Способ оперативного контроля электродинамической развязки приёмных и передающих антенн бортовых радиостанций и бортового радионавигационного оборудования с телефонным выходом в составе летательного аппарата
METHOD FOR OPERATIONAL CONTROL OF ELECTRODYNAMIC DECOUPLING OF RECEIVING AND TRANSMITTING ANTENNAS OF ON-BOARD RADIO STATIONS AND ON-BOARD RADIO NAVIGATION EQUIPMENT WITH TELEPHONE OUTPUT AS PART OF AN AIRCRAFT

Область техники.
Изобретение относится к области авиационной радиосвязи и радионавигации и может быть использовано для оперативного контроля электродинамической развязки (ЭДР) приемных и передающих антенн бортовых радиостанций (PC) и бортового радионавигационного оборудования (РНО) с телефонным выходом в составе летательного аппарата (ЛА) без привлечения для этих целей измерительной аппаратуры общего и специального сервисного назначения в односигнальных режимах двухпортовых и однопортовых антенных измерений. Основным техническим результатом изобретения является обеспечение оперативного контроля ЭДР бортовых антенн ЛА, используя в качестве измерительной аппаратуры бортовой радиоприемник (РПМ) с телефонным выходом и радиопередатчик (РПД) бортовой PC, соединенные штатно с анализируемой парой приемных и передающих антенн ЛА коаксиальными или иными ВЧ-разъемами их антенно- фидерных трактов (АФТ), встроенные или съемные НЧ- вольтметр и милливольтметр (мультиметр) с микропроцессором на телефонном выходе РПМ и ВЧ-вольтметр на антенном выходе РПД, а также средства магнитной регистрации и ЭВМ в составе измерительно-вычислительного комплекса (ИВК) ЛА, что позволяет существенно повысить технико-экономическую эффективность оперативного контроля ЭДР бортовых антенн ЛА при отработке, наземных и летных испытаний и эксплуатации бортовых PC и бортового РНО в составе ЛА. Для достижения этого заявленный способ обеспечивает в процессе оперативного контроля развязки антенн (ОКРА) прямое измерение ВЧ-вольтметром эффективного значения (уровня) несущей немодулированного полезного сигнала (ПС) на антенном выходе РПД бортовой PC и определение уровня несущей немодулированной непреднамеренной помехи (НП) на антенном выходе РПМ, обусловленной смодулированным основным или побочным излучением РПД, по результатам прямого измерения и усреднения по выборке НЧ-вольтметром и НЧ-милливольтметром с микропроцессором текущих эффективных значений (уровней) напряжения амплитудного либо фазового НЧ-шума на телефонном выходе РПМ в двух режимах ОКРА при воздействии и в отсутствии на антенном входе РПМ немодулированного напряжения НП, магнитной регистрации и вычисления соотношения усредненных по выборке уровней НЧ- шума РПМ в указанных режимах.
Заявленный способ можно использовать непосредственно для оперативного контроля ЭДР приемных и передающих антенн аэродромных PC и РНО с телефонным выходом, а также аналогичных PC и РНО, размещенных на подвижных объектах автомобильного и морского транспорта и на стационарных объектах наземного и морского базирования.
1. Уровень техники.
1.1. Согласно требованиям действующих Авиационных правил. Часть 25 ([1], (стр. 173, 187) и Часть 27 ([2], (стр. 57, 58, 85) все пилотируемые ЛА типа транспортного самолета или вертолета оснащены в той или иной комплектации бортовыми PC дальней, ближней и космической радиосвязи в диапазонах гектометровых (ГКМВ), декаметровых (ДКМВ), метровых (MB) и дециметровых (ДМВ) волн и бортовым РНО типа автоматического радиокомпаса (АРК), курсового (КРП), глиссадного (ГРП) и маркерного (МРП) приемников, аппаратуры зависимого наблюдения с вещанием (АЗН-В) и др., содержащих в своем составе приемно- измерительные тракты для измерения навигационных параметров ЛА и приемный тракт (РПМ) с телефонным (звуковым) выходом для звукового опознавания на борту ЛА навигационных радиомаяков систем инструментальной навигации и посадки ILS, VOR, СП, РСБН и наземных PC в диапазонах ГКМВ, ДКМВ, MB и ДМВ. Бортовое РНО указанных типов и бортовые PC выполняют в составе ЛА существенно важные функции по обеспечению безопасных полетов ЛА на трассах и в зонах испытательных и эксплуатационных полетов и при инструментальной посадки ЛА в условиях воздействия на антенных входах их бортовых РПМ наиболее мощных и опасных аддитивных НП, обусловленных преимущественно основными и побочными радиоизлучениями РПД бортовых PC, проникающими на антенные входы бортовых РПМ из-за недостаточной ЭДР приемных и передающих антенн ЛА.
В научно- технической литературе при анализе влияния ЭДР бортовых антенн на техническое состояние и качество функционирования (эффективность) бортового оборудования ЛА и в данном описании заявленного способа различают ЭДР анализируемой пары бортовых антенн ЛА по напряжению (эдр.н) и по мощности (эдр.м), для чего количественно оценивают величину коэффициентов
нп
рпд
нп
рпд
рпд
рпд
рпд
рпд
нп
нп
нп
нп
рпд
рпд
рпм
являющихся по определению обратной величиной модуля комплексного коэффициента связи бортовых антенн ЛА по напряжению U/U и соответственно коэффициента связи антенн по мощности Р/Р, где U и Р - эффективное значение (уровень) несущей и мощность ВЧ- напряжения u(t) немодулированного основного излучения (ПС) РПД бортовой PC с рабочей литерной частотой f на входе АФТ передающей антенны PC; U и Р - эффективное значение (уровень) несущей и мощность немодулированного напряжения НП u(t) с частотой несущей f=f на антенном входе РПМ, обусловленного основным излучением (ПС) РПД, работающего одновременно с РПМ на совпадающих или близких литерных частотах f≈f при условии, что в процессе ОКРА
рпд.min
рпд.min
рпд
рпд
рпд
рпд
где U и Р - минимальные эксплуатационные значения уровня несущей U и мощности  немодулированного напряжения ПС РПД u(t) на входе АФТ анализируемой передающей антенны; R - активное входное сопротивление передающей антенны на частоте f, приведенное ко входу ее АФТ;
нп.min
нп.min
нп
нп
нп
pпд
pпм
нп
рпд
рпд
pпм
U и Р - минимальные эксплуатационные значения уровня несущей U и мощности  немодулированного напряжения НП u(t) с частотой несущей f=f на антенном входе РПМ в штатном режиме радиоприема излучения класса А3Е либо F3E; R - активное сопротивление антенного входа РПМ на частоте НП f=f; (в типовом случае R ≈ R ≈ 50 Ом);
рпд
нп.min
рпд
нп.min
рпд
нп.mах
рпд
нп.mах
нп.max
нп.mах
нп
Условия (1а) определяют максимально возможные значения ЭДР бортовых антенн ЛА по напряжению U/U и по мощности Р/Р, достигающие в типовом случае 150…160 дБ и подлежащие количественной инструментальной оценки заявленным способом. Минимально возможные значения ЭДР антенн U/U И Р/Р зависят от максимально возможных значений уровня несущей U и мощности Р НП u(t) на антенном входе РПМ в процессе ОКРА и должны превышать заданные в НТД значения.
Технические требования к ЭДР приемных и передающих антенн бортовых PC и бортового РНО с телефонным выходом в составе ЛА и рекомендуемые способы измерения ЭДР их бортовых антенн в наземных условиях и в полете изложены в действующих Авиационных правилах АП-25 [1], (стр. 183, 190), АП-27 [2], (стр. 90, 94) и в нормативно- технических документах (НТД) ГОСТ Р 50860 - 2009 «Самолеты и вертолеты. Устройства антенно- фидерные радиосвязи, навигации, посадки и управления воздушным движением. Общие технические требования, параметры, методы измерения» [3], (стр. 11, 12, 34, 35, 39), «Технические требования к оборудованию самолетов. Приложение П8 к ЕНЛГ-С «Оборудование самолетов» [4], (стр. 181), «Типовая методика испытаний антенно- фидерных устройств бортового оборудования, установленного на воздушных судах ГА» [5], (стр. 5, 6, 36, 37) и в других более ранних НТД. Согласно требованиям НТД [1-4] в процессе предварительных, сертификационных и контрольных испытаниях ЛА необходимо подтвердить (продемонстрировать) соответствие ЭДР бортовых антенн заданным требованиям (обычно не менее 35…40 дБ) в ожидаемых условиях их наземных и летных испытаний и эксплуатации в составе ЛА.
pпд
1.2. В НТД [3-5] для измерения ЭДР бортовых антенн ЛА в наземных и летных условиях рекомендовано использовать измерительную аппаратуру на бА3Е измерительных приемников и, в частности, селективные микровольтметры общего назначения в односигнальном режиме двухпортовых антенных измерений. При этом необходимо предварительно отсоединить от АФТ анализируемой пары бортовых антенн ЛА их штатные РПД и РПМ и подключить к АФТ передающей антенны встроенный генератор калиброванного тест- сигнала (ТС)  имитирующего немодулированное напряжение ПС РПД u(t) на входе АФТ передающей антенны, а к АФТ приемной антенны - антенный вход измерительной-аппаратуры, после чего устанавливают требуемые значения уровня несущей ТС  на входе АФТ передающей антенны и измеряют уровень несущей  напряжения НП  на антенном входе аппаратуры, а затем вычисляют ЭДР по напряжению и по мощности анализируемой пары бортовых антенн по величине соотношения уровней несущих  и мощности  напряжения ТС  и НП  При этом в процессе измерения уровня несущей  немодулированного ВЧ-напряжения НП  на антенном входе измерительной аппаратуры с аналоговой обработкой входных ВЧ-сигналов обеспечивают квазилинейное усиление, преобразование частоты и амплитудное детектирование НП  вторичную обработку и измерение постоянной составляющей выходного НЧ- напряжения амплитудного детектора (АД)  на информационном выходе аппаратуры по постоянному току с монотонной линейной или логарифмической выходной (сквозной) амплитудной характеристикой (АХ), а также регистрацию и индикацию измеренных значений уровня несущей НП  электронным стрелочным, планочным или цифровым индикатором с предварительной калиброванной шкалой индикатора в линейном или логарифмическом масштабе.
В отличие от этого измерительная аппаратура на бА3Е анализатора спектра ПС (НП) в односигнальном режиме двухпортовых измерений ЭДР бортовых антенн ЛА реализует способ прямого измерения спектрограммы напряжения НП  на антенном входе анализатора спектра с отображением спектрограммы на калиброванном экране его дисплея с последующим пересчетом параметров спектрограммы в контролируемые параметры напряжения НП  что усложняет количественную оценку уровня несущей НП  на антенном входе РПМ в составе ЛА по сравнению с его прямым измерением измерительным приемником, но позволяет существенно упростить определение минимальной «защитной» расстройки по частоте РПД и РПМ, необходимой для обеспечения соответствия ЭДР бортовых антенн ЛА требованиям НТД методами частотной регламентации РПД и РПМ.
пс(нп)
пс(нп)
вых.пс(нп)
пс(нп)
пс(нп)
Результаты сопоставительный анализа технических характеристик измерительной аппаратуры двух указанных типов изложены в журнале «Новости фирма «Роде и Шварц». Измерение радиосигналов и помех. Спец. выпуск (на русском языке), 1985 [6], (стр. 53-54) и в других более поздних публикациях. Согласно этим данным динамический диапазон измерения уровней несущей U напряжения входных ВЧ- сигналов (ПС, НП) u (t) класса А3Е либо F3E измерительной аппаратурой с линейной выходной АХ U(U) и аналоговой обработкой входных ВЧ- сигналов (ПС, НП) обычно не превышает 20…30 дБ относительно пороговой чувствительности РПМ аппаратуры по напряжению собственного ВЧ- шума и 60 дБ - с логарифмической АХ. Для расширения динамического диапазона измерительной аппаратуры на ее антенном входе установлен набор прецизионных ВЧ-аттенюаторов с дискретно переключаемым электродистанционно или вручную затуханием в пределах 100…110 дБ с шагом не более 10 дБ, что увеличивает диапазон измеряемых уровней входных ВЧ-сигналов (ПС, НП) u(t) до 120…140 дБ для аппаратуры с линейной АХ и до 160…170 дБ - с логарифмической АХ [6].
пс(нп)
В современной измерительной аппаратуре с цифровой обработкой входных ВЧ-сигналов (ПС, НП) после их предварительной аналоговой обработки и, как пример, в переносных ВЧ- и СВЧ- анализаторах спектра типа «Spektrum Master» фирмы Anritsu Company [7], (стр. 2.3), этого добиваются программно- алгоритмическими средствами, при этом диапазон измеряемых уровней несущей ПС (НП) U может достигать 200 дБ.
пс(нп)
пс(нп)
эдр
н
рпд
рпм
эдр.м
рпд
рпм
тс
1.3. В настоящее время измерительную аппаратуру общего и специального сервисного назначения на бА3Е измерительных приемников и анализаторов спектра ПС (НП) в односигнальных режимах двухпортовых антенных измерений обычно используют в наземных условиях в составе стационарных ИВК ЛА на специально оборудованных аэродромных измерительных площадках или в составе автомобильных ИВК, а также в составе бортовых ИВК, размещенных на борту летающих лабораториях, при этом ошибки измерения параметров входных ВЧ- сигналов (ПС, НП) u(t) класса А3Е либо F3E не превышают ± 1…1,5 дБ во всем диапазоне эксплуатационных значений уровней несущей ПС (НП) U. Однако для определения ЭДР бортовых антенн ЛА по величине коэффициентов К.(f;f), К(f;f) (1) в реальных условиях наземных и летных испытаний и эксплуатации ЛА требуется пересчет измеренных уровней несущей ПС РПД  на входе АФТ передающей антенны и уровня несущей НП  на антенном выходе измерительной аппаратуры из-за отличия комплексных сопротивлений антенного выхода встроенного генератора тест- сигнала u(t) в составе измерительной аппаратуры и ее антенного входа от фактических значений комплексных сопротивлений антенного выхода РПД и антенного входа РПМ в составе ЛА, наличия переотражений основного и побочных излучений РПД от подстилающей поверхности и радиоконтрастных местных предметов и их многолучевого и дифракционного распространения в реальных условиях наземных и летных испытаний и эксплуатации ЛА, что приводит к существенному усложнению программно-математического обеспечения (ПМО) и процесса измерения ЭДР бортовых антенн известными, рекомендованными в НТД и ТД [3-7] способами.
