

Для этого в приемное устройство системы навигации летательного аппарата по радиосигналам маяков, содержащее антенну с приемноусилительным трактом, к выходу которого подсоединены блок выделения сигналов, передаваемых маяком, и блок выделения сигналов вращающейся антенны, введены оптический коррелятор, вспомогательный гетеродин и две 25 группы перемножителей. При этом первые входы первой группы перемножителей соединены с соответствующими выходами блока выделения сигналов маяка, вторые входы соединены с первым выходом вспомогательного гетеродина, а их выходы соединены с первыми входами соответствующе; перемножителей второй группы, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами блока выделения сигналов вращающейся антенны. Выходы перемножителей второй группы и второй выход вспомогательного гетеродина подсоединены ко входам оптического коррелятора.

Оптический коррелятор содержит управляемый двигатель, на валу которого установлены шесть светомодулирующих дисков, из которь|х три первых диска снабжены каждый источником немодулированного света и фотоприемником, а три других диска, имеющих переменную прозрачность вдоль одного диаметра и однородную прозрачность в перпендикулярном. направлении, снабжены каждый модулируемым источником света, блок синхронизации управляемого двигателя, блок модуляции, блок сложения изображений, видикон и блок инди09013

40

3 7 кации. При этом первый вход блока синхронизации управляемого двигателя подключен к первому фотоприемнику, второй вход является одним из входов коррелятора, а выход подключен к управляемому двигателю. Выходы второго и третьего фотоприемников соединены с соответствующими входами блока модуляции, 1 остальные входы которого являются другими входами оптического коррелятора. Выходы блока модуляции соединены с входами соответствующих модулируемых источников света, оптический вход видикона подключен к выходу блока сложения изображений, вход видикона подключен к выходу блока индикации, вход которого подключен к одному иэ модулируемых источников света.

На фиг. 1 приведена структурная схема приемного устройства; на фиг. 2 — функциональная схема оптического коррелятора, Приемное устройство системы навигации летательного аппарата по радиосигналам маяков, содержит антенну 1 с приемно-усилительным трактом 2, к выходу которого подсоединены блок 3 выделения сигналов, передаваемых маяком, блок 4 выделения сигналов вращающейся антенны, оптический коррелятор 5, вспомогательный гетеродин 6 и две группы 7 и 8 перемножителей 9 — 11 и 12 — 14. Первые входы перемножителей 9 — ll соединены с соответствующими выходами блока 3 выделения сигналов маяка, вторые входы — с первым выходом вспомогательного гетеродина 6, а их выходы— с первыми входами соответствующих перемножителей 12 — 14, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами блока 4, выделения сигналов вращающейся антенны.

Выходы перемножителей 12 — 14 и второй выход вспомогательного гетеродина 6 подсоединены ко входам оптического коррелятора 5. Коррелятор.содержит управляемый двигатель 15 с установленными на валу 16 шестью светомодулируюшими дисками 17 — 22, из которых диски, 17 — 19 снабжены соответствующими источниками 23 — 25 немодулированного света и фотоприемниками 26, 27 и 28, диски 20 — 22, имеющие переменную прозрачность вдоль одного диаметра и однородную прозрачность в перпендикулярном направлении, снабжены модулированными источниками света 29 — 31; блок 32 синхронизации управляемого двигателя 15, блок 33 модуляции, блок 34 сложения изображений, видикон 35 и блок 36 индикации. При этом первый вход блока 32 синхронизации управляемого двигателя 15 подключен к фотоприемнику 26, второй вход является одним из входов оптического коррелятора 5, а выход подключен к двигателю 15, выходы фотоприемников 27 и 28 соединены с соответствуюшими входами блока 33 модуляции, ос-. тальные входы которого являются другими входами коррелятора 5. Выходы блока 33 мо дуляции соединены со входами модулируемых источников 29 — 31 света, оптический вход ви> дикона 35 подключен к выходу блока 34 сложения изображений, вход вндикона 35 подключен к выходу блока 36 индикации, вход которого подключен к модулируемому источнику

29 света.

Устройство работает следующим образом.

Спектр сигналов, принимаемых антенной 1, складывается из спектра сигналов, излучаемых маяком и вращающейся антенной, соответствующих определенной взлетно-посадочной полосе аэродрома. Маяк излучает сигнал на присвоенной данному аэродрому на частоте F > порядка 5 МГц, который модулируется по амплитуде несколькими частотами f, fq, fq, например

i0, 160 и 3200 Гц.

