Определение навигационных параметров в приемоизмерителях импульсно-фазовых радионавигационных систем

3.3. Определение  навигационных    параметров  в

               приемоизмерителях импульсно-фазовых РНС

В приемоизмерительном канале импульсно-фазовой РНС для поиска  фазы ВЧ заполнения принимаемого радиоимпульса и слежения за ней  может использоваться схема (см. рис.3.7),  содержащая  те  же элементы,  что и в схеме рис. 3.2а. Однако выходными сигналами фазового  и синхронного детекторов будут не  постоянные напряжения,  а  видеоимпульсы, полярность которых может быть первоначально любой(см. рис. 3.6 а). Закон изменения во времени величины импульсного напряжения соответствует  закону огибающей радиоимпульса   на  выходе радиоприемника.

По завершении поиска фазы принимаемого радиоимпульса  на выходе фазового детектора получим нулевое постоянное напряжение,  на выходе синхронного детектора

- видеоимпульс (огибающую радиоимпульса)   положительной полярности (см. рис. 3.6б).   Положение любой точки огибающей  на временной оси  однозначно  (в пределах периода повторения  радиоимпульсов). 

Оценка  временного положения огибающей  может быть произведена при дополнении схемы слежения за фазой устройствами схемы рис. 3.7,  назначение которых показано ниже. Подключенный к  опорному генератору делитель частоты вырабатывает  опорные импульсы малой длительности, период повторения которых должен быть равным периоду повторения принимаемых радиоимпульсов. Эти  импульсы поступают на схему переменной задержки, предназначенной для сдвига во времени формируемых далее стробов на любую необходимую величину относительно опорных. Стробами называются  прямоугольные  видеоимпульсы малой длительности,  предназначенные для управления работой стробирующих устройств РС и  ПС.

Стробирующее устройство  является быстродействующим   ключом,  принцип действия  которого наиболее легко уяснить из аналогичной по назначению схемы  электромагнитного реле на    рис. 3.6б.  Предположим, что на   его  вход   подаются радиоимпульсы U_РИ  с выхода  синхронного детектора, временная диаграмма которых  дана на рис. 3.7б.  Стробирующие U_РС. импульсы поступают на  вход  2^’ -  на  обмотку ЭМ электромагнитного реле.  Очевидно, что до момента, пока стробирущее напряжение  равно 0,  обмотка реле обесточена  и  его контакты  разомкнуты.  Следовательно,  выходное напряжение (на контакте  3^’) до этого момента будет равно нулю.  В промежутки времени,  когда U_РС становится равным заданной величине ,  контакты реле замыкаются  и на контакте  3^’ в эти промежутки  будут те же напряжения,  которые  имеются и на контакте 1^’. При  равенстве нулю напряжения на   обмотке  реле его контакты разомкнуты и  напряжение на контакте  3^’ снова становится  равным нулю. То есть, стробирование  является замыканием входного и выходного  контактов в электрической цепи на время действия строба – импульса, управляющего работой переключателя.

Инерционность механических элементов в  электромагнитном  реле не позволяет использовать его в качестве переключателя  в схемах, где время замыкания – размыкания составляет микро- и наносекунды. При длительности стробов,  измеряемой микро- и наносекундами,  в качестве переключателей  используются электронные схемы, реализующие тот же принцип действия, но с многократно большим быстродействием.

Аналогично  работает  стробирующее устройство  ПС,  открываемое поздними стробами. Выходные напряжения  стробирующих устройств РС  и ПС поступают на формирователь напряжения U_ОТ, в котором осуществляется их вычитание. У формируемого таким образом напряжения U_ОТ  имеется особая точка,  напряжение в которой равно нулю. При сдвиге раннего и позднего стробов влево напряжение U_ОТ становится положительным, при сдвиге стробов вправо – отрицетельным.  Напряжение U_ОТ используется для измененения временного положениястробов таким образом,  чтобы U_ОТ  было равным нулю.  Тем самым  осуществляется автоматическое слежение стробов за особой точкой огибающей  радиоимпульсов.

Нарис. 3.6б  особая точка совпадает с временным положением максимума огибающей радиоимпульсов.   В общем случае напряжение U_ОТ  может быть сформировано по  алгоритму

                                           .

Заданием   величины коэффициента  можно  получить напряжение U_ОТ со сменой знака в любой точке  огибающей радиоимпульса.

Следует учитывать,  что рассмотренная схема  может работать при условии предварительного совмещения  во времени стробов и огибающей радиоимпульсов, что в приемоизмерителях ИФРНС осущестляется  использованием схемы поиска  радиоимпульсов стробами.  Работа этой схемы подробно рассмотрена в одном из следующих разделов. 

По временному положению особой точки может быть однозначно определена псевдодальность  до передающей станции. При использовании  полученной однозначной величины  (и выполнении условия (3.20)) устраняется многозначность псевдодальности, определяемой по результатам фазовых измерений.