Широкому применению известных способов двухпортовых измерений ЭДР бортовых антенн ЛА в составе ЛА в летных условиях препятствуют также существенные изменения условий безопасного полета ЛА из-за нарушения конструктивной и функциональной целостности (единства) бортовых РПМ и РПД с АФТ их приемных и передающих антенн при подключении измерительной аппаратуры непосредственно к АФТ анализируемой пары бортовых антенн после их отсоединения от бортовых РПМ и РПД, что приводит к полной утрате работоспособности бортовых РПД и РПМ в составе ЛА, воспринимается как необратимые в полете отказы двух функциональных устройств (РПМ и РПД), влияющих на безопасность полета ЛА и требует изменения плана всего полета от взлета ЛА до его посадки согласно указаниям Руководства по летной эксплуатации ЛА по выполнению полетов при необратимых отказах РПД и РПМ. Возникают также определенные технические трудности при размещении на борту ЛА измерительной аппаратуры и рабочего места для ее технического обслуживания, в обеспечении электропитания аппаратуры общего назначения от бортовой системы электроснабжения ЛА с частотой 400 Гц и ее работоспособности с низкими уровнями вносимых амплитудных и фазовых НЧ- шумов при мощных акустических и вибрационных воздействиях работающих двигателей ЛА, случайных перемещениях и вибрациях аэродинамических поверхностей и фюзеляжа ЛА в полете. Возникает также необходимость изготовления и размещения на борту ЛА сервисных ВЧ-кабелей или оптоволоконных линий связи, достигающих по длине десятков метров, для подключения измерительной аппаратуры к АФТ бортовых антенн крупногабаритных транспортных самолетов и вертолетов большой грузоподъемности, что увеличивает трудоемкость и длительность технического обслуживания и снижает надежность бортовых PC и бортового РНО с телефонным выходом при их летных испытаниях и эксплуатации в составе ЛА.
pпм
pпд
pпм
pпд
1.4. Нарушение конструктивной и функциональной целостности (единства) бортовых РПМ и РПД с АФТ их приемных и передающих антенн в составе ЛА при двухпортовых измерениях ЭДР бортовых антенн ЛА известными способами, рекомендованными в НТД и ТД [3-8], можно устранить при подключении измерительной аппаратуры к АФТ бортовых антенн ЛА через направленные ответвители или делители мощности, установленные в разрыв между антенным входом РПМ и антенным выходом РПД с одной стороны и АФТ их приемной и передающей антенн с другой, что приводит к определенному функциональному усложнению АФТ бортовых антенн и к увеличению омических потерь (затухания) АФТ. Возможно также использование для этих целей односигнальных способов однопортовых измерений ЭДР бортовых антенн ЛА, для которых характерно то, что источником напряжения НП  на антенном входе измерительной аппаратуры является автономный сервисный имитатор НП  или программируемый генератор стандартных сигналов (ГСС), соединенный с АФТ передающей антенны РПД либо непосредственно, либо через направленный ответвитель или делитель мощности, что позволяет упростить измерение ЭДР бортовых антенн ЛА при наличии расстройки |f-f| между литерными частотами РПМ и РПД и определение минимальной «защитной» расстройки |f-f|, необходимой для соответствия ЭДР бортовых антенн ЛА требованиям НТД методами частотной регламентации РПМ и РПД. Известны также односигнальные способы косвенных однопортовых измерений ЭДР бортовых антенн ЛА, обеспечивающих прямое измерение напряженности электрических и магнитных полей основного и побочного излучения РПД бортовой PC или автономного имитатора НП  (ГСС) в свободном пространстве вблизи анализируемой приемной антенны РПМ дополнительной измерительной антенной, размещенной на борту или вблизи ЛА и соединенной с антенным входом измерительной аппаратуры калиброванным ВЧ- кабелем. При этом возникает необходимость пересчета результатов измерения напряженностей поля в значения уровня несущей ВЧ- напряжения НП  на антенном входе РПМ по априорно известным или предварительно измеренным электродинамическим параметрам и характеристикам анализируемой пары приемных и передающих антенн и их АФТ, антенного входа РПМ и антенного выхода РПД или автономного имитатора НП  (ГСС) с использование их математических моделей и специального ПМО. Согласно опубликованным материалам относительные ошибки количественной оценки ЭДР бортовых антенн ЛА по напряжению или по мощности как соотношения измеренных уровней несущих  или мощности  могут достигать 3…5 дБ и более из-за отсутствия достоверных исходных данных о фактических значениях комплексных входных и выходных сопротивлений АФТ приемных и передающих антенн ЛА и их РПМ и РПД с многократным перекрытием рабочих литерных частот, а также из-за методических ошибок, обусловленных приближенным характером используемых математических моделей, и вычислительных ошибок ПМО.
пc(нп)
Сведения об аппаратурной реализации известных односигнальных способов прямых и косвенных однопортовых измерений параметров входных ВЧ- сигналов (ПС, НП) u(t) на антенном выходе АФТ приемных антенн ЛА в аэродромных и летных условиях в составе стационарных аэродромных ИВК и ИВК автомобильных или летающих лабораторий приведены в патенте РФ на изобретение RU 2638079 «Способ измерения азимутальной диаграммы направленности антенны в составе наземных подвижных объектов больших размеров и устройство для его осуществления» [8] с приоритетом от 19.10. 2016 г., в патенте RU 2638079 «Способ измерения пространственной диаграммы направленности антенны воздушного судна в полете» [9] с приоритетом от 28.06. 2017 г., в патенте RU 2251803 «Способ определения информационных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков» [10] с приоритетом от 20.07. 2004 г. и в патенте RU 2267862 «Устройство для определения информационных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков» [11] с приоритетом от 20.07.2004 г. Оснащение транспортных ЛА или хотя бы определенной части их парка аналогичными бортовыми ИВК на постоянной основе для оперативного контроля ЭДР бортовых антенн ЛА и других технических характеристик бортовых РПМ в ближайшее время не представляется возможным по финансовым и техническим соображениям, так как требует существенных финансовых затрат, затрат труда и времени на доработку или разработку вновь бортовой измерительной аппаратуры, на ее размещение на борту ЛА и техническое обслуживание при испытаниях и эксплуатации в составе ЛА.
нп
нп
нп
пop.cш
cш
1.5. Необходимость использования функционально сложной, сложной в эксплуатации и дорогостоящей измерительной ВЧ- аппаратуры на бА3Е измерительных приемников и анализаторов спектра общего и специального сервисного назначения для измерения ЭДР бортовых антенн ЛА в составе ЛА в наземных и летных условиях обусловлена тем, что в составе существующего парка бортовых PC и бортового РНО с аналоговой и цифровой обработкой сигналов отсутствуют аппаратные технические средства и не предусмотрено необходимое программно- алгоритмическое обеспечение для измерения уровня несущей U ВЧ-напряжения НП u(t) на телефонном и других информационных НЧ-выходах РПМ не только по постоянному току, но на низких (звуковых) частотах во всем динамическом диапазоне эксплуатационных значений уровней несущей НП U, достигающих для РПМ бортовых PC 90…100 дБ относительно пороговой чувствительности РПМ U по напряжению собственного ВЧ- шума u(t) и 70…80 дБ для РПМ бортового РНО с телефонном выходом. В составе бортовых РПМ и их АФТ отсутствуют также прецизионные аттенюаторы и программно - алгоритмические средства для изменения уровней входных ВЧ-сигналов (ПС, НП) на антенных входах РПМ на 90…100 дБ с шагом менее 10 дБ.
пс(нп)
вых.пс
пс
пc
пc
вых.пc
пc
пop.cш
cш
выx.пc
пc
пop.cш
выx.нп
нп
выx.пc
пc
Согласно требованиям НТД [1, 2, 4] бортовые РПМ с телефонным - выходом, независимо от их функционального назначения, должны обеспечивать в составе ЛА эффективную стабилизации уровней полезных звуковых сигналов (речи) в наушниках авиагарнитуры экипажа ЛА во всех ожидаемых условиях испытаний и эксплуатации ЛА для безопасного прослушивания экипажем ЛА звуковых сигналов (речи) с разборчивостью речи не хуже 3-х баллов по пятибалльной шкале. Выполнение этого требования обеспечивает задержано-усиленная система автоматической регулировки усиления (АРУ) бортового РПМ по высокой, промежуточным и низким частотам (ВЧ, ПЧ и НЧ) в штатных режимах радиоприема РПМ излучения класса А3Е либо F3E с двухполосной аналоговой AM либо ЧМ и дополнительно каскады амплитудного ограничения входных ЧМ- сигналов (ПС, НП) u(t) в выходном (оконечном) УПЧ РПМ. При этом штатная эксплуатационная АХ РПМ U(U) по его телефонному выходу как функция уровня несущей U напряжения ПС u(t) класса А3Е либо F3E на антенном выходе РПМ с типовыми эксплуатационными параметрами информационной двухполосной аналоговой AM либо ЧМ является существенно нелинейной в динамическом диапазоне РПМ. Начальный монотонно возрастающий участок АХ U(U) обычно не превышает 20…25 дБ относительно пороговой чувствительности РПМ U по напряжению собственного ВЧ- шума u(t), а нелинейный плоский участок АХ (с малой локальной крутизной АХ dU/dU << 1) простирается до верхней границы динамического диапазона РПМ, достигающей 90…100 дБ относительно U, что не позволяет использовать напряжение НП u(t) на телефонном выходе РПМ для оперативной оценки уровней несущей НП U на нелинейном плоском участке штатной эксплуатационной АХ РПМ U(U).
нп
выx.пc
пc
Отсутствуют также возможность изменения затухания встроенных ВЧ- аттенюаторов бортовых РПМ и РПД более, чем на 20…25 дБ для каждого из них, что недостаточно для однозначного измерения уровня несущей НП U на начальном монотонно возрастающем и на нелинейном плоском участках штатной эксплуатационной АХ РПМ U(U).
нп
Чтобы устранить указанные технические ограничения, присущие РПМ с телефонным выходом существующего парка бортовых PC и бортового РНО в составе ЛА без их существенной схемотехнической и программно- алгоритмической доработки или их разработки вновь, в данном изобретении предложен способ решения актуальной технической проблемы (задачи) оперативного инструментального контроля ЭДР приемных и передающих антенн ЛА в наземных и летных условиях на основе иных радиотехнических принципов и иных технических решений, чем в известных способах, изложенных в публикациях [3-11]. При этом в качестве измерительной аппаратуры предложено использовать бортовой РПМ с телефонным выходом и РПД бортовой PC как источник немодулированного НП u(t) для РПМ, соединенные штатно с анализируемой парой приемных и передающих антенн ЛА коаксиальными или иными ВЧ- разъемами их АФТ, встроенные или съемные НЧ-вольтметр и милливольтметр с микропроцессором на телефонном выходе РПМ и ВЧ-вольтметр на антенном выходе РПД, а также средства магнитной регистрации и ЭВМ с дисплеем, принтером и флеш- накопителем в штатных режимах их работы в составе ИВК ЛА.
эдр.н
рпд
рпм
эдр.м
рпд
рпм
рпд
рпд
нп
нп
вых.сш
выx.нп
вых.cш
вых.нп
нп
выx.cш
вых.нп
Заявленный способ позволяет определить ЭДР каждой пары бортовых антенн ЛА во величине коэффициентов К(f;f), К(f;f) (1), обеспечивая в процессе ОКРА прямое измерение ВЧ- вольтметром РПД эффективного значения (уровня) несущей U немодулированного напряжения u(t) основного излучения (ПС) РПД на его антенном выходе и вычисление уровня несущей U немодулированного напряжения НП u(t) на антенном входе РПМ по результатам прямых измерений и усреднения по выборке НЧ-вольтметром и/или милливольтметром (мультиметром) с микропроцессором текущих эффективных значений (уровней) U(t), U(t) напряжения собственного НЧ- шума u(t) и u(t) на телефонном выходе РПМ в исходном и соответственно основном измерительном режимах ОКРА в отсутствии и при воздействии немодулированной НП u(t) с последующей регистрацией и совместной обработкой измеренных уровней U(t), U(t) бортовым магнитным регистратором и ЭВМ в составе ИВК при условиях (1а).
Решение указанной технической проблемы (задачи) заявленным способом без привлечения для этих целей измерительной аппаратуры общего и специального сервисного назначения в односигнальных режимах двухпортовых и однопортовых антенных измерений известными способами, изложенными в публикациях [3-11], позволяет существенно повысить технико-экономическую эффективность наземных и летных испытаний и эксплуатации бортовых PC и бортового РНО с телефонным выходом в составе ЛА за счет существенного сокращения материальных затрат, затрат труда и времени на их материально-техническое обеспечение и техническое обслуживание в составе ЛА.