Неподвижная центральная антенна врашаюшегося маяка излучает сигнал с частотой F которая отличается от частоты РА на величину Ь F. Вращающиеся антенны этого маяка, для управления движением которого используются сигналы с частотами f, f и f, излучают сигналы с частотами Fo — f4 и Fo+fg .

Антенна 1 самолета связана с высокочастотным усилителем 37, на выходе которого происходит первое преобразование частоты: на преобраэователь 38. частоты подаются колебания, формируемые местным гетеродином 39. Таким образом, значение промежуточнои частоты; пода ваемой на усилитель 40, оказывается лежащим в диапазоне 10-100 МГц. Полоса пропускания усилителя 40 достаточна для перекрытия всего спектра излучения наземной системы аэродрома.

Частота местного гетеродина 39 может переключаться в зависимости от частоты Рд,присвоеннои аэродрому, на которои самолет должен совершать посадку.

Сигнал с усилителя 40 промежуточной частоты разделяется на блок 3 выделения сигналов, передаваемых маяком, и блок 4 выделения врашаюшейся антенны. Блок 3 выделения сигналов маяка на выходе усилителя 40 содержит преобразователь 41 частоты, на другой вход которого подаются колебания, формируемые местным гетеродином 42 фиксированной частоты, который сдвигает сигналы, поступаюшие на преобразователь 41 частоты с усилителя 40, в область второй промежуточной частоты. Значение второй промежуточной частоты может лежать, например, в диапазоне 100—

500 КГц, и сигнал этой частоты подается на усилитель 43 промежуточной частоты. Блок 3 выделения сигналов маяка предназначен для обработки опорных сигналов с несущей частотой РА. Следовательно, ширина полосы пропускания усилителя 43 превышает приблизитель5

7090 но в два раза самую высокую опорную частоту„а именно f3 равную 3200 Гц, увеличенную на максимально возможное значение эффекта Допплера. Таким образом, полоса пропускания усилителя 43 имеет ширину порядка 9 КГц.

Управление частотой местного гетеродина

39 происходит Ilo сигналу второй промежуточной частоты с помощью частотного дискриминатора 44. F — среднее значение частоты

А =% настройки усилителя 43, то F — F39 — F4-.=F<, где F39 и Р43 — частоты местных гетеродинов

39 и 42 соответственно.

Сигнал с усилителя 43 подвергается амплитудному детектированию при помощи венти-. ля 45, сигнал с которого разделяется на три канала, каждый из которых содержит по фильтру 46, 47, 48. Эти фильтры настроены соответственно на три излучаемые с земли опорные частоты 1>, 3 и f3, в данном случае 10, 160 щ и 3250 Гц. Их полоса пропускания порядка 1 Гц.

Они связаны по выходу с фазовыми коррек- торами 49 — 51, которые предназначены для компенсации запаздываний по фазе, вносимых соответственно фильтрами 46 — 48, Таким обра- 25 зом, с фазовых корректоров 49 — 51 счимаются опорные сигналы с соответствующим сдвигом фаз, который достоверно воспроизводит условия аэродрома.

Выходы фазовых корректоров 49 — 51 под- ЗО ключены к элементу 52 совпадений, на выходе которого возникает импульс в момент совпадения фаз.сигналов fl — f3. Поскольку последние используются для управления вращением маяка, импульс на выходе элемента 50 з5 совпадений возникает каждый раз, когда вращающаяся антенна, излучения которой принимается, проходит фиксированное направление, например географический север.

Кроме того, выходы фазовых ксрректоров 40

48 — 51 связаны с синтезатором частоты 53, котарЫй, ИСПОЛЬЗуя ОПОРНЫЕ ЧаСтОтЫ т! — f3, создает спектральные линии, необходимые для обработки сигналов измерения.

Таким образом, на самолете воспроизводятся не только опорные частоты fl f3, но и частоты f4 = 4800 Гц, fs — 6400 Гц, содержащиеся в сигйалах, подаваемых соответственно в антенны вращающегося маяка, а также час50 тота f6 представляющая собой сумму преды. дущих частот, причем сигналы всех этих частот не сдвигаются по фазе.

