Погрешности фазоизмерительных устройств в авиационной радионавигационной аппаратуре

Эксплуатация и надежность авиационной техники

ке ЧМГ-1 и ЧМГ-2 частота генераторов будет изменяться по линейному закону в соответствии с входным управляющим напряжением, а временной сдвиг между модулирующими напряжениями будет приводить к сдвигу между мгновенными частотами ЧМГ. Разностная частота генераторов выделяется с помощью балансного смесителя и через фильтр нижних частот поступает на выход имитатора.

Для исследования влияния широкополосных помех на работу радиовысотомера на вход балансного смесителя подается напряжение от генератора шумового напряжения с регулируемым уровнем шума.

Таким образом, в предлагаемой работе рассмотрено устройство, позволяющее наглядно иллюстрировать сигналы радиовысотомера малых высот, что позволяет улучшить качество изучения этого устройства.

Библиографические ссылки

1. Авиационная радионавигация : справ. / А. А. Со-сновский [и др.] ; под ред. А. А. Сосновского. М. : Транспорт, 1990.

2. Мусонов В. М., Чижиков В. А. Радиоэлектроника и схемотехника : лаб. практикум / Сиб. гос. аэро-космич. ун-т. Красноярск, 2006.

Структурная схема имитатора сигналов радиовысотомера

A. S. Kulikov, D. S. Chepashev, V. M. Musonov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

A STAND FOR FORMATION OF SIGNALS OF A RADIO ALTIMETER

Radio altimeter of small heights are distance radiolokatsion devices with continuous radiation of a signal. They provide measurement of height of flight at stages of a takeoff and landing from zero to 1500 m and transmit the data about flowing to the crew, as well as show th dangerous height.

© Куликов А. С., Чепашев Д. С., Мусонов В. М., 2011

УДК 621.7.058.2

В. М. Мусонов, А. А. Щербинин

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ПОГРЕШНОСТИ ФАЗОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ В АВИАЦИОННОЙ РАДИОНАВИГАЦИОННОЙ АППАРАТУРЕ

Представлены структурные схемы аналогового и цифрового вариантов фазоизмерителя, рассмотрено влияние низкочастотной погрешности на точность измерения навигационной аппаратуры.

В основу азимутального канала «VOR (VHF Omnidirectional Radio Range) - всенаправленный радиомаяк УКВ-диапазона» положено измерение разности фаз между сигналом опорной фазы и сигналом рабочей фазы, соответствующим азимуту местополо-

жения воздушного судна (ВС). Значение разности фаз соответствует азимуту ВС относительно радиомаяка [1]. В процессе измерения разности фаз приходится учитывать ряд погрешностей, присущих измерительным устройствам.

Решетневскце чтения

Одним из распространенных методов измерения разности фаз является измерение с промежуточным преобразованием фазового сдвига в интервал времени.

Рассмотрим измеритель фазы азимутального канала УОЯ-системы ближней навигации стандарта ИКАО. В азимутальном измерителе сигнал опорной фазы, не зависящий от местоположения объекта, и азимутальный сигнал формируются на выходах приемного устройства и подаются на входы измерителя. Фаза азимутального сигнала относительно опорного определяет ориентацию объекта по отношению к радиомаяку. Этот сигнал фильтруется приемным устройством и поступает на верхний вход измерителя.

В приведенном на рисунке фазовращателе ФВ фаза сигнала, поступающего на вход Вх1, сдвигается с помощью электродвигателя ЭД, после чего дополнительно сдвигается на угол п/2 и подается на фазовый детектор ФД.

Выходное напряжение ФД при некотором упрощении можно представить в виде

^вых = KUmVmЖm, +Ц22)Ш ^

поэтому нулевому напряжению на выходе ФД соответствует разность фаз входных сигналов, равная п/2.

Вх2

Измеритель фазы азимутальной системы VOR

На второй вход ФД подается азимутальный сигнал с входа 2 измерителя. Выходное напряжение ФД преобразуется в пропорциональное ему переменное напряжение частотой 400 Гц, фаза которого зависит от знака напряжения на выходе ФД. В зависимости от фазы питающего напряжения ЭД вращает ось фазовращателя по часовой или против часовой стрелки, пока напряжение на выходе ФД не станет равным нулю. После завершения работы электродвигателя значение угла поворота ФВ, численно равное азимуту

точки приема, передается на индикатор азимута и в систему автоматического управления. Инерционность электромеханической системы управления фазовращателем обеспечивает высокую помехоустойчивость данной компенсационной системы измерения фазового сдвига.

Основная погрешность компенсационных измерителей фазы связана с отклонением фазочастотной характеристики фазовращателя от линейной и смещением нуля фазового детектора [2; 3]. Уменьшение этой погрешности достигается использованием цифровых методов их построения.

Фазометры с преобразованием «фазовый сдвиг -временной интервал» получили распространение при измерении разности фаз в частотном диапазоне от единиц герц до сотен килогерц и выше. В них используется прямое преобразование временного интервала в фазовый сдвиг ф согласно уравнению

ф = k

где Лt - временной интервал, соответствующий измеряемому значению ф; Г - длительность периода сигналов; k - константа, представляющая собой градуи-ровочный коэффициент.

При k = 360 размерность соответствует градусам фазы. Реализация алгоритма (2) выполняется как в аналоговой, так и в цифровой форме.

Основными составляющими погрешности фазометра являются погрешности, обусловленные преобразованием фазового сдвига в интервал времени и далее в постоянное напряжение, и погрешности индикаторного устройства. Существенную роль играет амплитудная погрешность, обусловленная динамическим диапазоном входных напряжений, а на высоких частотах - частотно-фазовая, обусловленная конечным временем срабатывания формирователей и триггеров.

Библиографические ссылки

1. Авиационная радионавигация : справ. / А. А. Со-сновский [и др.] ; под ред. А. А. Сосновского. М. : Транспорт, 1990.

2. Смирнов П. Т. Цифровые фазометры. Л. : Энергия, 1974.

3. Мусонов В. М., Чижиков В. А. Электрорадио-измерения / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2005.

V. M. Musonov, A. A. Sherbinin Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

INACCURACY OF PHASE METRS HARDWARES IN AVIATION RADIO-NAVIGATION EQUIPMENTS

The authors present consideration structures of chart analog and digital variations phase meters, consider influence low-frequency inaccuracy for precision of measurements navigation equipments.

© Мусонов В. М., Щербинин А. А., 2011