пc(нп)
выx.k
вых.k
вых.пс(нп)
пс(нп)
пс(нп)
пс(нп)
В патенте на изобретение RU №2708061 С1 «Способ оперативной инструментальной оценки энергетических параметров полезного сигнала и непреднамеренных помех на антенном входе бортового радиоприемника с телефонным выходом в составе летательного аппарата» [12] с приоритетом от 29.12.2018 г. и датой первой публикации 04.12.2019 г. для оперативной оценки энергетических параметров входных ВЧ-сигналов (ПС, НП) u(t) на антенном входе РПМ используют результаты прямого измерения, регистрации и обработки текущих эффективных значений (уровней) U(t) НЧ-напряжения u(t) на телефонном выходе РПМ в трех (k = 0, 1, 2) односигнальных режимах дополнительного оперативного контроля (ДОК) РПМ по семейству нормированных градуировочных АХ РПМ U/(U) как функций уровня несущей ПС (НП) U на антенном входе РПМ, полученных предварительно (до начала ДОК) в пяти - семи односигнальных режимах градуировки, аналогичных односигнальным режимам ДОК, и нормированной градуировочной детекторной характеристике (ДХ) РПМ, полученной на этапе ДОК с использованием результатов измерения уровня несущей ПС (НП) U в процессе ДОК.
вых.тc
тc
тс
В описании изобретения к патенту [12] указано, что предложенные в патенте радиотехнические принципы и технические средства можно использовать также для иных функциональных назначений, в их числе для количественной оценки технического состояния и технических характеристик бортовых средств радиосвязи и радионавигации, оснащенных бортовыми РПМ с телефонным выходом, и в частности, ЭДР бортовых приемных и передающих антенн ЛА, без конкретизации существенных отличительных признаков и условий практической реализации предложенных принципов в иных функциональных назначениях. В заявленном изобретении предложенные в патенте [12] радиотехнические принципы, штатные бортовые PC и бортовое РНО с телефонным выходом, бортовые магнитные регистраторы и ЭВМ в составе ИВК ЛА используются в комплексе по иному функциональному назначению, а именно для оперативного инструментального контроля ЭДР приемных и передающих антенн бортовых PC и бортового РНО в составе ЛА. Это позволяет использовать в процессе ОКРА в качестве измерительной ВЧ-аппаратуры используют бортовой РПМ с телефонным выходом и РПД бортовой PC, соединенные штатно с анализируемой парой приемных и передающих антенн ЛА, встроенные или съемные НЧ- вольтметр и милливольтметр (мультиметр) с микропроцессором на телефонном выходе РПМ и ВЧ- вольтметр на антенном выходе РПД, магнитный регистратор и ЭВМ с дисплеем, принтером и флеш-накопителем в составе ИВК ЛА, а также более простые для реализации технические решения по рациональному выбору (оптимизации) условий, параметров и режимов работы бортовых РПМ и РПД в двух режимах ОКРА, и за счет этого повысить технико-экономическую эффективность наземных и летных испытаний и эксплуатации бортовых PC и бортового РНО с телефонным выходом в составе ЛА и существенно (по крайней мере, в полтора - два раза) сократить объем измерений и вычислений на этапе ОКРА ЛА и в 3…5 раз на этапе градуировки нормированной АХ РПМ U(U) как функции уровня несущей тест-сигнала U на антенном входе РПМ по сравнению с объемом измерений и вычислений способом, предложенным в патенте [12].
вых.сш.ном
выx.cш
пс(нп)
Общими известными признаками данного изобретения и изобретения по патенту [12] является лишь включение РПД и РПМ в штатных режимах их радиопередачи и соответственно радиоприема излучения класса А3Е либо F3E («телефония» с аналоговой двухполосной AM либо ЧМ), а также установка в начале исходных режимов ОКРА и ДОК РПМ номинального, заданного в ТД уровня U напряжения собственного НЧ- шума u(t) на телефонном выходе РПМ в отсутствии входных ВЧ- сигналов (ПС, НП) u(t) на антенном входе РПМ, что не влияет на существенные признаки, характеризующие заявленный способ как альтернативный. Вследствие существенного различая совокупности отличительных признаков и функционального назначения предложенный в патенте [12] способ не является прямым аналогом данного заявленного способа и может рассматриваться лишь как его дальний аналог. Таким образом, среди известных способов, изложенных в публикациях [3-12], не обнаружено прямых аналогов заявленному способу.
2. Сущность заявленного способа и характеризующие его признаки
2.1. Основной технический результат, на достижение которого направлено заявленное изобретение, - это решение актуальной технической проблемы (задачи) обеспечения оперативного контроля ЭДР приемных и передающих антенн бортовых PC и бортового РНО с телефонным выходом при их наземных и летных испытаниях и эксплуатации в составе ЛА без привлечения для этих целей измерительной аппаратуры общего и сервисного назначения на бА3Е измерительных приемников и анализаторов спектра и автономных имитаторов ПС (НП) или ГСС, что позволяет существенно повысить технико-экономическую эффективность оперативного контроля ЭДР бортовых антенн ЛА за счет сокращения финансовые затрат, затрат труда и времени на материально- техническое обеспечение и техническое обслуживание бортовых PC и бортового РНО с телефонным выходом при их наземных и летных испытаниях и эксплуатации в составе ЛА.
Заявленные технические результаты изобретения достигаются благодаря тому, что заявленный способ базируется на иных радиотехнических принципах функционирования и иных технических решениях, чем известные по публикациях [3-11] способы, при этом в качестве измерительной аппаратуры в процессе ОКРА в наземных и летных условиях используют бортовой РПМ с телефонным выходом и РПД бортовой PC, соединенные штатно с анализируемой парой приемных и передающих антенн ЛА коаксиальными или иными ВЧ- разъемами их антенно-фидерных трактов (АФТ), встроенные или съемные НЧ- вольтметр и милливольтметр (мультиметр) с микропроцессором на телефонном выходе РПМ и ВЧ-вольтметр на антенном выходе РПД, а также средства магнитной регистрации и ЭВМ с дисплеем, принтером и флеш-накопителем в составе ИВК ЛА, обеспечивающие в комплексе с РПМ и РПД количественную оценку ЭДР бортовых антенн ЛА по напряжению (эдр.н) и по мощности (эдр.м) по величине коэффициентов
нп
рпд
нп
рпд
рпд
рпд
рпд
нп
нп
нп
pпд
нп
выx.cш
вых.нп
вых.сш
вых.нп
нп
являющихся по определению обратной величиной модуля комплексного коэффициента связи анализируемых бортовых антенн по напряжению U/U < 1 и соответственно коэффициента связи бортовых антенн по мощности Р/Р < 1; для чего в процессе ОКРА измеряют ВЧ- вольтметром эффективное значение (уровень) несущей U ВЧ- напряжения u(t) с частотой несущей f немодулированного основного излучения (полезного сигнала) РПД на его антенном выходе и определяют эффективное значение (уровень) несущей U немодулированного напряжения непреднамеренной помехи (НП) u(t) с частотой несущей f=f на антенном входе РПМ, обусловленной основным излучением (ПС) РПД, используя в качестве первичной измерительной информации для количественной оценки уровня несущей НП U и коэффициентов (1) измеренные и усредненные по выборке НЧ- вольтметром и милливольтметром (мультиметром) с микропроцессором текущие эффективные значения (уровни) U(t), U(t) напряжения собственного НЧ-шума u(t) и u(t) на телефонном выходе РПМ в исходном и соответственно основном измерительном режимах ОКРА в отсутствии и при воздействии на антенном входе РПМ немодулированной НП u(t) при условии, что в основном измерительном режиме ОКРА
рпд.min
рпд.min
рпд
рпд
pпд
рпд
где U и P - минимальные эксплуатационные значения уровня несущей U и мощности  немодулированного напряжения ПС РПД u(t) на входе АФТ анализируемой передающей антенны; R - активное входное сопротивление передающей антенны на частоте f, приведенное ко входу ее АФТ;
нп.min
нп.min
нп
нп
нп
рпд
рпм
нп
рпд
рпд
рпм
U и Р - минимальные эксплуатационные значения уровня несущей U и мощности  немодулированного напряжения НП u(t) с частотой несущей f=f на антенном входе РПМ; R - активное сопротивление антенного входа РПМ на частоте НП f=f; (в типовом случае R ≈ R ≈ 50 Ом).
рпм
рпд
вых.сш.ном
вых.пс.max
вых.сш
пc
нп
вых.пc.max
вых.пc
пc
вых.cш
выx.cш
cш
сш
вых.сш
вых.сш
выx.cш
а). При этом в начале исходного режима ОКРА включают электропитание анализируемой пары бортовых РПМ и РПД ЛА, органами управления РПМ и РПД устанавливают их в штатных режимах радиоприема и радиопередачи излучения класса А3Е либо F3E («телефония» с двухполосной аналоговой AM либо ЧМ) на совпадающих или близких литерных частотах f≈f при выключенном излучении РПД; органом ручной регулировкой усиления (РРУ) или автоматически ЭВМ устанавливают максимальное усиление РПМ при выключенном подавителе шума РПМ бортовой PC, а органом ручной регулировки громкости (РРГ) РПМ - номинальный уровень U ≈ (0,2…0,3)⋅U напряжения собственного НЧ-шума (сш) u(t) на телефонном выходе РПМ в отсутствии на его антенном входе ПС u(t), НП u(t) и аддитивных помех других типов, где U - заданный в технической документации (ТД) максимальный эксплуатационный уровень НЧ-напряжения ПС u(t) на телефонном выходе РПМ в штатном режиме радиоприема ПС u(t) класса А3Е либо F3E с типовыми эксплуатационными параметрами двухполосной аналоговой AM либо ЧМ; после чего измеряют НЧ- вольтметром РПМ, регистрируют и усредняют во выборке магнитным регистратором и бортовой ЭВМ текущее значение уровня U(t) напряжения собственного НЧ- шума (сш) РПМ u(t) на его телефонном выходе с объемом выборки N >> 1 и частотой выборки F ≤ 100 Гц; документируют флеш- накопителем ЭВМ вычисленное значение усредненного по выборке уровня U собственного НЧ- шума РПМ u(t) и используют U при дальнейших вычислениях в процессе ОКРА.
рпд
рпд
pпд
рпм
рпд
рпд
нп
нп
нп
рпд
нп
нп.пр
ад.нп
чд.нп
вых.нп
вш
вш
oп
oп
нп
вых.нп
вых.нп
нп
нп
вых.нп
выx.нп
вых.нп
выx.сш
вых.сш
(б). В основном измерительном режиме ОКРА включают анализируемый РПД бортовой PC в штатном режиме радиопередачи немодулированного ПС u(t) класса А3Е либо F3E с уровнем несущей U и частотой несущей f ≈ f; измеряют ВЧ- вольтметром и документируют ЭВМ уровень несущей ПС U; одновременно передающая антенна излучает ПС u(t) в свободное пространство; приемная антенна РПМ принимает это излучение как НП и формирует на антенном входе РПМ немодулированное ВЧ- напряжение НП u(t) с уровнем несущей U и частотой несущей f=f; далее РПМ обеспечивает предварительную и первичную обработку напряжения НП u(t) на высокой (ВЧ) и ненулевых промежуточных (ПЧ) частотах, амплитудное либо частотное детектирование преобразованного (пр) по частоте немодулированного напряжение НП u(t) класса А3Е либо F3E в несинхронном (без вспомогательного опорного напряжения) амплитудном детекторе (АД) либо соответственно в аналогичном балансном частотном детекторе (ЧД) дифференцирующего типа; усиливают выходное НЧ-напряжение АД u(t) либо ЧД u(t) в линейном УНЧ с АРУ и формируют на телефонном выходе РПМ напряжение НЧ- шума u(t), мгновенные значения которого в первом приближении прямо пропорциональны сумме вносимого (вш) РПМ амплитудного (АШ) m(t) либо фазового (ФШ) ϕ(t) НЧ- шума и остаточной паразитной (on) AM m(t) либо ФМ m(t) немодулированного ВЧ- напряжения НП u(t) на антенном входе РПМ; далее НЧ- милливольтметром (мультиметром) с микропроцессором измеряют и усредняют по выборке стандартными методами текущее эффективное значение (уровень) U(t) напряжения-вносимого РПМ НЧ-шума u(t) на телефонном выходе РПМ с объемом выборки N >> 1 и частотой выборки F ≤ 100 Гц после окончания переходных процессов в функциональных устройствах РПМ, охваченных замкнутой системой АРУ; регистрируют магнитным регистратором и ЭВМ в составе ИВК ЛА усредненный по выборке уровень U напряжения вносимого РПМ НЧ- шума u(t), нормируют U относительно усредненного по выборке уровня U собственного НЧ- шума РПМ u(t) в сходном режиме ОКРА, регистрируют в оперативной памяти и в съемном флеш-накопителе ЭВМ вычисленное значение соотношения уровней НЧ- шума РПМ
нп
вых.нп
а затем определяют путем графических построений или графо- аналитически на ЭВМ уровень несущей НП U на антенном входе РПМ по вычисленному значению δ (2) и нормированной градуировочной амплитудной характеристике (АХ) РПМ
тс
тс
нп
вых.нп
вых.нп
вых.нп.min
гвых.тс.min
гвых.тс
тс
гвых.тс
тс
гвых.тс.min
полученной предварительно (до начала измерений на этапе ОКРА) как функции уровня несущей U тест- сигнала (ТС) u(t), имитирующего немодулированное ВЧ- напряжение НП u(t) на антенном входе РПМ в основному измерительном режиме ОКРА; при этом за вычисленное на этапе ОКРА значение уровня несущей НП  принимают то значение уровня несущей тест- сигнала  при котором измеренное значение δ (2) удовлетворяет условиям 1 > δ > δ > δ и совпадает с нормированной градуировочной АХ δ(U) (3) на ее монотонно убывающем участке 1 > δ(U) > δ, т.е.:
вых.нп.min
вых.нп
нп
oп
оп
нп
вых.нп
нп
нп
где δ < 0,002…0,003 - минимальное значение соотношения уровней δ(U) (2), обусловленное остаточной паразитной AM m(t) либо ФМ ϕ(t) немодулированного ВЧ- напряжения НП u(t), на нижнем плоском участке функциональной зависимости δ(U) от уровня несущей НП U.