Сигнал усилителя 40 подается также на преобразователь 54 частоты блока 4 выделения

55 сигналов вращающегося маяка. На другой его вход подаются колебания, формируемые местным гетеродином 55. Этот гетеродин имеет перестраиваемую частоту и дает таким образом

13 6

Возможность при приближении к данному аэродрому выбирать посадочную полосу, которой присвоена частота Fo.

Если F .„. — частота местного гетеродина 55, а 043 — частота местного гетеродина 42, то из первой следует вычесть вторую, если выбранной посадочной полосе соответствует частота

"о.

Сигнал с преобразователя 54 частоты подается на усилитель 56 промежуточной частоты.

При цифровых величинах, выбранных в качестве примера, полоса пропускания усилителя 56 около 16 КГЦ и центрнрована относительно среднего значения между 100 и 500 КГц.

Если Fo — значение, выбранное для центра полосы пропускания усилителя 56, то Fo— — F;9- F:,:=F ;.— е г=.- — -ьзс-;о-:а местного ге> те>оп!Пг. > 5 Ooo; >! тств»ю>ца! В>,!бранно;;, ПО. сацочной ->Олос».

Сигнал с усюп 0>>я 56 разделяется на rpll канала, которые содержат фильтры 57, 58 и 59, центрированнь:е па частотах состветственНО Fo, (О т4) и o !1 )

> >3 спек тра !>зл",. ч пий Вра!ца>0гце>>ся антенны, принимаемых c333 -. Ic: oM, ф>гльтр 58 Bb!деляет сигналы диапазона ".àñòîò с центром на значении Fo, передаваемые неподвижной центральной антенной вращающегося маяка и принимаемые либо после ð0õoæöåíèÿ Ilo прямому пути

От антея!.ы Ilo с! .. олега лпбс после Отражения

ОТ НЕПОДВИЖЛ>ИХ ЛЛИ ПОДВИ>IGII>IX ПРЕПЯТСТВИЙ.

При э Ом :и; >>аль> поддерга>ются Влиянию эффекта Цопплера из-за перемещений отражающих препятствий.

Фильтр 57 B!> . .-;;.T с>п-3а ы,лежа ".å в диапаЗОНЕ ЧаСТОТ, иЕНГр! 10В ПНОМ На Зка >С>ПГН с>о --f4 И

cooTB0Ti T!31 >О!1 03! 0>)ект>>у с>п нала, создаз!>емому врашаюп,ейся а>>те >п>ой> нз>>у - а,:.:! це . HR ->астоте

Fo — f4> и независ!.мо от того, прошли ли эти !

> сигналы >>о прямому пути .т!и по пути с Одним илп несколькимн отражения хи от не>тодвижных или подвижна>х препятствий, пр>В>ем упсмянутые сигналы подвергаются влиянию эффекта

3,опплера из-за перемегцения самолета или подвижного отражающего препятствия.

Фильтр 59 выделяет сигналы, лежащие в диапазоне частот, центрированном на значении

F0+f5 и соотвсгс!Ву>0щем спектру сигналов

% от вращающейся антенны, излучающей на частоте Ео rf„ либо, непосредственно либо после отражения и также подвергнутых влиянию эффекта Лопплера.

В смесителе 60 перемножаются сигналы с фильтров 57 и 58. Со смесителя 60 снимается сигнал> цент>>>>!роланнь>Й на чаcToTe f4 ° Этот сигнал содержит >п>формщию 4 > ooyc»oâëåíную Вращением o,I! Ой из ант>.ен>! Праща>0щегося маяка. Эта >нф "мапия не зависит От:гого, 709013

35 я = Z a co@ (wt+Ч вЂ” — — + Y ) Ш4 "j ю15

1 С С 54 ж5 т 1 ию "j .5 = 50„.а-CoS (Вт,+Ч + + 1.

2 1 5 С О 15

514.а

& =K а.ачсов iье+ч — — +ч . -u .

