Устройство определения азимута

90742 А 2 с; 01 51) ЗОБРТЕЛЬСТВУ ЕНИ ТОРСКОМУ СВИ оли 1 ъ 0 О ояния. На фиг.электрическ .Фиг. 2 - ст схема прием сгруктурнаяхранения фа ставлена структурна Изобретение о нике и может испо. ределения угловых Цель изобретен ности при пролее вблизи передающегема радиомаяка; н лектрическа на фиг. 3 уктурна координат ие точ- объекта инди като схема вы ы; на фи- повышодвижног я и блокатруктурисли ъ о СОЮЗ СОВЕТСКИХСО ЦИАЛ И СТИЧ ЕС КИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельсгво СССР 11" 1097069, кл. С 01 Б 1/54, 1962. (54)(57) УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЗИ.МУТА по авг.со. 11" 1097069, о г л ч а ю щ е е с я тем, цго, с целью повышения гочносги при пролеге подвижного объекта вблизи передающего объекта, введены последовательносоединенные блок цастогного дегекгирования, первый блок памяти, коммутагор, интегратор и арифметический блок, последовагельно соединенные дегектор режима "Пролет", вход которого соединен с выходом коммутатора, иблок Фиксациизнака, блок установки исходного состояния и второй блок памяти, при этом сигнальный и управляющий входы блока цасготного детектирования соединены соответственно с выходом амплитудного детектора и первым выходом блока управления, а,выход блока частотного детектирования соединен с вторым сигнальным входом коммутатора, управляющий вход которого объединен с управляющим входом первоносится к радиотехльзоваься для оп" го олока памяги и подключен к допнигельному выходу блока управления,входы отрицательного и положительногознакое блока фиксации знака соединены с соответвгеующими выходами индикагора, первый, третий и второй выходы блока фиксации знака соединены спервым и вторым сигнальными входамиблока усановки исходного состоянияи с управляющим входом арифметического блока, вход исходной релицины азимуга которого соединен с выходом второго блока памяти, а выход - с входом величины и знака азимута в рвжиме"Пролет" индикатора, управляющий входкогорогс соединен с выходом детекторарежима "Пролет", выход величины азинуа вычислителя соединен с информа"ционным входом второго блока памяти,управляющий вход которого соединен свыходом детектора режима "Пролет",выход величины азимута вычислителясоединен с информационным входом второго блока памяти, управляющий входкоторого соединен с первым выходомблока установки исходного состояния,а вход обнуления второго блока памяти объединен с входом обнуления интегра 1 ора и подключен к второму выходу блока установки исходного сос 119074711907 й 7 г Фиг 0 Редактор О.Ф рректор В.Пет ента о изоб НТ СССР о-издательский комбинат "Патент"., г. Ужгород, ул. ГагаЪ Произво Заказ 2373 ВНИИПИ ГосудаСоставитель ппова Техред М.НоТираж твенного комитет 133035, МоскваПодписноениям и открытиям пркая наб О, Ч 5ная схема индикатора; на фиг. 5структурная схема блока управленияприемоиндикатора; на фиг. 6 - структурная схема блока частотного детектирования; на Фиг. 7 - структурнаясхема первого блока памяти; нафиг. 8 - структурная схема блока Фиксации знака; на Фиг. 9 - структурнаясхема блока установки исходного состояния; на фиг, 10 - структурная схема второго блока памяти; на фиг. 11временные диаграммы, поясняющие работу предложенного устройства.Устройство содержит радиомаяк(фиг. 1), включающий генератор 1 высокой иастоты, ключ 2, блок 3 вращения диаграммы направленности, первыйбалансный модулятор 4, второй балансный модулятор 5, направленную антенну б антенной системы 7, ненаправленную антенну 8, генератор 9 низкойчастоты (ГНЧ), первый коммутатор 10,второй коммутатор 11, блок 12 изменения начального положения диаграммы 25направленности, содержащий коммутатор3 и фазосдвигающие цепи 14, 15, фазоинвертор 16, Фазовращатель 17, блок18 управления, содержащий дес 1 ители 19и 20 цастоты, элементы И 21, 22, эле- Омент 23 задержки и инвертор 24. Приемоиндикатор (Фиг, 2) содержит приемную антенну 25, приемник 26, амплитудный детектор 27, .блок 28 храненияфазы, 4 азовьсй детектор 29, выцисли;тель 30, индикатор 31, блок 32.управления, блок 33 частотного детектирования, первый блок 34,памяти, коммутатор. 