эдр.н
рпд
рпм
эдр.м
рпд
рпм
pпм
pпд
pпд
рпм
При выполнении условий (1а) вычисляют ЭВМ количественные значения коэффициентов К(f;f), К(f;f) (1), а затем экспертными методами или автоматически на ЭВМ оценивают их соответствие требованиям НТД к ЭДР анализируемой пары бортовых антенн ЛА по напряжению (эдр.н) и по мощности (эдр.м); при несоответствии коэффициентов (1) требованиям НТД повторяют процесс ОКРА после перестройки РПМ и/или РПД на соседние литерные частоты f, f и определяют минимальную «защитную» расстройку |f - f| между литерными частотами РПМ и РПД, необходимую для соответствия ЭДР антенн требованиям НТД методами частотной регламентации РПМ и РПД.
вых.нп
вых.нп
нп
нп.min
нп
вых.нп
нп
вых.нп
вых.сш
вых.нп.
вых.нп.min
выx.нп.min
выx.cш
вых.нп
oп
оп
нп
вых.нп
нп
гвых.тс
тс
Возможность практического осуществления заявленного способа в соответствии с условиями и последовательностью действий, изложенными выше в п. 2.1,обусловлена тем, что функциональная зависимость усредненного по выборке уровня U напряжения вносимого РПМ НЧ- шума u(t) на телефонном входе РПМ в штатном режиме радиоприема излучения класса А3Е либо F3E от уровня несущей НП U > U немодулированного напряжения НП u(t) на антенном входе РПМ подчинена радиофизической закономерности, положенной в основу заявленного способа, согласно которой указанная функциональная зависимость U(U) является монотонно убывающей в диапазоне значений U, удовлетворяющих условиям U ≥ U ≥ U, где U << U - минимальное значение уровня НЧ- шума U, зависящее от уровня остаточной паразитной (oп) AM m(t) либо ФМ ϕ(t) немодулированного напряжения НП u(t) в полосе пропускания РПМ по его телефонному выходу, что позволяет использовать измеренные значения соотношения уровней δ (2) в качестве первичной измерительной информации для определения уровня несущей НП U (4) по нормированной градуировочной АХ РПМ U(U) (3) и количественной оценки ЭДР анализируемой пары бортовых антенн ЛА по величине коэффициентов (1).
Изложенные выше в подразделе 2.1 признаки заявленного способа являются существенными и характеризуют его как альтернативный способ, не имеющий по совокупности существенных его признаков и функциональному назначению прямых аналогов среди известных по публикациям [3-9] способов.
гвых.тс
тс
2.2. Существенными признаками, характеризующими заявленный способ оперативного контроля ЭДР приемных и передающих антенн ЛА по п. 2.1, являются также условия и последовательность действий при градуировке нормированной АХ РПМ δ(U) (3) на этапе подготовки ОКРА по алгоритмам п. 2.1.
гвых.тс
тс
нп
тс
тс
тс
pпд
гвых.тс
тс
гвых.сш
гвых.cш
гвых.сш
вых.сш
вых.сш.ном
Градуировку нормированной АХ РПМ δ(U) (3) выполняют до начала измерений на этапе ОКРА в лабораторно- стендовых условиях или как вариант в составе ЛА в аэродромных условиях, используя автономный сервисный имитатор НП u(t) или генератор стандартных сигналов (ГСС) в качестве источника немодулированного тест- сигнал (ТС) u(t) на антенном входе РПМ с калиброванным уровнем несущей U и с частотой несущей f, совпадающей с литерной частотой РПД f, при этом последовательность действий и условия градуировки нормированной АХ РПМ δ(U) (3) в исходном режиме идентичны в основном последовательности действий и условиям ОКРА в исходном режиме, изложенном в подпункте 2.1(a), и завершается вычислением и регистрацией в оперативной памяти и в флеш- накопителе ЭВМ усредненного по выборке уровня U напряжения собственного НЧ- шума РПМ u(t) на его телефонном выходе, при этом U≈U≈U.
гвых.тc
тc
нп
тс
тс
тс
рпд
тс
пop.cш
cш
пop.cш
гвыx.тc
гвых.тс
гвш
гвш
тc
гтc
гтc
тс
В основном измерительном режиме градуировки нормированной АХ РПМ δ(U) (3) включают автономный имитатор НП u(t) (ГСС) в режиме генерации немодулированного тест- сигнала u(t) с уровня несущей U и частотой несущей f=f и устанавливают поочередно фиксированные значения уровня несущей U в диапазоне от 0 до 65…70 дБ относительно пороговой чувствительности РПМ U по напряжению собственного ВЧ-шума u(t) сначала с шагом не более 3…5 дБ до значений 20…25 дБ, а затем с шагом 5…10 дБ до значений 65…70 дБ относительно U. Одновременно милливольтметром (мультиметром) с микропроцессором РПМ измеряют и усредняют по выборке стандартными методами текущее эффективное значение (уровень) U(t) напряжения НЧ- шума u(t) на телефонном выходе РПМ, обусловленного вносимым РПМ амплитудным m(t) либо фазовым ϕ(t) НЧ-шумом и остаточной паразитной AM либо ФМ немодулированного тест- сигнала u(t), с объемом выборки N >> 1 и частотой выборки F ≤ 100 Гц при всех значениях уровня несущей ТС U, использованных на этапе градуировки.
гвых.тс
тс
гвых.сш
гвых.сш
гвых.тс
тс
гвых.сш
гвых.тс
тс
тс
гвых.тс
тс
гвых.тс
тс
нп
Далее нормируют ЭВМ усредненный по выборке уровень вносимого РПМ НЧ- шума U(U) относительно усредненного по выборке уровня U собственного НЧ- шума РПМ u(t) в исходном режиме градуировки, регистрируют вычисленные значения соотношения уровней U(U)/U в оперативной памяти и в флеш- накопителе ЭВМ в виде двумерного массива числовых данных, отображают эти данные на экране дисплея ЭВМ в виде графика нормированной градуировочной АХ РПМ δ(U) (3) как функции уровня несущей тест- сигнала U в двойном логарифмическом масштабе; документируют график АХ δ(U) (3) в виде его распечатки на бумажном носителе принтером ЭВМ, а затем на этапе ОКРА используют нормированную градуировочную АХ δ(U) (3) для определения уровня несущей НП U (4) на антенном входе РПМ и количественной оценки ЭДР анализируемых бортовых антенн ЛА по величине коэффициентов (1).
вых.нп
вых.нп.min
oп
оп
нп
рпд
рпм
атт
рпд
атт
рпд
рпм
гвых.тс
тс
вых.нп.min
гвых.тс.min
2.3. Существенными признаками, характеризующими заявленный способ оперативного контроля ЭДР приемных и передающих антенн ЛА по п. 2.1, является также то, что в сложной помеховой обстановке, когда измеренное значение соотношения уровней δ (2) совпадает или находится вблизи его ожидаемого минимального значения δ ≤ 0,002…0,003 (менее минус 50…54 дБ), обусловленного остаточной паразитной AM m(t) либо ФМ ϕ(t) немодулированного напряжения НП u(t) на антенном входе РПМ, то повторяют процесс измерений в основном измерительном режиме-ОКРА по алгоритмам подраздела 2.1(б) при включенном затухании δ>>1 аттенюатора РПД и, если этого недостаточно, - при включенном дополнительно затухании δ >> 1 аттенюатора РПМ, при этом фактическую величину затухания по напряжению δ=δ аттенюатора РПД или затухания по напряжению δ=δ⋅δ включенных одновременно аттенюаторов РПД и РПМ устанавливают такой, чтобы вычисленные повторно значения соотношения уровней  > 0,002…0,003 (более минус 50…54 дБ) и уровня несущей НП  находились на монотонно убывающем участке нормированной градуировочной АХ δ(U) > 0,002…0,003 > δ > δ; после чего определяют ЭДР анализируемых бортовых антенн ЛА по напряжению (эдр.н) и по мощности (эдр.м) по величине коэффициентов
где  - мощность немодулированного ВЧ- напряжения НП  вычисленная повторно в процессе ОКРА по уровню несущей НП
рпд
рпм
рпм
пкп
рпм
пкп
pпд
рпд
пи
рпд
пи
рпд.пи
pпд
рпд
рпд
pпм
В общем случае, когда РПД и РПМ анализируемой пары бортовых антенн работают одновременно в несовпадающих сопредельных или разнесенных диапазонах частот, -их рабочие литерные частоты f и f на этапе ОКРА устанавливают по результатам предварительного частотно- энергетического анализа, исходя из условий, что номинальная (назначенная) частота f основного канала приема (ОКП) РПМ или литерные частоты kf; k ≠ 1, квазилинейных и нелинейных побочных каналов приема (ПКП) РПМ совпадают с литерной частоты f основного излучения (ПС) РПД u(t) или с литерной частотой kf, k ≠ 1 побочного излучения (пи) РПД u(t) на кратных и дробных гармониках и субгармониках частоты f, или с побочными комбинационными частотами РПД; после чего в процессе ОКРА измеряют уровень несущей  основного излучения (ПС) u(t) на антенном выходе РПД и вычисляют уровень несущей НП  на антенном входе РПМ по алгоритмам подраздела 2.1 при настройке РПД и РПМ на несовпадающие рабочие литерные частоты f ≠ f, а затем определяют ЭДР анализируемой пары бортовых антенн ЛА по напряжению (эдр.н) и по мощности (эдр.м) по более общим выражениям, чем выражения (4), при различных количественных значениях коэффициентов  входящих в состав выражений (6),:
где  - мощность ПС РПД  и НП  на антенном входе РПМ, вычисленная по результатам измерения уровня несущей ПС РПД  и вычисления уровня несущей НП
рпд.пи
пи
рпд
пи
пкп
рпм
пкп
пкп
рпд.пи
пи
pпд
γрпд.пи << 1 - заданный в ТД относительный уровень мощности побочного излучения (пи) РПД u(t) с литерной частотой kf, k ≠ 1, совпадающей с номинальной литерной частотой kf ОКП РПМ (при k = 1) или ПКП РПМ (при k ≠ 1), при этом γ=1, k=1 для основного излучения (ПС) РПД с литерной частотой f;
рпм.вх
пи
рпд
пи
рпд
пи
пи
γ(kf) << 1 - заданная в ТД частотная избирательность по мощности избирательного контура на антенном входе РПМ с учетом выходного импеданса АФТ приемной антенны на литерной частоте kf основного (k=1) и побочного (k ≠ 1) излучения РПД;
рпм.пкп
пкп
рпм
пкп
пи
рпд
пи
пи
рпм.пкп
пкп
рпм
β >>1 - заданный в ТД относительный уровень восприимчивости ПКП РПМ по мощности с номинальной литерной частотой ПКП kf, k ≠ 1, совпадающей с литерной частотой kf основного (k=1) или побочного (k ≠ 1) излучения РПД, при этом β=1, k;=1 для ОКП РПМ с номинальной литерной частотой ОКП f.
пи
рпд.пи
пкп
рпм.пкп
рпд
пкп
рпм
При k=1, γ=1 и k ≠ 1, β >> 1 выражения (6) используют для определения ЭДР бортовых антенн ЛА при совпадении литерной частоты f основного излучения РПД с литерной частотой kf ПКП РПМ;
пи
рпд.пи
пкп
рпм.пкп
пи
рпд
рпм
при k ≠ 1, γ << 1 и k=1, β=1 - для определения ЭДР бортовых антенн ЛА при совпадении литерной частоты kf побочного излучения РПД с литерной частотой f ОКП РПМ;
пи
рпд.пи
пкп
рпм.пкп
пи
рпд
пкп
рпм
при k ≠ 1, γ << 1 и k ≠ 1, β >> 1 - для определения ЭДР бортовых антенн ЛА при совпадении литерной частоты kf побочного излучения РПД с литерной частотой kf ПКП РПМ;
пи
пкп
рпд.пи
рпм.пкп
рпд
рпм
рпм.вх
рпд
рпд
а при k=k=1 и γ=β=1 выражения (6) используют вместо выражений (1) для определения ЭДР анализируемой пары бортовых антенн ЛА с совпадающими или близкими литерными частотами РПД и РПМ f ≈ f с учетом частотной избирательности антенного входа РПМ по ОКП γ(f) на частоте основного излучения РПД f.
Изложенные выше в подразделах 2.1, 2, 2.3 признаки заявленного способа являются существенными и характеризуют его как альтернативный способ, не имеющий по совокупности существенных характерных признаков и функциональному назначению прямых аналогов среди известных способов, изложенных в публикациях [3-12].
3. Перечень чертежей.
3.1. Сущность заявленного изобретения и возможность его практического осуществления поясняется чертежами фиг.1, фиг.2 и фиг.3.
Фиг. 1. Типовая структурная схема бортового или аэродромно- бортового ИВК ЛА, реализующего заявленный способ на этапе ОКРА при отработке, испытаниях и эксплуатации бортовых PC и бортового РНО с телефонным выходом в составе ЛА в наземных и летных условиях.
гвых.тc
тc
Фиг. 2. Типовая структурная схема аэродромного или аэродромно- бортового ИВК ЛА для градуировки нормированной АХ РПМ δ(U) (3) в лабораторно- стендовых условиях или в составе ЛА в аэродромных условиях.