1 С С 54 15 где с1 и 4 — амплитуды, соответствующие

1-TQMQ и -To путям; 5

<- 4, tP — круговая частота и фазовый угол вспомогательного гетеродина 6;

%4,а,и) — круговые частоты, соответствующие частотам f4, f и Ро, 50

1 и 1 — расстояния, . проходимые энергией по 5-тому и 1-тому путям соответственно; г и г, фазы. вводимые вращением антенн вращающегося маяка в сигнал излучения соответствующей антенны, идущего по -тому пути;

С вЂ” скорость света. является ли путь прямым или с отражением и подвергается ли при любом пути влиянию эффекта Допплера, Аналогичным образом перемножение сигналов с фильтров 58 и 59 в смесителе 61 обеспечивает выделение информации, обусловленной вращением другой антенны вращающегося маяка. Эта информация, которая также не зависит от того, является ли путь прямым или с отражениями, передается сигналами f

На выходе смесителя 62, перемножающего сигналы фильтров 57 Ъ 59, формируется сигнал, центрированный на частоте (f4+fs) =f6=

= 11200 Гц и несущий информацию Ч <. Эта дополнительная информация представляет собой 15 информацию, которая была бы получена при введении во вращающийся маяк третьей антенны, вращающейся по радиусу, равному сумме радиусов двух других антенн и излучающей сигналы иа частотах Fo+f4+f . Но эту информа- 20 цию получают, не прибегая к установке антен-. ны с большим радиусом вращения. Сигналы со смесителей 60 — 62 поступают соответственно на фазовые корректоры 63 — 65, которые компенсируют сдвиг фаз, вносимый фильтрацией, 25 в частности, в усилителе 56. Сигналы с фазовых корректоров 63 — 65 в сочетании с сигналами частот f4, f, f6 с синтезатора 53 используются для выделения искомой информации

4 0 "ь.

Данные 1 4 — р содержатся в сигналах

81-Яэ с перемножителей 12 — 14 с частотой f, которая является частотой вспомогательного гетеродина б.

2 Ю Р

При этом 1 = cog ФСО6 (Я.h-в), 71. где R — расстояние от вращающейся антенны до центра вращения;

Й вЂ” угловая скорость вращения вращающегося маяка, Л вЂ” длина волны, соответствующая частоте Fi т, — время;

Ф вЂ” угол места самолета относительно плоскости вращения антенны вращающегося маяка;

Π— азимут или пеленг.

Сигналы S>, $2 и S> и опорныи сигнал с частотой f вспомогательного гетеродина 6 поступают на оптический коррелятор 5. Здесь светомодулируюший диск 17 на валу 16 управляемого двигателя 15 имеет центральную зону 66, кольцевую промежуточную зону 67 и периферическую кольцевую зону 68. Диаметр

69 диска 17 разграничивает центральную зону

66 на непрозрачный и прозрачный полукруги.

В кольцевой промежуточной зоне 67 диаметр

69 является границей непрозрачного сектора, примыкающего к непрозрачному полукругу центральной зоны бб и имеющего угол при вершине 23 30, причем в кольцевой промежуточной зоне 67 содержатся шестнадцать чередующихся непрозрачных и прозрачных секторов.

Расположение непрозрачных и прозрачных секторов в периферической кольцевой зоне 68 аналогично, но их число равно тремстам двадцати.

Одна сторона светомодулирующего диска 17 освещается пучком параллельных лучей, создаваемым линзой 70 от источника 23 постоянного света, установленного в ее фокусе. С другой стороны диска установлены три датчика

71, 72, 73 фотоприемника 26, расположенных соответственно напротив центральной зоны 66 кольцевой промежуточной зоны 67 и периферической кольцевой зоны 68 и имеющих достаточно маленькие угловые поля зрения, для того, чтобы на каждый из них воздействовали изменения прозрачности только той зоны, против которой он установлен. С фотоприемника 26 снимаются импульсы, когда перед линией, соединяющей датчики 71, 72 и 73, проходит диаметр 69, Эти импульсы подаются на первый вход блока 32 синхронизации управляемого двигателя 15, на другой вход которого подаются импульсы с элемента 52 совпадения блока выделения сигналов маяка 3, которые соответствуют прохождению вращающейся антенны направления географического севера.