35, интегратор 36, арифметичес. кий блок 37, детектор, 38 режима "Про Олет", блок 39 фиксации знака, блок .40 установки исходного состояния,второй блок 41 памяти,Блок 28 хранения Фазы (фиг, 3) со. держит ключ 42 и .линию 43 задержки. 45Вычислитель (Фиг. 3) содержит триггер 44, элемент И 45, ключ 46, первый элемент 47 памяти, блок 48 выци- ,г Фтания, блок 49 сравнения, ключ 50,элемент ИЛИ 51, блок 52 сложения,блок 53 сравнения, ключ 54, элемент .И 55, ключ 56, элемент памяти 57,делитель 58 на два и элемент 59 памяти.Индикатор (фиг, 4) содержит инвер"тор 60, коммутаторы 61 и 62, преобразователь 63 аналог-код, кодопреобразователь 64, цифровой индикатор 65,коммутатор 66, дешифратор 67 поляр 1 ности, индикатор 68 отрицательногознака и индикатор 69 положительногознака,Блок управления (фиг. 5) содержитэлемент И .70, амплитудные детекторы71, 72 и дифференцирующую цепь 73.Блок частотного детектирования(фиг, 6) содержит цастотный детектор74, инвертор 75 и коммутатор 76, Первый блок памяти (фиг. 7) содержитключ 77 и элемент 78 памяти.Блок фиксации знака (Фиг. 8) содержит КБ-триггер 79 и ключи 80 и о 1.Блок установки исходного состоя;ния (Фиг. 9) содержит элемент ИЛИ 82,элемент 83 задержки, дифференцирующую цепь 84Второй блок памяти (Фиг. 1 О) содержит ключ 85 и элемент 86 памяти,Устройство работает следующим образом.ФПлечо направленной антенны 6, имеющее диаграмму направленности в.виде синусоидальной зависимости,.ориентированную.своим максимумом, например, на Север, питается от блока 3 токами боковых.частот, образованными в результате балансной модуляции в балансмом модуляторе 4 несущей частогы 6 с, Формируемой генерасором 1, напряжением низкой частоты Д,. равнойскорости вращения диаграммы направленности, Формируемым в генераторе 9: и поступаюцим от него через коммутаторы 10, 11, В результате синусноеплечо излучает сигнал Е зп Цсз 1 пЮссзпяе.Другое плечо направленной антенны 6, имеющее диаграмму направленности в виде косинусной зависимости, питается от блока 3 токами боковых частот, образованными в результате балансной модуляции в балансиом модуляторе 5 несущей частоты Я , Формируемой генератором 1, напряжением низкой цастоты С 2., формируемым в генераторе 9, но отличающимся по Фазе от напря-, жения, поступающего на балансный модулятор 4,синусного плеча на 90 ф за счет прохождения сигнала через фазоинвертор 16. Это напряжение, поступает от ГНЧ 9 через коммутатор. 10,и фаэовращатель 17.В результате косинусное плечо излучает сигнал Е созС совВ з 1 псссс. Иа ненаправленную антенну 8 поступает напряжение несущей частоты И от генератора 1 через ключ 2, она излучает5 11сигнал Е в 1 пы. В результате сложения в эфире колебаний, излучаемых антенной системой 7, получается, амплитудно-модулированный радиосигнал (см. Фиг, 11 з).Е .= Е в 1 пЮ + Е совсовЩ +. - ,Я) вЫЮ.Блок 16 управления вырабатываетуправллюцие сигналы для Формированияпоследовательности из четырех радиосигналов, следующих непрерывно другза другом, причем при излучении цетных .радиосигналов направление враще"нил диаграммы направленности (ДН)противоположно направлению вращенияпри излуцении нечетных радиосигналов, Начальное положение ДН при. излучении 2-х последующих радиосигналов отличается на заданную величину. Ь От начального положения при излучении 2-х первых. Длительность последнего. радиосигнала. укорачивается., для того, .цтобы было возможно отличить начало серии из четырехрадио- .с:игналов,С выхода, генератора 9 на делйтель19 частоты поступает сигнал с частотой, равной скорости вращения ДНили, цто то же самое, частоте ампли, тудной:модуляции радиосигнала. Навыходе делителя 19 частоты Формиру-.ется.импульсы с частотой (см.фиг, 11 6), в два раза меньшей частоты следования радиосигналов (см,. Фиг.:11 а). При наличии сигналов навыходе делителя 19 частоты (см.Фиг, 11 в) Формируются нечетные радиосигналы. Сигналы с выхода делите. ля 19 воздействуют на второй коммутатор 11, который обеспечивает коммутацию сигналов, управляющих направлением вращения диаграммы направленности,Сигнал на выходе делителя 20 частотыопределяет интервал времени излучения.