гвых.тс
тс
тс
тс
вых.пс
пс
пc
тс
пc
пc
пс
Фиг. 3. Нормированная градуировочная АХ δ(U) (3) (график 18) в основном измерительном режиме градуировки РПМ при немодулированном тест- сигнале (ТС) u(t) в двойном логарифмическом масштабе как функция уровня несущей ТС U на антенном входе РПМ серийной бортовой PC типа «Баклан» и его нормированная штатная эксплуатационная АХ δ(U) (график 19) как функция уровня несущей U=U напряжения ПС РПМ u(t) с типовыми эксплуатационными значениями параметров информационной гармонической AM m(t) (с коэффициента М=0,9 и частотой 1 кГц) на антенном входе РПМ в штатном режиме радиоприема излучения класса А3Е.
3.2. В типовом случае в состав ИВК фиг.1 входят:
нп
рпд
рпд.пи
нп
рпм
бортовая приемная антенна 1, соединенная штатно коаксиальным или иным ВЧ-разъемом АФТ 2 с антенным входом РПМ 3 бортовой PC или бортового РНО - объекта воздействия напряжения НП u(t), обусловленного смодулированным основным u(t) или побочным (пи) u(t) излучением РПД 10 другой бортовой PC ЛА - источника НП u(t) для РПМ 3; в типовом случае в состав АФУ 2 входят согласующее ВЧ-устройство для согласования комплексного выходного сопротивления приемной антенны 1 по выходу АФТ 2 с комплексным сопротивлением антенного входа РПМ в диапазоне его рабочих литерных частот f, ВЧ- аттенюатор с дискретно регулируемым затуханием, направленный ответвитель или делитель ВЧ- мощности с ВЧ- разъемом для подключения измерительной аппаратуры к антенному входу РПМ, коммутаторы и ряд других устройств;
вых.сш
вых.нп
выx.сш
выx.нп
нп
встроенные или сервисные НЧ- вольтметр 4а и милливольтметр (мультиметр) 4б с микропроцессором на телефонном выходе РПМ 3, магнитный регистратор 5 и ЭВМ 6 с дисплеем 7, принтером 8 и флеш- накопителем 9 в составе бортового ИВК ЛА; при этом НЧ- вольтметр 4а и милливольтметр (мультиметр) 4б с микропроцессором обеспечивают измерение и усреднение по выборке текущих эффективных значений (уровней) U(t) И U(t) напряжения собственного НЧ-шума РПМ u(t) и соответственно вносимого РПМ 3 амплитудного либо фазового НЧ- шума u(t) на телефонном выходе РПМ в исходном и соответственно в основном измерительном режимах ОКРА (в отсутствии и при воздействии немодулированного ВЧ-напряжения НП u(t) на антенном входе РПМ в штатном режиме радиоприема излучения класса А3Е либо F3E);
вых.сш
вых.нп
вых.нп
нп
вых.нп
гвых.тс
тс
гвых.тс
тс
нп
бортовой магнитный регистратор 5, обеспечивающий регистрацию усредненных по выборке уровней НЧ- шума РПМ U и U, и бортовая или аэродромная ЭВМ 6, обеспечивающая проверку условий (1а) и при их выполнении - вычисление соотношения усредненных уровней δ (2), уровня несущей НП U (4) на антенном входе РПМ по вычисленному значению δ (2) и нормированной градуировочной АХ РПМ δ(U) (3) и определение ЭДР бортовых антенн ЛА по общим выражениям (1), (5), (6) с последующей экспертной оценкой соответствия измеренных значений ЭДР требованиям НТД и в случае несоответствия - условий обеспечения ЭДР бортовых антенн ЛА методами частотной регламентации бортовых РПМ и РПМ; при этом ЭВМ 6 обеспечивает отображение на экране дисплея 7 нормированной градуировочной АХ РПМ δ(U) (3) в двойном логарифмическом масштабе, определение уровня несущей НП U (4) на антенном входе РПМ путем графических построений, показанных на фиг.3, или графо- аналитически; а принтер 8 и флеш- накопитель 9 ЭВМ 6 - документирование и накопление результатов оперативного контроля ЭДР бортовых антенн ЛА;
нп
рпд
рпд
pпд
РПД 10 бортовой PC - источник НП u(t) для РПМ 3, соединенный штатно коаксиальным ВЧ-разъемом АФТ 11 с передающей антенной 12 (в типовом случае в состав АФТ 11 входят те же устройства, что и в АФТ 2); встроенный ВЧ- вольтметр 13 для измерения уровня несущей U напряжения ПС u(t) РПД 10 на его антенном выходе и входе АФТ 11 и дополнительно на этапе ОКРА двухпозиционный переключатель 14 для обнуления модулирующего НЧ-напряжения ларингофона 15 авиагарнитуры оператора бортовой PC на сигнальном входе амплитудного либо частотного модулятора РПД 10 с целью ослабления влияния НЧ- шумов и кондуктивных НЧ- помех ларингофона 15, бортовых цепей ЛА и входных цепей модулятора РПД на уровни остаточной паразитной AM и ФМ немодулированного основного излучения (ПС) РПД u(t).
В случае отсутствия в составе АФТ 2 и/или АФТ 11 встроенного ВЧ- аттенюатора с дискретно регулируемым затуханием или при необходимости увеличения их затухания на этапе ОКРА устанавливают дополнительно на выходе АФТ 2 и/или на входе АФТ 11 сервисный калиброванный аттенюатор с регулированным затуханием на ≈ 40…50 дБ.
гвых.тс
тс
тс
тc
нп
В состав ИВК фиг.2, обеспечивающего градуировку нормированной градуировочной РПМ δ(U) (3) в лабораторно- стендовых условиях или в составе ЛА в аэродромных условиях, входят те же функциональные устройства 3-9, 13-15, что и в ИВК фиг.1, и дополнительно автономный сервисный имитатор (или программируемый ГСС) 16, формирующий калиброванный тест- сигнал u(t) с регулируемым уровнем несущей U, имитирующий немодулированное ВЧ- напряжение НП u(t) на антенном входе РПМ 3 в составе ИВК фиг.1 на этапе ОКРА; калиброванный ВЧ- кабель 17 с согласующим устройством и коаксиальными ВЧ- разъемами для подключения сервисного имитатора (или ГСС) 16 к антенному входу РПМ 3.
3.3. Нормальное функционирование бортовой PC ЛА, выполненной по схеме полудуплексного приемопередатчика (транссивера), работающей в составе ЛА и ИВК фиг.1 как РПМ 3, а в составе ИВК фиг.2 как РПД 10 и содержащей ряд совмещенных функциональных ВЧ- и НЧ- устройств (приемопередающую антенну 1, 12, АФТ 2, 11, согласующее устройство, ВЧ- аттенюатор, ВЧ- коммутаторы и ряд других устройств, не показанные на фиг.1 и фиг.2), обеспечивают:
электронные пульты и устройства электродистанционного управления параметрами и режимами работы бортовой PC как РПМ 3 и как РПД 10 и их отдельных функциональных устройств и технических средств (рабочей литерной частотой PC, параметрами и видом информационной аналоговой AM либо ЧМ, ручной регулировкой усиления (РРУ) РПМ по ВЧ, ПЧ и НЧ, ручной регулировкой громкости (РРГ) звука, подавителем НЧ- шума на телефонном выходе РПМ, затуханием встроенного ВЧ- аттенюатора РПМ или РПД и др.);
рпд
вых.пс(нп)
вых.пс(нп)
нажимные переключатели (тангенты), размещенные на рычагах управления ЛА в кабине пилотов и обеспечивающие при их нажатии включение бортовой PC как РПД в режиме излучения ПС u(t) класса А3Е либо F3E с двухполосной аналоговой AM либо ЧМ соответственно при модуляции РПД звуковым сигналом (голосом) оператора PC, а при их отжатии - выключение радиоизлучения РПД и включение бортовой PC как РПМ в штатном режиме радиоприема излучения класса А3Е либо F3E; низкоомные или высокоомные наушники авиагарнитуры оператора PC, подключенные к телефонному выходу РПМ для прослушивания и экспертной органолептической оценки слышимости (уровня U) и качества (разборчивости речи) напряжения ПС (НП) u(t) на телефонном выходе РПМ;
pпд
ларингофон 15 авиагарнитуры оператора бортовой PC - источник модулирующего НЧ- напряжения амплитудного либо частотного модулятора РПД 10 в штатном режиме радиопередачи основного излучения (ПС) u(t) класса А3Е либо F3E при модуляции РПД звуковым сигналом(голосом) оператора бортовой PC.
устройства сопряжения РПМ и РПД бортовой PC в составе ЛА и ИВК фиг.1 и фиг.2 с бортовым и сервисными электронным оборудованием (бортовыми системами регистрации, накопления, вторичной обработки и отображения измерительной информации, средствами электронной, звуковой и световой индикации и сигнализации ЛА и ИВК), которые отличаются большим разнообразием и требуют уточнения для каждого типа PC и ЛА.
выx.пc
пc
пc
пc
пc
нп
гвых.тс
тс
гвых.нc
пc
пc
вых.нп
гвых.тс
тс
гвых.тс
тс
вых.пс
пс
вых.нп
выx.пc
пc
вх
нп
сш
3.4. Заданную в НТД форму штатной существенно нелинейной плоской выходной АХ РПМ U(U) как функции уровня несущей U входного ПС u(t) бортового РПМ в штатных режимах радиоприема излучения ПС класса А3Е либо F3E с типовыми эксплуатационными значениями информационной аналоговой AM либо ЧМ обеспечивают функциональные устройства РПМ, охваченные замкнутой задержанно- усиленной системой АРУ по ВЧ, ненулевым ПЧ и НЧ, а также каскады амплитудного ограничения преобразованного по частоте входного ЧМ- напряжения ПС (НП) u()(t) в выходном (оконечном) УПЧ. График 18 фиг.3 позволяет судить о форме нормированной градуировочной АХ δ(U) (3) РПМ серийной бортовой PC «Баклан» ближней радиосвязи MB- диапазона в основном измерительном режиме градуировки РПМ, а график 19 фиг.3 - о форме нормированной эксплуатационной АХ δ(U) по телефонному выходу РПМ в штатном режиме радиоприема ПС u(t) с типовыми эксплуатационными параметрами информационной гармонической AM. На оси ординат системы координат графиков фиг.3 в точке 20 отложено измеренное на этапе ОКРА значение соотношения уровней δ (2) > 0,002…0,003. Через точку 20 проведена пунктирная горизонтальная линия, пересечение которой в точке 21 с графиком 18 нормированной градуировочной АХ РПМ δ(U) (3) определяет однозначно уровень несущей НП  на антенном входе РПМ (точка 22 на оси абсцисс системы координат), так как она находится на монотонно убывающем участке нормированной градуировочной АХ δ(U). В отличие от этого нормированная эксплуатационной АХ РПМ δ(U) при  не позволяет однозначно определить значение уровня несущей НП  (4), так как измеренное значение δ (2) находится на нелинейном плоском участке АХ δ(U) (в точке 23 на графике 19 фиг.3). 4. Раскрытие сущности и осуществление заявленного изобретения 4.1. Для раскрытия физической сущности заявленного изобретения и обоснования возможности его практического осуществления в ИВК фиг.1 и ИВК фиг.2 необходимо учесть, что реальное ВЧ- напряжение u(t)=u(t)+u(t) на антенном входе РПМ 3 в основном измерительном режиме ОКРА представляет собой аддитивную смесь ВЧ-напряжения немодулированной НП
нп
нп
пи
pпд
oп
oп
0
cш
с уровнем несущей НП U, частотой несущей f=k⋅f, остаточной паразитной (oп) AM m(t) <<1 и ФМ ϕ(t) << 1, произвольной начальной фазой ϕ и собственного ВЧ- шума РПМ u(t), обусловленного широкополосными тепловыми, дробовыми, регенерацмонными-рекомбинационными и диффузионными ВЧ- шумами и шумами других типов (фликкер-шумами, токораспределения и т.д.) пассивных и активных электрорадиоэлементов (ЭРЭ) входных функциональных устройств РПМ 3, приведенными к его антенному входу.
вх
нп
сш
нп
Вследствие этого реальное входное ВЧ- напряжение РПМ 3 u(t)=u(t)+u(t) является квазигармоническим ВЧ- колебанием, аналогичным НП u(t) (7),
нп
вх
нп
вш
вш
нп
cш
которое отличается от напряжения НП u(t) (7) лишь уровнем несущей U > U и наличием амплитудного (АШ) m(t) и фазового (ФШ) ϕ(t) НЧ- шума, вносимого РПМ 3 в процессе предварительной и первичной обработки немодулированного напряжения НП u(t) (7) в РПМ 3 в условиях воздействия собственного ВЧ- шума РПМ u(t).
пop.cш
сш
вш
вш
вш
Используя результаты анализа статистических характеристик огибающей и фазы аддитивной смеси гармонического сигнала и нормального белого шума с ограниченной дисперсией, изложенные в научно- технической литературе, (и как пример, в монографии [13]. В.И. Тихонов. Нелинейные преобразования случайных процессов. - М.: Радио и связь, 1986, (стр. 35-38 и стр. 40, 41), можно показать, что в первом приближении при уровнях несущей НП, превышающих в 3…5 раз (на 10…14 дБ) номинальную пороговую чувствительность РПМ U по напряжению собственного ВЧ- шума u(t), вносимые РПМ АШ m(t) и ФШ ϕ(t) подчинены близким к нормальному законам распределения их вероятностей (для вносимого АШ m(t) - распределению Релея - Райса), стационарны, не коррелированы в совпадающие моменты времени и равновелики (в среднеквадратичном).