Таким образом, двигатель 15 управляется так, что в любой момент движение его вала

16 строго синхрониэируется с движением вращающейся антенны, работой ко1орого управля709013

10 ют сигналы опорных частот fi = !О Гц, = 160 Гц и 1з = »00 r«, когда угловая скорость вращающейся антенны составляет порядка 10 об/сек. Точность синхронизации составляет 0,1

Функция светопередачи светомодулирующего диска 18 за счет прозрачности или отражения модулируется рядом параллельных штрихов, создающих синусоидальный закон амплитуды светопередачи перпендикулярно направлению . 0 штрихов. Если диск прозрачный, при помощи лазера, создающего плоские волны, изготавливают фотографию интерференционных полос. Таким образом, получают закон светопередачи г2 П:Х

Т(, ) = с — ) где х — величина, отсчитываемая по оси координат, перпендикулярной штрихам; Y — величина, отсчитываемая ло оси, параллельной штрихам;

)(- длина пространственной волны, соответствующая упомянутому закону прозрачности;

Ч вЂ” некоторая начальная фаза. о

Таким образом, закон прозрачности не зависит от у, т.е. он одинаков на всех прямых, перпендикулярных направлению штрихов.

Источник 24 немодулированного света, установленный напротив одной стороны светомодулирующего диска 18, имеет силу света Л. С

Зо другой стороны диска, т.е. напротив другой поверхности, установлен датчик 74 фотоприемника 27. Угловое поле зрения этого датчика узкое; в принципе оно меньше величины, соответствующей половине пространственной вол-. ны на диске 18. Датчик 74 получает. энергию, равную произведению силы света 3 на закон прозрачности диска 18 напротив него, который имеет следующий вид:

T (+)=4+cos ) сов(бИ-6 )+У„

1 21СР

1 Л где p — расстояние от датчика 74 до оси вала 16;

Ю вЂ” угол между осевой плоскостью, содер- 45 жащей датчик 74, и осевой плоскостью, содержащей направление отсчета.

Светомодулнрующий диск 19 с параллельными штрихами вращается с такой же скоростью, что и диски 17 и 18. Интерференционные полосы, 50 полученные фотографическим путем на этом диске, идентичны интерференционным полосам диска 18, но смещены по оси х на расстояние, равное четверти « IHHbl пространственной волны. Закон прозрачности диска 19 имеет следую- 55 ший вцц;

Т (<) =i e1n „@OS (ЯА-9)ЕЧ

Г аКр

Источник 25 постоянного света установлен напротив одной из поверхностей диска 19, а напротив другой его поверхности установлен датчик 75 фотоприемника 28 с узким угловым полем, находящийся на таком же расстоянии от оси вала 16, что и датчик 74;через него проходит та же осевая плоскость.

3а счет исключения постоянной составляющей с фотоприемников 27 и 28 снимаются сигналы

2%р

COS СОЭ{ЯЯ,-Е )1- Ф И (2Kp 11 (соя(Ж-Е ) „

Эти сигналы подаются в качестве модулирующих сигналов на два Входа однополюсного амплитудного модулятора 76, на два других входа которого подается опорный сигнал соа(ят + у) со вспомогательного гетеродина 6 и опорный сигнал яп{ют + q) с фазовращателя 77.

Таким образом, с модулятора 76 снимается опорный сигнал . сов(А+1+ qoФ Vo), 21С

Ч = л (ЯЛ.-ЩЭтот опорный сигнал подается иа перемножители 78 — 80, на другие входы которых соответственно подаются сигналы S — S3 с перемножителей 12 — 14.

Сигналы с перемножителей 78 — 80 пропускаются через фильтры 81 — 83 соответственно, которые исключают из них гармонику 2 со.

Сигналы на выходах фильтров 81 — 83 имеют следующий вид:

S = 2 2 с1-ЦЭ(с,оьЧ вЂ” „- (Ы) -Ч +ч. 1; ! 5 = Е Ес11с1- СОчЧ -T- (1+ 1 +36>= L Za.a:fcosM - „--„ {ОЧ +Ч. . 1.

Функции f обозначают разности фаз, обусловленные различием i-того и l-того путей распространения радиоволн от двух действительных источников или or одного действительного и одного фиктивного источников, или от двух фиктивных источников; при этом действительным источником является одна из антенн вращающегося маяка, а фиктивным — источник, образующийся в результате отражения энергии излучения действительного источника от препятствия, которое может быть неподвижным или пОдВижным. Функция 1 1 04 — это функция, соответствующая круговым частоо И а 4 gym«ms f„. 5 соответствует кру

1105

7090!3

2 CI

1s Зеркало 88 и линзы 89 и 90 направляют

) 22г

30 говым частотам (юо и @26, функция ;.145 соответствует круговым частотам 4 и щ5

Функции 1„. — это линейно и квадратично изменяющиеся во времени функции, когда

i отличается от j. Когда пути распространения одинаковы, функция „" равна нулю.

