Глиссадный радиомаяк
Глиссадный радиомаяк относится к области радионавигации и может быть использован в инструментальных системах посадки самолетов. Технический результат - повышение точности выносного контроля углового положения глиссады планирования. Глиссадный радиомаяк содержит передатчик, устройства формирования сигналов суммарного и разностного каналов, передающую антенную систему, блок контроля и три контрольные антенны. Новым в глиссадном радиомаяке является установка третьей контрольной антенны, обеспечивающей повышение точности выносного контроля. 4 ил.
Изобретение относится к области радионавигации и может быть использовано в инструментальных системах посадки самолетов.
Известны глиссадные радиомаяки, в аппаратурном составе вынесенного контроля которых применяются две контрольные антенны [1, с. 182, рис. 6.17]. Известен глиссадный радиомаяк, в аппаратурном составе вынесенного контроля которого применены три контрольные антенны [2]. Существенным недостатком известных глиссадных радиомаяков является низкая точность допускового контроля угла наклона и чувствительности к смещению глиссады планирования при воздействии различных дестабилизирующих факторов, включая изменения отражающих свойств земной поверхности, обеспечивающей формирование глиссады планирования [1, с. 63, 21 строка сверху]. Цель изобретения - повышение точности допускового контроля угла наклона и чувствительности к смещению глиссады планирования. Для этого в глиссадном радиомаяке, содержащем последовательно соединенные передатчик и модулятор, выход разностного сигнала которого соединен с входом первого делителя мощности, распределительный тракт, вход разностного сигнала которого соединен с первым выходом первого делителя мощности, а выход разностного сигнала - с передающей антенной решеткой разностного сигнала, второй делитель мощности, вход которого соединен с выходом суммарного сигнала модулятора, а первый выход - с входом суммарного сигнала распределительного тракта, выход суммарного сигнала которого соединен с входом передающей антенной решетки суммарного сигнала, блок контроля, вход разностного сигнала которого соединен с вторым выходом первого делителя мощности, а вход суммарного сигнала - с вторым выходом второго делителя мощности, первую, вторую и третью контрольные антенны, которые соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока контроля, относительно горизонтальной плоскости, проходящей через точку проекции передающей антенной решетки суммарного или разностного сигнала на подстилающую поверхность, углы места первой, второй и третьей контрольных антенн соответственно равны
o-
,o,o+, где o - номинальный угол наклона глиссады планирования для данного аэродрома, - величина отклонения угла места первой и третьей контрольных антенн относительно угла места второй контрольной антенны. Существенным отличительным признаком изобретения является симметричное размещение первой и третьей контрольных антенн относительно второй контрольной антенны, что позволяет методом совместных измерений [3] оценить фактические величины угла наклона и чувствительности к смещению глиссады планирования при воздействии различных дестабилизирующих факторов, включая изменения отражающих свойств земной поверхности, обеспечивающей формирование глиссады планирования. При сопоставительном анализе известных технических решений признаков, сходных с признаками, отличающими заявленное изобретение от прототипа, не обнаружено. На фиг. 1 представлена функциональная схема глиссадного радиомаяка, обеспечивающего повышение точности допускаемого контроля угла наклона и чувствительности к смещению глиссады планирования. На фиг.2 представлена функциональная схема блока контроля. На фиг.3 представлена функциональная схема канала встроенного контроля. На фиг.4 представлена функциональная схема канала вынесенного контроля. Предложенный глиссадный радиомаяк содержит последовательно соединенные передатчик 1 и модулятор 2, выход разностного сигнала которого соединен с входом первого делителя 3 мощности, распределительный тракт 4, вход разностного сигнала которого соединен с первым выходом первого делителя 3 мощности, а выход разностного сигнала - с передающей антенной решеткой 5 разностного сигнала, второй делитель 6 мощности, вход которого соединен с выходом суммарного сигнала модулятора 2, а первый выход - с входом суммарного сигнала распределительного тракта 4, выход суммарного сигнала которого соединен с входом передающей антенной решетки 7 суммарного сигнала, блок 8 контроля, вход разностного сигнала которого