вш
вш
pпм.выx
нп
пор.сш
нп
нп
Среднеквадратичные значения (уровни) АШ m(t) и ФШ ϕ(t) в полосе пропускания РПМ по его телефонному выходу Δf≤2…3,5 кГц подчинены следующей радиотехнической закономерности, положенной в основу заявленного способа, а именно: они не превышают 0,1…0,2 (≈ минус 14…20 дБ) при U ≥ (3…5)⋅U и монотонно убывают, стремясь к нулю при безграничном увеличении уровня несущей НП U, что позволяет использовать их в качестве первичной измерительной информации для количественной инструментальной оценки заявленным способом уровня несущей НП U (4) на антенном входе РПМ и ЭДР бортовых антенн ЛА по величине коэффициентов (1).
вх
вш
вш
oп
оп
нп
вx.пp
рпм.выx
вых.нп
нп
нп
вш
вш
oп
оп
нп
oп
оп
нп
гвых.тс
тс
вш
вш
вш
вш
вш
вш
вш
pпм.выx
В процессе предварительной и первичной обработки входного ВЧ- сигнала u(t) (8) в РПМ 3 вносимые РПМ АШ m(t) << 1 и ФШ ϕ(t) << 1 и остаточные паразитные AM m(t) << 1 и ФМ ϕ(t) << 1 напряжения НП u(t) (7) подвергаются в основном линейной фильтрации и линейной амплитудно- фазовой (АФК) и фазо- амплитудной (ФАК) конверсии (взаимным линейным преобразованиям AM в ФМ и наоборот) в пределах полосы пропускания выходного (оконечного) УПЧ РПМ, а после амплитудного либо частотного детектирования преобразованного входного ВЧ- сигнала РПМ u(t) (8) в несинхронном (без вспомогательного опорного напряжения) АД либо в аналогичном ЧД дифференцирующего типа -линейной фильтрации и линейным искажениям в линейном УНЧ с АРУ в пределах полосы пропускания РПМ по телефонному выходу Δf<2…3,5 кГц. Вследствие этого диапазон монотонного уменьшения нормированного уровня δ(U) (2) как функции уровня несущей НП U на антенном входе РПМ совпадает с диапазоном монотонного уменьшения суммарного уровня вносимого РПМ АШ m(t) либо ФШ ϕ(t) и остаточной паразитной AM m(t) либо ФМ ϕ(t) на телефонном выходе РПМ 3 при увеличении уровня несущей НП U и ограничен снизу уровнем паразитной AM m(t) либо ФМ ϕ(t) немодулированного напряжения НП u(t) (7) на антенном входе РПМ 3. Тем же закономерностям подчинена нормированная градуировочная АХ РПМ δ(U) (3), а также вносимый РПМ частотный (ЧШ) НЧ- шум Δf(t), поскольку по определению вносимый РПМ ЧШ Δf(t) является 1-й производной вносимого РПМ ФШ ϕ(t) с нормирующим коэффициентом 2π, так как 2π⋅Δf(t) = dϕ(t)/dt, а уровни вносимых РПМ ЧШ Δf(t) и ФШ ϕ(t) в полосе пропускания РПМ по его телефонному выходу Δf связаны прямо пропорциональной зависимостью.
oп
оп
рпд
нп
pпм.выx
oп
оп
нп
нп
Согласно требованиям НТД [1-4] предельно допустимые относительные уровни остаточной паразитной AM m(t) и ФМ ϕ(t) немодулированного основного излучения (ПС) u(t) РПД бортовой PC и напряжения немодулированной НП u(t) (7 не должны превышать 1% (минус 40 дБ) в полосе пропускания РПМ 3 по его телефонному выходу Δf ≈ 2…3,5 кГц. Обычно эти требования выполняются на практике с запасом в 10…15 дБ и более, вследствие чего фактические уровни остаточной паразитной AM m(t) либо ФМ ϕ(t) немодулированного напряжения НП u(t) на антенном входе РПМ 3 ИВК фиг.1 не превышают 0.003…0,002 (минус 50…54 дБ) относительно уровня несущей НП U.
нп
нп
нп
oп
оп
pпд
oп
оп
Включение затухания дискретно регулируемых на 20…25 дБ встроенных аттенюаторов РПД 10 и РПМ 3 позволяет увеличить диапазон измеряемых уровней несущей НП U на 40…50 дБ (с 50…55 дБ до 90…100 дБ) и обеспечить измерение уровней несущей НП U (4) во всем диапазоне их эксплуатационных значений на этапе ОКРА. Существуют также реальные возможности дальнейшего увеличения диапазона измеряемых уровней НП U на 25…30 дБ за счет снижения уровней квазигармонических и гармонических составляющих (свистов) с узкополосными и линейчатыми спектрами в составе остаточной паразитной AM m(t) и ФМ ϕ(t) немодулированного ПС РПД u(t) до уровней шумовых составляющих AM m(t) либо ФМ ϕ(t) с непрерывными (сплошными) спектрами, технически реализованных в бортовых РЛС и серийных измерительных приемниках и анализаторах спектра типа [7].
гвых.тс
тс
гвых.тс
тс
гвых.тс
тс
тс
тс
нп
4.2. О технической осуществимости заявленного способа и возможности достижения заявленных технических результатов изобретения свидетельствуют результаты прямых измерений нормированной градуировочной АХ δ(U) (3) РПМ серийных бортовых PC ближней и дальней радиосвязи в лабораторно- стендовых условиях и, как пример, нормированная градуировочная АХ δ(U) (3) РПМ бортовой PC «Баклан» МВ-диапазона (график 18 фиг.3), отображающий реальную АХ δ(U) (3) как функцию уровня несущей U тест- сигнала u(t), имитирующего немодулированное ВЧ- напряжение НП u(t) (7) на антенном входе РПМ на этапе ОКРА.
вых.нп
тс
тс
пop.cш
нп
вых.нп
нп
oп
оп
гвых.тс
тс
вых.пс
пс
пc
тс
тс
пc
вых.сш.ном
выx
cш
гвых.тс
тс
вых.пc
пc
тс
пc
тс
Согласно результатам измерений, показанных на фиг.3 (график 18), нормированная градуировочная АХ РПМ δ(U) (3) монотонно убывает при уровнях несущей тест-сигнала U ≤ 1,5 мВ.эфф, что превышает номинальную пороговую чувствительность РПМ по напряжению шума U ≈ 1 мкВ.эфф на ≈ 68 дБ и гарантирует (с запасом ≈ 10…15 дБ) возможность однозначного измерения уровня несущей НП U при значениях соотношения уровней δ(U) (2), превышающих 0,002…0,003 (минус 50…54 дБ) при типовых значениях уровней паразитной остаточной AM m(t) и ФМ ϕ(t). Форма нормированной градуировочной АХ δ(U) (3) на этапе ОКРА и нормированной эксплуатационной АХ δ(U) РПМ бортовой PC «Баклан» при U=U (графики 18 и19 фиг.3) является типичной для бортовых PC диапазонов MB и ДМВ. Для указанных АХ характерно то, что их начальные значения при U=U=0 тождественно равны 1 независимо от номинального уровня U собственного НЧ- шума u.(t) на телефонном выходе РПМ, установленного в начале исходных режимов ОКРА и градуировки АХ в отсутствии на антенном входе РПМ входных ВЧ- сигналов (ПС, НП, ТС), и существенное отличие формы нормированной градуировочной АХ РПМ δ(U) и нормированной эксплуатационной АХ РПМ δ(U) при изменении уровней несущей тест- сигнала U и ПС U=U в диапазоне их эксплуатационных значений.
вых.пс
пс
пc
гвых.тс
тс
тс
пop.cш
гвых.тс.min
тс
гвых.тс
тс
гвых.тс.min
вых.нп.min
вых.нп.min
вых.нп
нп
нп
oп
нп
вых.тс
тс
тс
тc.min
пop.cш
пop.cш
cш
пc
вых.пс
пс
нп
пop.cш
нп
Нормированная эксплуатационная АХ РПМ δ(U) (график 19 фиг.3) имеет монотонно возрастающий начальный участок при уровнях несущей U<18 мкВ.эфф и далее существенно нелинейной плоский участок. В отличие от этого нормированная градуировочная АХ РПМ δ(U) (3) (график 18 фиг.3) имеет плоский начальный участок АХ при уровнях несущий тест- сигнала U≤(2…3) U и далее монотонно убывающий участок до минимального значения δ на ее нижнем плоском участке, зависящего от фактического значения уровня остаточной паразитной AM напряжения тест- сигнала u(t) на антенном входе РПМ в процессе градуировки АХ δ(U) (3), причем обычно δ < δ, где δ ≤ 0,002…0,003 (минус 50…54 дБ) - фактическое минимальное значение нормированного уровня δ(U) (2) как функции уровня несущей НП U (4), зависящее от фактического значения уровня остаточной паразитной AM m(t) напряжения НП u(t) (7) на антенном входе РПМ 3. Для нормированной градуировочной АХ РПМ δ(U) (3) (график 18 на фиг.3) характерно ее монотонное уменьшение при изменении уровня несущей тест- сигнала U в диапазоне от U > (2…3) U до ≈ 2,5 мВ.эфф, т.е. в диапазоне ≈ 65 дБ относительно пороговой чувствительности РПМ U. ≈ 1 мкВ.эфф по напряжению собственного ВЧ- шума РПМ u(t), что существенно (на ≈ 40 дБ) превышает диапазон монотонного изменения уровня несущей ПС U на начальном монотонно возрастающем участке нормированной штатной эксплуатационной АХ РПМ δ(U) от ≈ 1,5 мкВ.эфф до ≈ 18 мкВ.эфф и свидетельствует о возможности измерения заявленным способом уровней несущей НП U (4), превышающих пороговую чувствительность РПМ по шуму U по крайней мере на 50…55 дБ. Включение встроенных дискретно регулируемых аттенюаторов РПМ 3 и РПД 10 с суммарным затуханием аттенюаторов 40…50 дБ позволяет расширить диапазон измеряемых уровней несущей НП U (4) до 90…100 дБ без привлечения для этих целей измерительной аппаратуры общего и специального сервисного применения и без нарушения конструктивной и функциональной целостность (единства) РПМ 3 и РПД 10 с АФТ их приемной 1 и передающей 12 антенн.
гвых.тс
тс
гвых.тc
тc
тс
гвых.тс.мах
тс
тc.max
пop.cш
тс
пop.cш
гвых.тс.min
гвых.тс
тс
нп
гвых.тс
тс
тс
пop.cш
гвых.тс.min
нп
4.3. При большом разнообразии аппаратурной схемотехнической и режимно-параметрической реализации входных функциональных устройств РПМ с телефонным выходом и программно- алгоритмического обеспечения бортовых PC и бортового РНО с аналоговой и цифровой обработкой сигналов в диапазонах ГКМВ, ДКМВ, MB и ДМВ, возможны варианты, когда нормированная градуировочная АХ РПМ δ(U) (3) является «жесткой» с немонотонным изменением ее начального участка. В этом случае АХ РПМ δ(U) сначала монотонно возрастает относительно ее начального значения 1 при U=0, достигает своего максимального значения δ > 1 при некотором значении U=U>U, а затем монотонно убывает, возвращается к исходному значению 1 при U ≈ (3…5) U и стремится далее к своему минимальному значению δ << 1 на нижнем плоском участке АХ δ(U). Для однозначной количественной оценки уровня несущей НП U (4) на антенном входе РПМ 3 и ЭДР бортовых антенн 1, 12 в составе ИВК фиг.1 по общим выражениям (1), (5), (6) следует использовать монотонно убывающий участок «жесткой» градуировочной АХ РПМ δ(U) < 1 в пределах от U ≥ (3…5) U до (1,5…2) δ, что практически не влияет на диапазон измеряемых уровней несущей НП U (4) и нижнюю границу измеряемых значений коэффициентов (1), (5), (6).
вых.нп
гвых.тc
тc
гвых.тc
тc
вх.cш
нп
пop.cш
нп
пop.cш
нп
cш
нп
нп
вых.нп
нп
нп
гвых.тc
тc
вых.нп.min
вых.нп
гвых.тс
тс
гвых.тс
тс
гвых.тc
тc
тс
гвых.сш
гвых.сш
вх
В принципе, ЭДР бортовых антенн ЛА можно вычислить по выражениям (1), (5), (6) по величине нормированного уровня δ (2), измеренного на этапе ОКРА, не прибегая к процессу градуировки нормированной АХ РПМ δ(U) (3), а используя результаты аналитического расчета АХ δ(U) при наличии необходимых исходных данных о значениях коэффициента шума РПМ F(U), пороговой чувствительности РПМ по напряжению U(U) и мощности P(U) собственного ВЧ- шума РПМ u(t) на антенном входе РПМ и коэффициента усиления РПМ K(U) = U/U по телефонному выходу РПМ как нелинейных функций уровня несущей НП U на антенном входе РПМ на этапе ОКРА. Однако в ТД современных бортовых PC и бортового РНО с телефонным выходом отсутствует в необходимом объеме требуемая информация для расчета нормированной градуировочной АХ РПМ δ(U) (3), не известно также, является ли АХ на ее начальном участке «мягкой » или «жесткой», а также фактическое минимальное значение δ соотношения уровней δ (2) на его нижним плоском участке, что требует либо дополнительных измерений на этапах подготовки и выполнения ОКРА в ИВК фиг.1, либо выполнения градуировки нормированной АХ РПМ δ(U) (3) в ИВК фиг.2 до начала ОКРА. При этом градуировка нормированной АХ δ(U) (3) более предпочтительна, так как позволяет получить необходимые объективные сведения о фактической форме АХ δ(U) как функции уровня несущей ТС U при различных уровнях U собственного НЧ- шума u(t) на телефонном выходе РПМ в исходном режиме градуировки с учетом всей совокупности нелинейных, параметрических и флюктуационных процессов во всех функциональных устройствах РПМ 3, охваченных замкнутой системой АРУ, и в каскадах амплитудного ограничения преобразованного по частоте входного ЧМ- сигнала РПМ u(t) (8) в выходном (оконечном) УПЧ РПМ. Указанные сведения необходимы также для аналитических расчетов и математического моделирования функциональной и технико- экономической эффективности бортовых PC и бортового РНО в составе ЛА в летных условиях с учетом ЭДР их бортовых антенн, которые в настоящее время отличаются большой сложностью и трудоемкостью и требуют привлечения БЦВМ и разработки специального ПМО.