Выходной сигнал с фильтра 81 подается на усилитель 84 модулируемого источника 29 света, и усиленный ток питает электролюминесцентный диод 85, сила света которого пропорциональна силе света питания и который создает равномерную освещенность в рабочей зоне.

Благодаря включению элемента 86 регулирования коэффициента усиления сигнал на выходе усилителя 84 имеет постоянное среднее значение амплитуды относительно выбранного значения постоянной составляющей, в результате чего полный сигнал, подаваемый на электролюминесцентный диод 85, никогда не бывает отрицательным, а уровень постоянной составляющей близок к амплитудному значению сигнала S Сила света диода 85 модулированного источника 29 света,i:2(«2;ZC2,22 СО2(2-2„"9ИУ22+2У Ю,@ ) где J средняя сила света диода 85.

Диод 85 расположен напротив светомодулирующего диска 20, закон прозрачности которого Г =2+со+ + — cow(at-а )), Z1i Pq

Ъ 1 Л, .1 где ׄ— фаза относительно начала отсчета; а — расстояние от рассматриваемой точки светомодулирующего диска 20 до оси вала 16;

G — полярный угол относительно началь1 ного радиуса светомодулируюшего диска 20;

Л4 — длина пространственной волны, соответствующая закону прозрачности светомодулирующего диска 20.

Свет проходит сквозь диск 20 в виде пучка параллельных лучей, создаваемого линзой 87.

Сила света, пропускаемого этим диском, представляет собой произведение величин (и Т,.

Зона диска 20, освещаемая пучком параллель ных лучей, выходящих из линзы 87, имеет освещенность, соответствующую сигналу с усилителя 84. Световая энергия, которая зависит . от фазовой модуляции, являющейся следствием как взаимных перемещений источников радио- излучения и приемного устройства, так и модуляции, вводимой в приемном устройстве, встречает, вследствие вращения диска 20 с параллельными штрихами зоны постоянно меняющейся прозрачности, следующей двумерному .закону, который учитывает радиус диска 20 и его вра|цательное движение.

di.

5с

Подобие двумерных законов изменения прозрачности диска 20 и изменение его освешенности позволяет установить корреляцию между этими двумя явлениями, а именно — одним явлением, создаваемым световым лучком, и другим явлением, создаваемым вращением диска 20 с полосами или штрихами. Практически из этого следует, что существует по крайней мере одна точечная или квазиточечная зона диска 20, через которую постоянно проходят световые лучи, чего нет в остальных зонах.

Таким образом, диск 20 в сочетании с модулируемым источником 29 света, играет роль модулятора и в то же время коррелятора. световой поток на блок 34 сложения иэображений и далее на видикон 35, На интервале времени Т каждый элемент поверхности видикона

35, определяемый двумя координатами, накапливает энергию. Время интегрирования Т видикона 35 с помощью переключателя 91 может составлять 1 сек или 0,1 сек.

На экране 97 в двух точках появляются изображения, симметричные относительно центра и соответствующие оптической корреляции, имеющей место в двух диаметрально противоположных точках-изображениях, для которых

4 1= + " о + Ч И, гДе 9 = СОЭМ e„5 °

2% Я1

При предварительном исследовании определяют максимальное отклонение фазы Ч фазовой модуляции, обусловленное различными положениями самолета относительно аэродрома, а затем, учитывая смещение, вносимое величиной Ч, в зависимости от дитрихов на дисках

18 н 19, выбирают длину пространственной волны Х„для картины штрихов на диске 20, с тем, чтобы этот последний создавал ансамбль модуляций сотклонением,,достаточным для перекрытия всех возможных значений.

Если ось вала 16 проходит через диск 20 в центральной части штриха, будь он прозрачным или непрозрачным, на экраце 92 появляются два изображения в силу симметрии диска 20 относительно оси вала 16 и идентичности условий прохождения света для двух диаметрально противоположных зон. Путем смещения положения оси вращения диска 20 относительно штрихового рисунка убирается одно из этих изображений, т.е. исключается неоднозначность.

Закон светопередачи, определяемый длиной пространственной волны дисков 18 и 19, угловое положение источников 24 и 25 немодунированного света относительно осевой плотности отсчета, расстояние от источников 24 и 25 немодулированного света от оси вала 16 выбира(з 7090 ют таким образом, чтобы изображение формировалось на экране 92 в нужной зоне.