соединен с вторым выходом первого делителя 3 мощности, а вход суммарного сигнала - с вторым выходом второго делителя 6 мощности, первую, вторую и третью контрольные антенны 9, 10, 11, которые соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока 8 контроля, а относительно горизонтальной плоскости, проходящей через точку проекции передающей антенной решетки 5, 7 суммарного или разностного сигнала на подстилающую поверхность, углы места первой, второй и третьей контрольных антенн 9, 10, 11 соответственно равны o-,o,o+, где o - номинальный угол наклона глиссады планирования для данного аэродрома, - величина отклонения угла места первой и третьей контрольных антенн 9, 11 относительно угла места второй контрольной антенны 10. Предложенный глиссадный радиомаяк работает следующим образом. Высокочастотные гармонические колебания передатчика 1 поступают на вход модулятора 2, который обеспечивает амплитудную модуляцию этих колебаний навигационными частотами F1 и F2. На первом выходе модулятора 2 формируется разностный сигнал, а на втором выходе этого модулятора 2 - суммарный сигнал [1, с. 220, рис. 7.12.]. Разностный сигнал с первого выхода модулятора 2 поступает на вход первого делителя 3 мощности, а суммарный сигнал с второго выхода модулятора 2 поступает на вход второго делителя 6 мощности. Разностный и суммарный сигналы с первых выходов первого и второго делителей 3, 6 мощности поступают на соответствующие входы распределительного тракта 4. Распределительный тракт 4 представляет собой совокупность высокачастотных устройств, обеспечивающих требуемые амплитудно-фазовые соотношения сигналов в излучающих элементах передающих антенных решеток 5, 7 суммарного и разностного сигналов [1, с.221, рис. 7.14]. Передающие антенные решетки 5, 7 суммарного и разностного сигналов представляют собой мачтовое сооружение с соответствующим образом закрепленными на различных высотах подвеса над земной поверхностью не менее двумя излучающими элементами [1, с. 221, рис. 7.14]. Передающие антенные решетки 5, 7 суммарного и разностного сигналов формируют в пространстве суммарную и разностную диаграммы направленного излучения сигналов глиссадного радиомаяка. Результатом пространственного наложения этих диаграмм направленности является информационная величина сигналов излучения глиссадного радиомаяка в любой точке наблюдения [1, с. 76, рис. 4.7; с. 81, рис. 4.11]. В каждой точке приема сигналов излучения глиссадного радиомаяка могут быть измерены две информационные величины [1, табл.4.3]: m1i-m2i=РГМi, (1) m1i+m2i=СГМi, (2) где m1i, m2i - величины коэффициентов амплитудной модуляции навигационных частот F1 и F2 в i-й точке приема сигналов излучения глиссадного радиомаяка соответственно; РГМi - разность коэффициентов амплитудной модуляции навигационных частот F1 и F2 в i-й точке приема сигналов излучения глиссадного радиомаяка; СГМi - сумма коэффициентов амплитудной модуляции навигационных частот F1 и F2 в i-й точке приема сигналов излучения глиссадного радиомаяка. Известно, что информационная величина сигналов излучения глиссадного радиомаяка зависит не только от местоположения точки наблюдения [1, с. 63,21 строка сверху], но и от следующих факторов: амплитудно-фазового распределения суммарного и разностного сигналов между излучающими элементами передающей антенной системы глиссадного радиомаяка; геометрического расположения излучающих элементов передающей антенной системы глиссадного радиомаяка относительно земной поверхности, обеспечивающей формирование глиссады планирования; коэффициента отражения реальной структуры земной поверхности, обеспечивающей формирование глиссады планирования;коэффициента направленного действия излучающих элементов передающей антенной системы глиссадного радиомаяка. Следовательно, без учета переотражений от местных предметов и складок рельефа местности, называемых искривлениями глиссады планирования, оценка фактических величин угла наклона и чувствительности к смещению может быть обеспечена только методом совместных измерений [3, с.14, 11 строка снизу]. Сигналы контрольных антенн 9, 10, 11, углы места которых относительно горизонтальной плоскости, проходящей через точку проекции передающей антенной решетки 5, 7 суммарного или разностного сигналов на подстилающую поверхность, соответственно равны