нп
эдр.н
рпд
рпм
эдр.м
рпд
рпм
4.4. Примеры осуществления заявленного способа. Примером реального осуществления заявленного способа на этапе ОКРА является ИВК фиг.1, содержащий в своем составе анализируемые приемную 1 и передающую 12 антенны, соединенные коаксиальными ВЧ-разъемами АФТ 2, 11 с бортовыми РПМ 3 и РПД 10, и дополнительно технические средства 4-9 и 13-15, входящие в состав ИВК ЛА и бортовой PC - источника немодулированного напряжения НП u(t) (7) и обеспечивающие в комплексе оперативный контроль ЭДР анализируемой пары бортовых антенн 1, 12 по величине коэффициентов К(f;f), К(f;f) (1), (5), (6) без привлечения для этих целей измерительной ВЧ-аппаратуры общего и специального сервисного назначения типа измерительных приемников и анализаторов спектра, а также измерительных антенн, автономных имитаторов ПС (НП) или ГСС.
В процессе ОКРА ИВК фиг.1 выполняет принципиально необходимые технологические операции и последовательность действий, изложенные в подразделах 2.1 и 2.3, а именно:
выx.cш
выx.нп
вых.сш
вых.нп
нп
рпд
рпд.пи
вых.сш
вых.нп
выx.cш
вых.нп
вых.нп
нп
вых.нп
гвых.тс
тс
измерение и усреднение по выборке стандартными методами НЧ- вольтметром 4а, магнитным регистратором 5 и ЭВМ 6 и соответственно милливольтметром (мультиметром) 4б с микропроцессором текущих эффективных значений (уровней) U(t), U(t) напряжения НЧ- шума РПМ u(t), u(t) на телефонном выходе РПМ в исходном и соответственно основном измерительном режимах ОКРА (в отсутствии и при воздействии немодулированного напряжения НП u(t) (7) на антенном входе РПМ 3) при работе РПД 10 в штатном режиме радиопередачи немодулированного основного u(t) и побочного u(t) излучения; регистрацию в оперативной памяти ЭВМ 6 и флеш- накопителе 9 ЭВМ 6 усредненных во выборке уровней U, U напряжения НЧ- шума РПМ u(t), u(t) и их совместную обработку ЭВМ 6, обеспечивающую вычисление соотношения уровней δ (2), определение уровня несущей U (4) на антенном входе РПМ 3 по вычисленному значению δ (2) и нормированной градуировочной АХ РПМ δ(U) (3), количественную оценку ЭДР бортовых антенн 1, 12 по величине коэффициентов (1), (5), (6) с последующей экспертной оценкой или автоматически на ЭВМ 6 их соответствия требованиям НТД.
Оперативный контроль ЭДР бортовых антенн ЛА заявленным способом в ИВК фиг.1 для наиболее сложного варианта его аппаратурной реализации в супергетеродинном РПМ 3 бортовой PC ЛА, спроектированной по схеме полудуплексного приемопередатчика (транссивера), выполняют в следующей последовательности действий.
pпм
вых.сщ.ном
выx.cш
пс(нп)
вых.сш
вых.cш
сш
cш
вых.сш.
вых.cш
В начале исходного режима ОКРА включают РПМ 3 на выбранной рабочей или свободной (незанятой) литерной частоте f в штатном режиме радиоприема излучения класса А3Е либо F3E; выключают подавитель шума (ПШ), устанавливают органами управления РПМ или автоматически ЭВМ номинальный, заданный в ТД уровень U напряжения собственного НЧ- шума u(t) на телефонном выходе РПМ в отсутствии входных ВЧ- сигналов (ПС и НП) u(t) на его антенном входе при выключенном излучении РПД 10; после чего последовательно измеряют, регистрируют и усредняют по выборке стандартными методами НЧ- вольтметром 4а, магнитным регистратором 5 и ЭВМ 6 соответственно текущие выборочные значения уровня U(t) напряжения собственного НЧ- шума РПМ u(t)Ha его телефонном выходе с объемом выборки N>>1 и частотой выборки F ≤ 100 Гц, после чего регистрируют в оперативной памяти ЭВМ 6 и флеш-накопителем 9 вычисленное значение усредненное по выборке уровня U собственного НЧ- шума РПМ u(t) для дальнейших расчетах на этапе ОКРА.
нп
pпд
рпд
pпд
pпм
рпд
pпд
рпд
В основном измерительном режиме ОКРА включают РПД 10 бортовой PC - источник НП u(t) для РПМ 3 в штатном режиме радиопередачи немодулированного основного излучения (ПС) u(t) с уровнем несущей U и литерной частотой f, совпадающей с литерной частотой f РПМ 3, при закороченном двухпозиционным переключателем 14 сигнальном входе амплитудного либо частотного модулятора РПД 10 для уменьшения влияния кондуктивных НЧ- помех и НЧ- шумов ларингофона 15, бортовых линий связи и входной цепи модулятора РПД на уровни остаточной паразитной AM и ФМ РПД. После чего измеряют ВЧ- вольтметром 13 уровень несущей U напряжения ПС РПД u(t) на входе АФТ 11 передающей антенны 12 и регистрируют магнитным регистратором 5 и ЭВМ 6 в составе ЛА измеренное значение U для использования при дальнейших вычислениях на этапе ОКРА.
рпд
нп
нп
нп
рпд
сш
вх
вх
вx.пp
ад
чд
вых.нп
нп
вых.нп
вых.нп
вых.нп
вых.нп
вых.нп
нп
Одновременно передающая антенна 12 излучает ПС РПД u(t) в свободное пространство, приемная антенна 1 принимает это излучение как НП для РПМ 3 вследствие недостаточной ЭДР приемной 1 и передающей 12 антенн и формирует на выходе АФТ 2 немодулированное напряжение НП u(t) (7) с уровнем несущей U и частотой несущей f=f, которое поступает на антенный вход РПМ 3, работающего в штатном режиме радиоприема излучения класса А3Е либо F3E, подвергается в РПМ 3 предварительной и первичной обработки в аддитивной смеси с напряжением u(t) собственного ВЧ- шума РПМ. При этом РПМ 3 последовательно обеспечивает усиление входного ВЧ- сигнала u(t) (8) в линейном малошумящем УВЧ, преобразование по частоте на ненулевые промежуточные частоты (ПЧ), усиление в линейных УПЧ, охваченных замкнутой системой АРУ, и в каскадах амплитудного ограничение ЧМ- сигнала u(t) (8) в выходного (оконечного) УПЧ РПМ; амплитудное либо частотное детектирование преобразованного (пр) ВЧ- сигнала u(t) соответственно в несинхронном АД (без вспомогательного опорного напряжения) либо в аналогичном балансном ЧД дифференцирующего типа (с входной избирательной ВЧ- нагрузкой в виде расстроенных резонансных LC- контуров); усиление выходного НЧ- напряжения АД u(t) либо ЧД u(t) в линейном УНЧ с АРУ при выключенном подавителе шума (ПШ) РПМ с последующей вторичной обработкой напряжения вносимого РПМ НЧ- шума НП u(t) на телефонном выходе РПМ как источника первичной измерительной информации для определения уровня несущей НП U (4) на антенном входе РПМ и вычисления коэффициентов (1). В процессе вторичной обработки измеряют и усредняют по выборке милливольтметром (мультиметром) 4б с микропроцессором текущие значения уровня u(t) напряжения вносимого РПМ НЧ-шума u(t) на телефонном выходе РПМ, регистрируют магнитным регистратором 5 вычисленное значение усредненного по выборке уровня НЧ- шума РПМ U, а затем вычисляют ЭВМ 6 соотношение усредненных по выборке уровней НЧ- шума δ (2) и используют вычисленное значение δ (2) эля определения уровня несущей НП U (4) и количественной оценки ЭДР бортовых антенн ЛА по выражениям (1), (5), (6).
вых.сш
вых.нп
вых.нп.min
вых.нп
нп
Прослушивание и органолептическая оценка оператором бортовой PC характера звуковых сигналов (НЧ- шума) u(t), u(t) на телефонном выходе РПМ 3 позволяет выявить наличие в их составе гармонических и квазигармонических составляющих (свистов) с линейчатыми и узкополосными амплитудными спектрами, существенно влияющих на минимальное значение δ соотношения уровней δ (2) и диапазон его монотонного уменьшения при увеличении уровня несущей НП U (4) на антенном входе РПМ.
гвых.нп
тс
тс
тc
нп
гвых.тс
тс
Последовательность действий и условия градуировки нормированной градуировчной АХ РПМ δ(U) (3) в ИВК фиг.2 в исходном и основном измерительном режимах градуировки аналогичны последовательности действий и условиям выполнения двух аналогичных режимов ОКРА в ИВК фиг.1. Существенным отличием является лишь использование вместо РПД 10 бортовой PC ЛА автономного сервисного имитатора (ГСС) 16 в качестве источника калиброванного тест- сигнала u(t) с регулируемым уровнем несущей U, имитирующего немодулированное напряжение НП u(t) (7) на антенном входе РПМ 3 в составе ИВК фиг.1 на этапе ОКРА. Таким образом, ИВК фиг.1 и ИВК фиг.2 практически реализуют предложенные технические решения, организационно-технические мероприятия и алгоритмы по подготовке и выполнению двух аналогичных режимов ОКРА и градуировки нормированной АХ РПМ δ(U) (3), что обеспечивает достижение основного технического результата изобретения - решение актуальной технической проблемы (задачи) оперативного контроля ЭДР приемных и передающих антенн бортового РНО с телефонным выходом и бортовых PC в составе ЛА в наземных и летных условиях на основе иных радиотехнических принципов функционирования, иных технических решений и более простых технических средств измерения, чем в известных способах, изложенных в публикациях [3-9], без нарушения функциональной и конструктивной целостности РПМ 3 с АФТ 2 приемной антенны 1 и РПД 10 с АФТ 11 передающей антенны 12.
гвых.тс
тс
гвых.тс
тс
выx.пc
пc
пc
тс
пc
пc
пс
пc
тс
гвыx.cш
гвыx.тc
гвых.сш
гвыx.тc
гвых.cш
гвых.тс
TC
пор.см
cш
гвых.тс
тс
вых.сш.ном
гвых.сш
гвых.сш
гвых.тс
4.5. Работоспособность ИВК фиг.1 и ИВК фиг.2, реализующих заявленный способ на этапах ОКРА и градуировки нормированной АХ РПМ δ(U) (3), подтверждена результатами их разработки, лабораторных испытаний и апробации при предварительных заводских и сертификационных испытаниях опытных образцов ЛА (самолетов и вертолетов) в наземных и летных условиях и, в частности, результатами градуировки в лабораторно-стендовых условиях и использования на этапе ОКРА в составе опытного образца ЛА нормированной градуировочной АХ РПМ δ(U) (3) (график 18 фиг.3) серийной бортовой PC «Баклан» и нормированной штатной эксплуатационной АХ РПМ δ(U) (график 19 фиг.3) как функции уровня несущей U=U напряжения ПС РПМ u(t) с типовыми, заданными в ТД значениями параметров информационной аналоговой AM m(t) (с коэффициентом гармонической AM М=0,9 и частотой AM F=1 кГц) и аналогичные графики для РПМ серийных бортовых PC других типов («Арлекин», «Бриз», «Ориноко» и др.). В качестве источника 16 тест- сигнала u(t) для РПМ 3 бортовой PC «Баклан» в составе в ИВК фиг.2 использовался ГСС типа Г4-107, а для измерения текущих значений уровней U(t), U(t) напряжения НЧ- шума u(t), u(t) на телефонном выходе РПМ в исходном и соответственно основном измерительном режиме ОКРА - серийные НЧ-вольтметр 4а типа В3-10 и милливольтметры 4б типа В3-41, В3-42 общего назначения, обеспечившие измерение уровней НЧ- шума РПМ U(t), U(t) в пределах 100 дБ (от 100 В.эфф до 3 мВ.эфф). В свою очередь ГСС 16 обеспечивал установку калиброванных уровней несущей тест- сигнала U на антенном входе РПМ бортовой PC «Баклан» в диапазоне от 0,1 мкВ.эфф до 0,1 В.эфф (120 дБ) или ≈ 100 дБ относительно пороговой чувствительности РПМ U ≈ 1 В.эфф по напряжению собственного ВЧ- шума u(t). В начале исходного режима градуировки нормированной АХ δ(U) (3) РПМ 3 на его телефонном выходе был установлен номинальный уровень U = 25…30 В.эфф напряжения собственного НЧ- шума РПМ u(t). Для регистрации измеренных выборочных значений напряжения собственного НЧ- шума РПМ u(t), u(t) использовался магнитный регистратор 5 бортовой системы магнитной регистрации типа «Гамма-1101» с последующей статистической обработкой измерительной информации аэродромной ЭВМ 6 ИВК фиг.2.