На экране 92 появляются не только изображения, соответствующие прямым путям прохождения сигналов между вращающейся антенной и самолетом, но также и изображения, соответствуюшие одному или нескольким отражениям этих сигналов. Таким образом, общее изображение формируется из ярких точек на сплошном фоне равномерной интенсивности. <0

Одна из координат каждой яркой точки может быть непосредственно переведена в азимут, тогда как расстояние Ъ от ярких точек до качала координат (P В„) таково, что K ЬР1 1г Р 4

Р1 л со(Ф

1) где 3 — радиус вращения антенны, излучаюшей на частоте F F4, 2 ЮС . 20 ( о ф — угол места или угол превышения самолета на -том изображении.

Паразитные отражения, для которых 1 ф3, исчезают в интеграторе при постоянной времени интегрирования > 1 сек.

Сигналы 5< и 5 обрабатывают, как и сигналы 9„, с помощью модулируемых источников 30 и 31 света и дисков 21 и 22, закон прозрачности которых такой же, как и закон прозрачности диска 20, но при длине пространственной волны (- и Дв соответственно.

Хотя приемное устройство может работать на одном сигнале Я.(5 или 5, оно функциоi i ( (> 2 3 35 нирует лучше при обработке нескольких, в данном примере трех, сигналов, при которой вводится аподизация и уменьшаются вторичные реакции вокруг центральной яркой точки.

Оптимальное весовое распределение трех световых пучков достигается эа счет светопередачи полупрозрачных зеркал 93 и 94 блока 34 сложения изображений.

Для исключения постоянной составляющей сигнала, подаваемого на экран 92, служит регу- 4 лятор 95 фона.

Зля устранения эффектов нелинейности сканирования, которые при воспроизведении изображения приводили бы к искажениям, на светочувствительную поверхность видикона

35 оптически или электронным путем накладывается маска 96, отградуированная в величинах азимута и угла места.

С помощью узла 97 выработки сигналов заданного положения и узла 98 сравнения заданные значения азимута и угла места самолета сравниваются с текущими значениями. Сигна13 14 лы рассогласования с узла 98 сравнения подаются на автопилот.

Формула изобретения

1. Приемное устройство системы навигации летательного аппарата по радиосигналам маяков, содержащее антенну с приемно-усилительным трактом, к выходу которого подсоединены блок выделения сигналов, передаваемых маяком, и блок выделения сигналов вращающейсяантенны, отличающееся тем, что с целью повышения точности определения местоположения летательного аппарата путем одновременного определения двух угловых координат и устранения ошибок паразитной модуляции, обусловленных многолучевым распространением сигналов в него введены опти(ческий коррелятор, вспомогательный гетеродин и две группы перемножителей, при этом первые входы первой группы перемножителей соединены с соответствующими выходами блока выделения сигналов маяка, вторые входы соединены с первым выходом вспомогательного гетеродина, а их выходы соединены с первыми входами соответствующих перемножителей второй группы, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами блока выделения сигналов вращающейся антенны, выходы перемножителей второй группы к второй выход вспомогательного гетеродина подсоединены ко входам оптическогб коррелятора.

2. Приемное устройство по и. 1, о г л ич а ю ш е е с я тем, что оптический корре-. лятор содержит управляемый двигатель, на валу которого установлены шесть светомодулируюших дисков, из которых три первых диска снабжены каждый источником немодулированного света и фотоприемником, а три других диска, имеющих переменную прозрачность вдоль одного диаметра и однородную прозрачность в перпендикулярном направлении, снабжены каждый модулируемым источником света, блок синхронизации управляемого двигателя, блок модуляции, блок сложения изображений, видикон и блок индикации, при этом первый вход блока синхронизации управляемого двигателя подключен к первому фотоприемнику, второй вход является одним из входов оптического коррелятора, а выход подключен к управляемому двигателю, выходы второго и третьего фотоприемников соединены с соответствующими входами блока модуляции, остальные входы которого являются другими входами оптического коррелятора, выходы блока модуляции соединены со входами соответствующих модулкруемых источников света, оптический вход видикона подключен к выходу

45 блока сложения изображений, вход видикона подключен к выходу блока индикации, вход которого подключен к одному из модулируемых источников света.

709013

1ь

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ClilA N 3778831, кл. 343 †1, опублик, 1973 (прототип).