o-,o,o+, поступают на соответствующие входы блока контроля 8. Кроме того, на разностный и суммарный входы блока 8 контроля поступают разностный и суммарный сигналы с вторых выходов первого и второго делителей мощности 3, 6. Блок 8 контроля представляет собой совокупность устройств, которые обеспечивают измерение информационных величин сигналов, поступающих на входы этого блока. Примером реализации блока 8 контроля может служить устройство, изображенное на фиг.2. В общем случае блок 8 контроля содержит канал встроенного контроля 12, канал вынесенного контроля 13, сумматор 14, измерительный приемник 15, плату ввода-вывода 16, микропроцессор 17. Разностный и суммарный сигналы с вторых выходов делителей мощности 3, 6 поступают соответственно на Вход и Вход 
канала встроенного контроля 12. Плата ввода-вывода 16 обеспечивает поступление на первый вход сумматора 14 либо только одного суммарного сигнала, либо суммы разностного и суммарного сигналов, поступающих на входы канала встроенного контроля 12. Сигналы контрольных антенн 9, 10, 11 поступают на соответствующие входы канала вынесенного контроля 13, а плата ввода-вывода 16 обеспечивает поочередное поступление этих сигналов на второй вход сумматора 14. Кроме того, плата ввода-вывода 16 обеспечивает поочередное подключение сигнала с выхода встроенного контроля 12 и сигнала с выхода канала вынесенного контроля 13 к первому и второму входам сумматора 14. Поступающие на выход сумматора 14 сигналы детектируются измерительным приемником 15. Продетектированные сигналы с выхода измерительного приемника 15 через плату ввода-вывода 16 поступают в микропроцессор 17, где фиксируются величины разности и суммы глубин модуляции навигационными частотами F1 и F2 суммарного сигнала, соотношение амплитуд и фаз разностного и суммарного сигналов на входах распределительного тракта 4, величины разности и суммы глубин модуляции навигационными частотами F1 и F2 сигналов в точках установки контрольных антенн 9, 10, 11. По результатам оценки величины суммы глубин модуляции навигационными частотами F1 и F2 суммарного сигнала и величин разности и суммы глубин модуляции навигационными частотами F1 и F2 сигналов излучения глиссадного радиомаяка в точках установки контрольных антенн 9, 10, 11, углы места которых фиксированы, микропроцессор 17 методом совместных измерений [3, с.167] вычисляет оценки угла наклона и чувствительности к смещению глиссады планирования. Канал встроенного контроля 12 может быть реализован согласно фиг.3. Канал встроенного контроля содержит два переключателя 18, 19, две нагрузки 20, 21 и сумматор 22. Переключатели 18, 19 управляются сигналами платы ввода-вывода 16. Если оба переключателя 18, 19 включены, то на входы сумматора 22 поступают суммарный и разностный сигналы с выходов делителей 3, 6 мощности и на выходе сумматора 14 и присутствует сумма разностного и суммарного сигналов. Если переключатель 18 отключен, а переключатель 19 включен, то на выходе сумматора 22 присутствует только суммарный сигнал. Если переключатели 18, 19 отключены, то на выходе сумматора 22 сигнал отсутствует. Нагрузки 20, 21 обеспечивают согласование тракта встроенного контроля при отключенных переключателях 18, 19. Канал вынесенного контроля 13 может быть реализован согласно фиг.4. Канал вынесенного контроля 13 содержит три переключателя 23, 24, 25, два сумматора 26, 27 и три нагрузки 28, 29, 30. Переключатели 28, 29, 30 управляются сигналами платы ввода-вывода 16. При включении переключателя 23 сигнал контрольной антенны 9 поступает на вход сумматора 26 и далее на второй вход сумматора 14. При включении переключателя 24 сигнал контрольной антенны 10 поступает на вход сумматора 26 через сумматор 27 и далее на второй вход сумматора 14. При включении переключателя 25 сигнал контрольной антенны 11 поступает на вход сумматора 26 через второй вход сумматора 27 и далее на второй вход сумматора 14. В отключенном состоянии переключателей 23, 24, 25 сигналы приемных антенн 9, 10, 11 поступают соответственно в нагрузки 28, 29, 30. Нагрузки 28, 29, 30 обеспечивают согласование тракта вынесенного контроля 13 при отключенных переключателях 23, 24, 25. Предложенный радиомаяк может быть использован в составе инструментальных систем посадки как метрового, так и дециметрового диапазонов радиоволн. Применение предлагаемого изобретения в сравнении с известными техническими решениями обеспечивает измерение угла наклона и чувствительности к смешению глиссады планирования и позволяет сократить объем летной поверки глиссадного радиомаяка. Литература1. Макаров К.В., Червенцов В.В., Шешин И.Ф., Волынец В.А. Радионавигационные системы аэропортов. М.: Транспорт, 1978, с. 336. 2. Авторское свидетельство N 1141353, кл. G 01 S 1/16, СССР. 3. Рабинович С.Г. Погрешности измерений. Л.: Энергия, 1978, с. 262.