второй пары радиосигналов. (см.фиг., 11 в), воздействуя на первыйкоммутатор 10, который вводит в действие блок 12, управляющий начальнымположением диаграммы направленности.Путем логического умножения на элементе И 21 сигнала с выхода делителя20 (см. Фиг. 11 в) и инвертируемогосигнала с выхода делителя 19 (см.Фиг. 11 г) формируется сигнал, временное положение котброго соответст 90747 б ЗО 35 40 45 50 55 5 1 О 20 25 вует ийтервалу времени излучения четвертого импульса серии (см, Фиг 11 д). Данный сигнал задерживается (см.фиг. 11 е) на интервале времени ЬТ, равном необходимой длительности излучения четвертого радиосигнала., в элементе 23 задержки, Путем логического умножения на элементе И 22 сигнала с выхода элемента 23 задержки и сигнала с выхода элемента И 21 формируется сигнал (см, фиг. 11 ж), поступающий на ключ 2, по которому прерывается излучение четвертого радиосигнала путем отключения генератора 1. После излучения четырех радиосигналов цикл работы повторяется.По .командам из блока 18 производятся следующие переклюцения коммутаторов, При излучении первого радио- импульса выход генератора 9 соединен через посредство коммутаторов 10, 11. с вторым входом блока 3 и через посредство ко 1 мутатора 10 и фазовращателя 17 с третьим входом блока 3, В результате антенная система излучает сигнал вида Е = Е в 1 п(дй + Е(совдсовйй +2+ в 1 пвпяс) вимдс = Е 1 + сов(йС- Я) в Ы(Ж.Ф При излучении второго радиоимпуль" са выход генератора 9 соединен через посредство коммутатора 10, Фазоинвертора 16, коммутатора 11 с вторым входом блока 3 и через посредство коммутатора 1 О, фазовращатель 17 с третьим входом блока 3.В результате антенная система из" луцает радиосигнал вида: Е = Е в 1 пЯ 1 + Е (соясовЫ -Ев пфв пщй) в дпьй = Е 1 + сов (М + +С) в 1 пЯс.При излучении третьего радиоимпульса выход генератора 9 соединен через блок 12, формирующий смещение исходного положения ДН, коммутаторы 1 О, 11 с вторым входом блока 3 и через посредство блока 12, коммутатор 10, фазовращатель 17 с третьим входом блока 3. При этом по команде с выхода делителя 19 третий коммутатор 13 подключает на второй вход первого коммутатора 10 выход генератора 9 через фазосдвигающую цепь 14, обеспечивающую смещение фазы на величину-Ь, 1190747В результате антенная система излучает радиосигнал видаЕ =- Е вдпЯС + Е соясоя(Яй " 6 ) ++ сов( - Ч - й)я 1 пЯс,При излучении цетвертого радиоимпульса выход генератора 9 соединенцерез блок 12, формирующий смещениеисходного положения ДН, коммутатор1 О, Фазоинвертор 16, коммутатор 11 свторым входом блока 3 и через по-.средство блока 12, коммутатора 10,Фазовращатель 17 с третьим входомблока 3.При этом ввиду отсутствфв сигналас выхода делителя 19 третий коммутатор 13 подключает на второй вход пер Ового коммутатора 10 выход генератора9 через,Фазосдвигающую цепь 15, обеспечивающую смещение Фазы на величину+5.В результате. антенная система излуцает радиосигнал видаЕ = Е япЯ +,Есовсов(Я + Ь) -з 1 пяп(Ю + б) 1 зпЮ = Е, 1 +,Приемоиндикатор предлагаемого устройства функционирует следующим,образом,Антенна 25 и приемники 26 усиливают и выделяют по частоте сигналы,излучаемые передающей частью азимутальной системы (см.,фиг. 11 з) . Амплитудный детектор 27 выделяет изпринятых радиосигналов сигналы модуляции (см, Фиг. 11 и), которые поступают на блок 28, Фазовый детектор .29, блок 32 и блок 33, В дальней зоне, где линейная скорость перемещения диаграммы направленности передающей.антенны устроГ, тва определенияазимута осуществленно больше скорости. перемещения самолета, блок 33 частот.ного детектирования не Фиксирует отклонение частоты амплитудной модуляции от номинала, на его выходе формируется нулевой сигнал, который черезкоммутатор 35 и детектор 38 режима"Пролет" поступает на управляющиевходы коммутаторов 62, 66, подключаяко входу дешифратора 67 полярности/знаковый выход вычислителя 30, а навход преобразователя 63 аналог-кодвыход велицины азимута вычислителя 30. Нулевой сигнал с выхода детекто" ра 38 режима "Пролет" поступает так- же на .