гвых.cш
гвых.тс
гвых.сш
гвых.тс
В дальнейшем для измерения, регистрации и усреднения по выборке текущих значений уровней U(t), U(t) напряжения НЧ- шума РПМ u(t), u(t) использовались малогабаритные мультиметры типа АРРА-305 USB, APPA-85RH фирмы АРРА Corp., обеспечивающие измерение среднеквадратичных значений (уровней) НЧ- и ВЧ- напряжений произвольной формы с уровнями ≥ 10 мкВ для АРРА-305 USB и ≥ 1 мВ для APPA-85RH в диапазоне частот от 10 Гц до 10 МГц, усреднение по выборке и регистрацию результатов усреднения встроенным микропроцессором мультиметра, а также передачу результатов измерений в ПЭВМ по линии USB для их дальнейшей обработки и отображение на дисплее ПЭВМ в составе аэродромного ИВК ЛА. В настоящее время прорабатываются технические аспекты использования заявленного способа в составе перспективных автоматизированных систем оперативного инструментального контроля (СОК) технического состояния и технических характеристик бортовых средств радиосвязи и радионавигации при их наземных и летных испытаниях и эксплуатации в составе ЛА по техническому состоянию на базе многоканальных распределенных вычислительных систем (РВС), аналогичных РВС, описанной в работе [14], и более простых технических средств измерения типа серийных малогабаритных НЧ- милливольтметров (мультиметров) с микропроцессорами.
вых.пс
пс
эдр.н
рпд
рпм
эдр.м
рпд
рпм
нп
рпд
рпд
нп
вых.нп
вых.нп
нп
пop.cш
сш
пс
нп
Практическая реализация предложенных в данной изобретении радиотехнических принципов, технических решений и технических средств и осуществление заявленного способа в ИВК фиг.1 и ИВК фиг.2 позволяет преодолеть технические ограничения и трудности, присущие бортовым PC и бортовому РНО с телефонным выходом при оперативном контроле ЭДР их бортовых антенн в составе ЛА в летных условиях известными способами, и использовать РПМ с существенно нелинейной плоской эксплуатационной АХ U(U) по телефонным выходом РПМ по новому функциональному назначению, а именно в качестве измерительной ВЧ- аппаратуры для оперативного контроля ЭДР бортовых антенн 1, 12 по величине коэффициентов К(f;f), К(f;f) (1), (5), (6), а РПД бортовых PC - в качестве источников немодулированного напряжения НП u(t) на антенном входе РПМ в процессе ОКРА при наземных и летных испытаниях и эксплуатации бортовых PC и бортового РНО в составе ЛА. При этом заявленный способ обеспечивает оперативный контроль ЭДР анализируемой пары приемных и передающих антенн ЛА по результатам прямого измерения ВЧ- вольтметром уровня несущей U немодулированного основного излучения (ПС) РПД u(1) - источника немодулированного НП u(t) для РПМ, прямого измерения и усреднения по выборки милливольтметром (мультиметром) 4б с микропроцессором текущего эффективного значения (уровня) U(t) напряжения вносимого РПМ НЧ- шума u(t) на телефонном выходе РПМ. Диапазон измеряемых уровней несущей НП U достигает в типовом случае 55…60 дБ и более относительно пороговой чувствительности РПМ U по напряжению собственного ВЧ- шума u(t) (в отсутствии напряжения ПС u(t) = 0 и НП u(t) = 0).
выx.cш
выx.нп
выx.cш
вых.нп
сш
нп
сш
сш
гвых.тс
тс
вых.нп
вых.нп
нп
сш
нп
вых.нп
нп
вых.нп
вых.сш
вых.нп
выx.нп.min
вых.нп.min
вых.cш
выx.нп
oп
oп
нп
вых.нп
нп
гвых.тс
тс
При выполнении условий (1а) заявленный способ обеспечивает оперативный контроль ЭДР бортовых антенн ЛА с приемлемой инженерной точностью: с ошибками не более ±1…1,5 дБ, обусловленными в основном инструментальными ошибками измерения, регистрации и усреднения по выборке уровней U(t), U(t) напряжения НЧ- шума u(t) и u(t) на телефонном выходе РПМ с объемом выборки N ≈ N ≥ 100 и частотой выборки F ≈ F ≤ 100 Гц в исходном и соответственно в основном измерительном режимах ОКРА, и аналогичными ошибками, возникающими при градуировке нормированной АХ РПМ δ(U) (3). Возможность практического осуществления заявленного способа обусловлена тем, что функциональная зависимость усредненного по выборке уровня U напряжения вносимого РПМ НЧ- шума u(t) на телефонном входе РПМ в штатном режиме радиоприема излучения класса А3Е либо F3E от уровня несущей НП U>U немодулированного напряжения НП u(t) на антенном входе РПМ подчинена радиофизической закономерности, положенной в основу заявленного способа, согласно которой указанная функциональная зависимость U(U) является монотонно убывающей в диапазоне значений U, удовлетворяющих условиям U ≥ U ≥ U, где U << U - минимальное значение уровня U, зависящее от уровня остаточной паразитной (on) AM m(t) либо ФМ ϕ(t) немодулированного напряжения НП u(t) в полосе пропускания РПМ по его телефонному выходу, что позволяет использовать измеренные значения соотношения уровней δ (2) в качестве первичной измерительной информации для определения уровня несущей НП U (4) по нормированной градуировочной АХ РПМ U(U) (3) и оперативного контроля ЭДР анализируемой пары бортовых антенн ЛА по величине коэффициентов (1), (5), (6).
4.6. В результате проведенного анализа публикаций и патентного поиска установлено, что аналоги того же функционального назначения с совокупностью существенных признаков, тождественным всем существенным признакам, характеризующим заявленный способ, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного способа условию «новизны». Не обнаружено также существенных признаков, характеризующих заявленный способ и совпадающих с существенными признаками известных способов измерения ЭДР бортовых антенн ЛА, изложенных в НТД и ТД [3-7] и в патентах [8-12], что позволяет считать заявленный способ альтернативным, не имеющим прямых аналогов не только среди известных по публикациях [3-11] способов, но и способа [12], основанного на аналогичных радиотехнических принципах функционирования, но иного функционального назначения.
вых.нп
нп
выx.нп
вых.cш
вых.тс
тс
гвых.тc
тc
Наличие совокупности существенных признаков, характеризующих заявленный способ, обусловило появление новых свойств и полезных технических результатов изобретения, отсутствующих в известных способах такого же и иного функционального назначения, изложенных в публикациях [3-12]. и в дальнем аналоге иного функционального назначения [12]. Новым является использование напряжения вносимого РПМ амплитудного либо фазового НЧ- шума на телефонном выходе РПМ в качестве источника первичной измерительной информации для оперативного инструментального контроля ЭДР приемных и передающих антенн бортовых PC и бортового РНО с телефонным выходом при их наземных и летных испытаниях и эксплуатации в составе ЛА, а также предложенные технические решения для практической реализации основного измерительного режима ОКРА ЛА: использование в качестве измерительной ВЧ-аппаратуры бортового РПМ с телефонным выходом и РПД бортовой PC, соединенных штатно с анализируемой парой приемных и передающих антенн ЛА коаксиальными или иными ВЧ- разъемами их антенно- фидерных трактов (АФТ), встроенных или сервисных НЧ- вольтметра и НЧ- милливольтметра (мультиметра) с микропроцессором на телефонном выходе РПМ и ВЧ- вольтметра на антенном выходе РПД, средств магнитной регистрации и ЭВМ в составе ИВК ЛА; количественная оценка ЭДР бортовых антенн ЛА по результатам измерении и вычисления соотношения уровней δ(U) (2) напряжения собственного НЧ- шума u(t) и u(t) на телефонном выходе РПМ в основном измерительном и соответственно в исходном режимах ОКРА и нормированной градуировочной АХ РПМ δ(U) (3), а также последовательность действий и условия выполнения ОКРА и градуировки нормированной АХ РПМ δ(U) (3) по алгоритмам раздела 2.
Основные технические результаты изобретения - решение актуальной научно-технической задачи обеспечения оперативного контроля ЭДР бортовых антенн ЛА более простыми и доступными техническими средствами, чем в известных способах, изложенных в публикациях [1-12], расширение арсенала технических средств и повышение технико-экономической эффективности оперативного контроля ЭДР бортовых антенн ЛА, что позволяет существенно сократить финансовые затраты, затраты труда и времени на материально- техническое обеспечение и техническое обслуживание бортовых PC и бортового РНО с телефонным выходом при их отработке, наземных и летных испытаниях и эксплуатации в составе ЛА. При анализе публикаций и патентном поиске не выявлена также известность влияния действий, обусловленных существенными признаками, характеризующими данное изобретение, на достижение его технических результатов и появление новых свойств, отсутствующих в известных способах, изложенных в публикациях [3-12], вследствие чего заявленный способ соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Список цитированной литературы
[1]. Авиационные правила. Часть 25. Нормы летной годности самолетов транспортной категории, редакция 3 с поправками 1-7. Межгосударственный авиационный комитет.- М.: АО «Авиаиздат», 2014. - 267 с.
[2]. Авиационные правила. Часть 27. Нормы летной годности винтокрылых аппаратов общей категории. Межгоударственный авиационный комитет (МАК). - М.: АО «Авиаиздат», 2000. - 101 с.
[3]. ГОСТ Р 50860 - 2009. Самолеты и вертолеты. Устройства антенно- фидерные радиосвязи, навигации, посадки и управления воздушным движением. Общие технические требования, параметры, методы измерения. - М,:ФГУП «Стандартинформ», 2009. - 60 с.
[4]. Технические требования к оборудованию самолета. Приложение к гл. 8 ЕНЛГ- С «Оборудование самолета». - М.: МАК, Постоянная комиссия по гражданской авиации СЭВ. 1987. - 360 с.
[5]. Типовая методика испытаний антенно- фидерных устройств бортового оборудования, установленного на воздушных судах ГА. - М, :Гос. НИИ «Аэронавигация», ГНЦ «ЛИИ им. М.М. Громова», 1994. - 55 с.
[6]. Измерение радиосигналов и помех. «Новости фирма «Роде и Шварц». Специальный выпуск (на русском языке). 1985. - 87 с.
[7]. Руководство по двухпортовым измерениям (опция 21) переносных ВЧ и СВЧ анализаторов спектра Spektrum Master.: Anritsu Company, USA, 2009. - 33 с.
[8]. H.И. Сазонов, Ю.В. Щербина, И.Н. Хонякин. Способ измерения азимутальной диаграммы направленности антенны в составе наземных подвижных объектов больших размеров и устройство для его осуществления. Патент РФ на изобретение RU 2638079 с приоритетом от 19.10.2016 г.; МПК G01R 29/10.
[9]. Н.И. Сазонов. Способ измерения пространственной диаграммы направленности бортовых антенн воздушного судна в полете. Патент РФ на изобретение RU 2692818 с приоритетом от 28.06.2017 г.; МПК G04R 29/10.
[10]. В.П. Панов, В.В. Приходько В.В. Способ определения информационных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков. Патент РФ на изобретение RU 2251803 с приоритетом от 20.07.2004 г., МПК Н04В 7/185 и 7/26.
[11]. В.П. Панов, В.В. Приходько. Устройство для определения информационных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков. Патент РФ на изобретение RU 2267862 с приоритетом от 20.07.2004 г., МПК Н04В 7/185 и 7/26.
[12]. А.А. Поваров. Способ оперативной инструментальной оценки энергетических параметров полезного сигнала и непреднамеренных помех на антенном входе бортового радиоприемника с телефонным выходом в составе летательного аппарата». Патент РФ на изобретение RU 2 708 061 С1 с приоритетом от 29. 12. 2018 г., МПК Н04 В 7/185 и 7/26.
[13]. В. И. Тихонов. Нелинейные преобразования случайных процессов. - М.: Радио и связь, 1986. - 296 с.
[14]. Н.А. Ратникова. Методы и средства контроля авиационной техники по состоянию на основе вероятностно- гарантирующего подхода. - М.: Изд-во МАИ, 2004. - 184 с.
Список сокращений
АД - амплитудный детектор
АЗН-В - аппаратура зависимого наблюдения с вещанием
AM - амплитудная модуляция
АРК - автоматический радиокомпас
АРУ - автоматическая регулировка усиления
АХ - амплитудная характеристика
АФК - амплитудно- фазовая конверсия
АФТ - антенно- фидерный тракт
АШ - амплитудный шум
ВЧ - высокая частота
ГКМВ - гектометровые волны
ГРП - глиссадный приемник
ГСС - генератор стандартных сигналов
ДКМВ - декаметровые волны
ДМВ - дециметровые волны
ИВК - измерительно - вычислительный комплекс
КРП - курсовой приемник
MB - метровые волны
МРП - маркерный приемник
НП - непреднамеренная помеха
НТД - нормативно-технический документ
НЧ - низкая частота
ОКП - основной канал приема (РПМ)
ОКРА - оперативный контроль развязки антенн
ПКП - побочный канал приема (РПМ)
ПМО - программно- математическое обеспечение
ППМ - плотность потока мощности
ПС - полезный сигнал
ПЧ - промежуточная частота
ПШ - подавитель шума
РВС - распределенная вычислительная система
РНО - радионавигационное оборудование
РПД - радиопередатчик
РПМ - радиоприемник
РРГ - ручная регулировка громкости
РРУ - ручная регулировка усиления
PC - радиостанция
РСБН - радиотехническая система ближней навигации
СОК - система объективного контроля
ТД - техническая документация
УВЧ - усилитель высоких частот
УНЧ - усилитель низких частот
УПЧ - усилитель промежуточных частот
ФАК -фазо - амплитудная конверсия
ФШ - фазовый шум
ЧД - частотный детектор
ЧМ - частотная модуляция
ЧШ - частотный шум
ЭВМ - электронно- вычислительная машина
ЭДР - электродинамическая развязка
ЭРЭ – электрорадиоэлементы.