Формула изобретения
0- , 0, 0 + , где 0 - номинальный угол наклона глиссады планирования для данного аэродрома, - величина отклонения угла места первой и третьей контрольных антенн относительно угла места второй контрольной антенны.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Похожие патенты:
Способ определения курсового угла исполнительного механизма и устройство для его осуществления // 2007741
Изобретение относится к автоматическому управлению исполнительными механизмами и может использоваться, например, в транспортных роботах
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиотехнических системах посадки летательных аппаратов
Глиссадный радиомаяк // 1641095
Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано в радиотехнических системах посадки летательных аппаратов на аэродромы, размещенные в многоснежных районах
Изобретение относится к системам и средствам управления воздушным движением, в частности к пилотажно-навигационному и радиотехническому оборудованию и предназначено для установки на летательных аппаратах (ЛА) и на земле в районе аэродрома для обеспечения посадки ЛА и наблюдения за ними
Глиссадный радиомаяк (варианты) // 2429499
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах инструментального обеспечения захода самолетов на посадку
Изобретение относится к технике связи, а именно к радиотехническому оборудованию, и может быть использовано в системах и средствах управления воздушным движением
Изобретение относится к области авиации, в частности к посадочным системам
Двухчастотный курсовой радиомаяк (варианты) // 2543083
Двухчастотный курсовой радиомаяк (КРМ) предназначен для обеспечения инструментального захода на посадку и посадки самолетов. Достигаемый технический результат - сокращение количества элементов фидерного тракта апертурного контроля КРМ за счет последовательного сложения сигналов от датчиков, а также более простая настройка устройства апертурного контроля. Указанный результат достигается за счет того, что двухчастотный курсовой радиомаяк содержит устройства сигналов узкого канала (УК) и широкого канала (ШК), линейную антенную решетку (АР) 2N излучающих элементов (ИЭ) в первом варианте или 2N+1 ИЭ во втором варианте КРМ. ИЭ расположены симметрично относительно центра АР, при этом все элементы и устройства, входящие в состав первого и второго вариантов двухчастотного курсового радиомаяка, выполнены и соединены между собой определенным образом. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.
Изобретение относится к радионавигационным системам и может быть использовано в системах обеспечения посадки летательных аппаратов, в том числе беспилотных, а также в системах обеспечения судовождения. Достигаемый технический результат - улучшение массогабаритных характеристик системы, реализующей способ, и сокращение сроков ее развертывания. Указанный результат достигается за счет того, что формируют сигнал ошибки при обеспечении вывода объекта на заданную точку без применения высоконаправленных антенн. 4 ил.
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах инструментального обеспечения захода самолетов на посадку. Техническим результатом изобретения является расширение зоны действия глиссадного радиомаяка (ГРМ) в вертикальной плоскости для обеспечения захода самолетов на посадку по крутой траектории. Технический результат достигается тем, что ГРМ "с опорным нулем", содержащий генератор, первую и вторую антенны с высотами подвеса и , где λ - длина волны, θгл - угол глиссады, дополнительно содержит третью антенну, расположенную ниже второй антенны, а также содержит устройства, которые совместно формируют широкую зону в вертикальной плоскости, причем сигналы в этой зоне некогерентны с сигналами известного ГРМ "нулевой зоны". В первом варианте ГРМ некогерентность сигналов достигается применением дополнительного генератора, отличающегося по частоте от частоты упомянутого генератора. Во втором варианте сигнал ГРМ делится на два канала. Сигналы первого канала формируют "традиционную" зону глиссады. Сигналы второго канала подвергаются фазовой манипуляции. Сигналы второго канала формируют широкую в вертикальной плоскости диаграмму направленности с минимумом при угле места, равном θгл. С учетом "эффекта захвата" в бортовом приемнике формируется характеристика глиссады, практически совпадающая с традиционной характеристикой прототипа и продолженная за счет излучения второй и третьей антеннами сигналов второго канала до больших углов места. 2 н.п. ф-лы, 10 ил.