вход блока 39 фиксации знака, а именно на управляющие входы ключей 80, 81, подключая выходы дещифратора 67 полярности к входам КЯ-триггера 79. В блоке 32 сигнал, поступающий на первый вход, детектируется по ам- плитуде с помощью амплитудного детектора 71 (см. Фиг. 11 л), по переднему фронту продетектированного сигнала Формируется с помощью дифференцирующей цепи 73 импульс. синхронизации (см,. Фиг. 11 о), который приво" дит триггер 44 и элементы 47, 57. памяти в исходное состояние. Первый радиоимпульс проходит на линию 43 за- держки через открытый клюц 42, линия 43. задержки задерживает модулирующий сигнал первого радиоимпульса надлительность радиоимпульса Ти (см, Фиг. 11 к), Сигнал на выходе линии 43 задержки появляется в момент поступления с выхода. амплитудного детектоРа .27 модулирующего сигнала второго радиоимпульса и поступает одновременно с ним на вход, Фазового детектора 29, где производится измерение разностиМ фаз модулируюцих колебаний первого и вторьго радиоимпульсое. Сигнал с выхода линии 43 задержки также детектируется амплитудным детектором 72 (см. Фиг. 11 м) и,поступает на. эле" мент И 70; на второй вход этого элемента поступает сигнал с детектора 71, на выходе элемента И 70 Формируется сигнал совпадения (Фиг. 11 н), который запирает ключ 42 и, таким образом, модулирувщий сигнал второго радиоимпульса на линию 43 не поступает,. Сигнал, запирающий ключ 42, поступает на счетный вход триггера 44 и переводит его в.состояние "единица", Одновременно он поступает на вторые входы элементов И 45, 55. На выходе элемента И 55 Формируется сиг" нал (см. Фиг. 11. и), который отпирает ключ 56, через который на элемент 57 памяти поступает величина разности Фаз между модулирующими сигналами первого и второго радиоимпульсов 2 т.Данная величина делится на два в де" лителе 58 и поступает на первым вход индикатора 31 как .величина азимута.Сигнал о величине азимута через ком" мутатор 62 поступает на преобразооа" тель .63 аналог-код, затем преобразу" ется в кодопреобразователе 64 дляределлющий знак результата вычитания или сложения .из блока 48 вычитаний или блока 52 сложения, поступает через элемент ИЛИ 51 на индикатор 31, а именно на вход комиутатора 66, че" рез который поступает на вход деаифратора 67 полярности. Сигнал с одного иэ его выходов в зависимости от полярности поступает на один из инди" каторов 68, 69 знака, а также через один из клюцей 80, 81 на вход МВ) . триггера 79. С выхода одного из клю" : 60 отображения, например, с помощью семисегментных .идникатороо на цифровоминдикаторе 65. В момент приема второ"го радиосигнала ключ 46 заперт, т.к.на "нулевом" выходе триггера 44 нетсигнала,При поступлении третьего радиоимпульса .ключ 42 отпирается, т.к. на:входе элемента,И 70, связанном. свыходом линии .задержки, нет сигнала(см. фиг, 11 м), следовательно; нетсигнала и на выходе элемента И 70,на второй вход этого элемента поступает сигнал с амплитудного 71, на выходе элемента И 70 Формируетсл сиг"нал совпадения (см. Фиг; 11 н), который запирает ключ 42 и, таким образом,модулируюций. сигнал четвертого радио-.импульса на линию 43 задержки не по",20ступает,Сигнал, запираюций ключ. 42, посту-пает на счетный. вход триггера 44 и.переводит его в состояние "ноль". Одновременйо он поступает. йа вторые 25 входы элементов И 45, 55, На выходе,элемента И 45 формируетсл сигнал (см.фиг; 11 р), который открывает ключ46;.через который на элемент 47 памяти поступает величина разности Фаз 30между иодулирущими сигналаии третьего и четвертого радиосигналов, Дан-ная величина выцитаетсл в блоке 48выцитанил и суммируетсл в блоке 52опоженил. с наперед. заданной величи"ной. смещения.начального положения ДНД при излучении третьего и четвер."того радиоимпульсов, трансформирован"ной в Фазовый сдвиг (путем уиноженил на 2) и хранящейся. в элементе 59 па" 40 мяти. Модули результатов сложений и вычитания сравниваются .в блоках 49, 53 сравнения с разностью фаз, .хранящейся в элементе 59 паилти. По ре" .