Двухчастотный глиссадный радиомаяк // 2624263
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах инструментального обеспечения захода самолетов на посадку. Достигаемый технический результат – повышение стабильности угла глиссады и крутизны зоны глиссадного радиомаяка при изменении высоты подстилающей поверхности вследствие выпадения снега либо роста травы или при изменении отражающих свойств подстилающей поверхности вследствие воздействия метеорологических факторов при обеспечении требований к величине искривлений глиссады и заданной зоны действия ГРМ. Указанный результат достигается за счет того, что двухчастотный глиссадный радиомаяк (ГРМ) содержит передатчик узкого канала с выходом "боковые частоты" и выходом "несущая плюс боковые частоты", передатчик широкого канала с выходом "боковые частоты" широкого канала и выходом "несущая плюс боковые частоты" широкого канала, распределительное устройство с четырьмя входами и четырьмя выходами, антенную решетку из четырех излучающих элементов, установленных на вертикальной мачте с высотами подвеса: Н0 - высота подвеса первого излучающего элемента, H0+d высота подвеса второго излучающего элемента, H0+2d - высота подвеса третьего излучающего элемента, Н0+3d высота подвеса четвертого излучающего элемента, где H0≤2.5 м, , λ - длина волны, θг - заданный угол глиссады, при этом каждый излучающий элемент содержит датчик апертурного контроля излучаемых сигналов (далее апертурный датчик), кроме того, содержит сумматор с четырьмя входами и с четырьмя выходами и устройство измерения разности глубин модуляции с четырьмя входами. 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 20 табл.
Глиссадный радиомаяк // 2624459
Изобретение относится к области радионавигации, в частности к системам инструментального захода летательного аппарата на посадку, и может быть использовано при разработке радиомаячных систем посадки, предназначенных для вывода самолетов на взлетно-посадочную полосу (ВПП) аэродрома. Достигаемый технический результат – повышение точности вывода самолетов на взлетно-посадочную полосу. Указанный результат достигается за счет того, что глиссадный радиомаяк содержит антенную систему радиомаяка, антенную систему контрольно-выносного пункта, при этом антенные системы выполнены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, глиссадный радиомаяк содержит также последовательно соединенные блок измерения высоты снежного покрова, схему сравнения, формирователь команды управления, механизмы регулирования высоты антенн радиомаяка и контрольно-выносного пункта, взаимодействующие с антенными системами, а также датчики высоты антенных систем, выходы которых соединены с первым и вторым входом формирователя команды управления, при этом вход механизма регулирования высоты антенн радиомаяка соединен с первым выходом формирователя команды управления, а выход - с антенной системой радиомаяка, вход механизма регулирования высоты антенн контрольно-выносного пункта - со вторым выходом формирователя команды управления, а выход - с антенной системой контрольно-выносного пункта. 2 ил.
Изобретение относится к области радионавигации и предназначается для контроля снижения воздушных судов (ВС) до точки начала выравнивания в условиях отсутствия визуальной видимости взлетно-посадочной полосы (ВПП). Достигаемый технический результат – повышение точности контроля снижения, а также выполнения посадки в область ВПП, удаленную от торца ВПП, что необходимо, когда у торца ВПП появляются препятствия. Сущность изобретения состоит в обнаружении с помощью бортовой радиолокационной станции (БРЛС) отклонений ВС от посадочной траектории в горизонтальной и вертикальной плоскостях, выполнении автономного контроля посадки без использования аэродромных посадочных систем. При отклонении в горизонтальной плоскости (по курсу) обнаруживают асимметрию радиолокационного изображения (РЛИ) ВПП и используют эту информацию для устранения отклонений от курса посадки. Пилот устраняет отклонения от курса посадки при совмещении прямолинейной отметки средней линии ВПП с отметкой вектора путевой скорости. Контроль посадочной траектории в вертикальной плоскости выполняется после обнаружения и измерения наклонной дальности до торца ВПП (Д3). Затем вычисляют горизонтальную дальность до торца ВПП (Д4) из выражения , где Η - высота полета, вычисляют горизонтальную составляющую глиссадной дальности Д2 при полете по заданной глиссаде до точки выравнивания из выражения , где α - угол заданной глиссады. Полет по заданной глиссаде обеспечивается, когда пилот управляет ВС таким образом, чтобы выполнялось равенство: Д4=Д2 (т.е. когда Д4-Д2=0). 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