зультатам сравнения открываетсл ключ 45 50 или клюц 54. блоками 53 49 соответственно, через которые сигнал, опцей 80 (81) сигнал знака поступает через элемент ИЛИ 82 на диФФеренцируюцую цепь 84. Из переднего Фронта сигнала знака Формируетсл короткий импульс, который обнуллет элемент 86 памяти и интегратор 36. Сигнал знака, пройдл с выхода элемента ИЛИ 82 элемент 83 задержки, поступает на управляющий вход ключа .85, 1 ерез ключ 85 на элемент 66 памяти посту" пает величина азимута с выхода вычислителя 30. Она запоминается в элементе памяти 86 до поступления сле" дуоцего сигнала знака.В ближней зоне, где линейная скорость перемещения диаграммы направленности передающей антенны устройства определения азимута соизмерима со скоростью перемещения самолета, блок 33 частотного детектирования . Фиксирует отклонение частоты амплитудной модуляции от номинала.С выхода частотного детектора 74 снимается напряжение, величина которого пропор" циональна величинеотклонения частоты, а знак - стороне отклонения. При приеме нечетных радиоимпульсов сигнал с выхода частотного детектора 74 поступает на выход блока 33 через инвертор 75 .и коммутатор 76, при г 1 рие" ме четных. радиосигналов - только че" рез коммутатор 76.Переключение комиутатора 76 осуществляется сигналами с выхода элемента И 70 блока 32. В результате этих коммутаций знак напряжения на выходе блока 33 при приеме всех четырех ра" диосигналов не меняется в такт с изменением направления вращения диаг" раммы направленности передающей антенны, а соответствует знаку, полученному при обработке первого. радио"сигнала. С выхода блока 33 сигнал по" стуйает через коммутатор 35 на входы интегратора 36 и детектора 38 режима "Пролет", а также через ключ 77 на вход элемента 76 памяти. По оконча" нии приема четвертого радиоимпульса на выходе амплитудного детектора 71 формируется нулевой сигнал, который воздействует на ключ 77, отключая элемент 78 памяти от выхода блока 33, и на коммутатор 35, отключая .входы детектора 38 и интегратора 36 от вы" хода блока 33 и подключая их к выходу элемента 78 паияти. Такии образом, до приема очередной серии из четырех радиосигналов на входы детектора 38 иинтегратора 36 воздействует величинаотклонения частоты последнего зафиксированного сигнала. При наличии сигнала на входе детектора 38 последнийФормирует команду, по которой коммутатор 62 подключает к входу преобра-зователя 63 аналог-код выход коммутатора 61, а коммутатор 66 подклюцаетк входу дешифратора 67 полярности вы Оход арифметического блока 37, эта команда с выхода детектора 38, воздействуя на ключи 80, 81, отключает вы"ходы дешифратора 67 полярности отвходов КБ-триггера 79. Таким образом, 15ЕБ-триггер 79 запоминает знак азиму"та, блок ч 1 памяти - величину азимута. Эти данные поступают на входарифметического блока 37, где с уче"том знаков величина азимута складыва" ъОется с величиной, Формируемой интег-,ратором 36, который определяет приращение величины азимута в режим ."Пролет", Результирующая величина азиму"та в виде напряжения с выхода арифметицеского блока 37 и знак в виде полярности этого напряжения поступаетна коммутатор 62 и коммутатор 66, ацерез последний на дешифратор 67 полярности, который формирует соответ"ствуоцие сигналы на индикацию,знака,а в случае отрицательного знака также сигнал на управляющий вход комму-,татора 61, по которому сигнал с выхода арифметического блока 37 посту"пает на вход преобразователя 63 ана"лог-код через инвертор 60, С выходапреобразователя 63 сигнал, характе"риэующий величину азимута, поступаетв кодопреобразователь 64, где преоб"разуется для.отображения, например,с помощью семисегментных индикаторовна цифровом индикаторе 65.Таким образом, при движении лета"тельного аппарата вблизи передающейчасти данного устройства определенияазимута его приемная часть, установ"ленная на борту летательного аппарата, формирует сигнал, свидетельствующий о том, что скорость перемещениялетательного аппарата стала соизмери-.мой со скоростью перемещения диаграм"мы направленности, формируемой пере"дающей частью.Одновременно в приемной части 4 ормируется поправка к последнему досто"верно определенному значению азимута,знак поправки, определяется направле"нием движения летательного аппарата.Откорректированное значение азимутапоступает на индикацию,