Бортовое оборудование радиотехнических систем ближней навигации и посадки метрового

Структурная схема изделия ОСЬ-1

В состав изделия ОСЬ-1 входят курсовой, глиссадный и маркерный радиоприемники, предназначенные для приема сигналов посадочных и маркерных радиомаяков. В состав аппаратуры входят также блок управления и блок встроенного контроля. Бортовая аппаратура имеет две модификации: одиночный и сдвоенный комплекты.

Структурная схема сдвоенного комплекта представлена на рис. 2.42.

ВЧ-сигналы наземных радиомаяков принимаются самолетными антеннами и поступают соответственно на входы радиоприемников КРП-69, ГРП-66 и МРП-66.

Сигнал радиомаяка поступает с высокочастотного тройника одновременно на вход двух курсовых приемников. Курсовой приемник КРП-69 начинается с линейной части ЛЧП, выполненной по супергетеродинной схеме с тройным преобразованием и кварцевой стабилизацией частоты. На входе имеется полосовой фильтр, который обеспечивает подавление сигналов УКВ связных радиостанций, работающих на близких частотах. Частотный канал выбирается переключением кварцевых резонаторов в соответствии со значением, установленным в блоке управления.

С выхода ЛЧП сигнал поступает на вход амплитудного детектора (АД) являющегося также детектором АРУ. Схема АРУ регулирует коэффициент усиления УВЧ и УПЧ входящие в ЛЧП. Продетектированный сигнал поступает на вход блока посадки НЧ ILS при работе в режиме ILS и в блок посадки НЧ СП – при работе в режиме СП-50. Переключение режима работы осуществляется тумблером «СП-50 – ILS», расположенным на БУ либо вне изделия. При том с помощью коммутатора режимов (КР) к выходу детектора блока ВЧ подключается соответствующий низкочастотный блок, а выход последнего подключается к директорной системе или курсовой стрелке нуль-индикаторного прибора. На приборы поступает значение тока ±_К. Принцип работы низкочастотных блоков в режимах «СП-50» и «ILS» аналогичен принципу действия соответствующих каналов КУРС МП-2, КУРС МП-70.

Сигнал опознавания КРМ снимается с нагрузки детектора, усиливается в телефонном усилителе УТФ и поступает в СПУ через блок коммутации сигналов посадки БКП.

Рис. 2.42. Структурная схема ОСЬ-1
Для постоянного контроля исправности канала «переменной фазы» используется устройство КУ, которое вырабатывает напряжение частотой 2500 Гц, поступающее на усилитель тракта переменной фазы, что обеспечивает контроль, когда сигнал переменной фазы равен нулю (при угловом положении ЛА, совпадающем с линией посадочного курса). Сигнализация готовности в режиме «СП-50» включается, если на вход логической схемы блока НЧ СП поступает напряжение постоянной фазы с дискриминатора, частотно-модулированное напряжение поднесущей, напряжение с фазового детектора и контрольное напряжение частотой 2500 Гц.

Канал контроля в режиме «ILS» содержит детектор напряжений модулирующих частот 90 и 150 Гц и триггер с исполнительной схемой, который при срабатывании включает лампы сигнализации готовности.

Глиссадный приемник ГРП-66 выполнен по супергетеродинной схеме с двойным преобразованием частоты. При переключении каналов одновременно с курсовым радиоприемником глиссадный радиоприемник автоматически переключается на частоту, соответствующую частоте выбранного курсового канала (табл.2.7). Сигнал глиссадного радиомаяка поступает с высокочастотного тройника одновременно на вход двух глиссадных приемников. Сигнал, поступающий на вход приемника, усиливается в УВЧ, дважды преобразуется по частоте, усиливается и детектируется.

Таблица 2.7

№ канала	Частота, МГц
	Канал курса	Канал глиссады
		СП-50	ILS
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20	110,3 109,9 109,5 110,1 109,7 109,3 109,1 110,9 110,7 110,5 108,1 108,3 108,5 108,7 108,9 111,1 111,3 111,5 111,7 111,9	335,0 335,0 333,8 334,4 333,2 332,0 333,8 330,8 330,2 329,6 334,7 332,6 329,9 332,6 329,3 331,7 332,3 332,9 333,5 331,1	335,0 333,8 332,6 334,4 333,2 332,0 331,4 330,8 330,2 329,6 334,7 334,1 329,9 330,5 329,3 331,7 332,3 332,9 333,5 331,1

Схема АРУ такая же, как в приемнике КРП-69.

С детектора напряжения с частотами 90 и 150 Гц поступают в УНЧ, разделяются соответствующими фильтрами и детектируются. Разностный детектор РД вырабатывает ток ±_Г, пропорциональный РГМ в точке приема, для САУ и указателей глиссады. Канал контроля ГРП-66 аналогичен каналу контроля КРП-69 в режиме «ILS».

В маркерном приемнике сигнал, принятый маркерной антенной, поступает на входное устройство линейной части приемника ЛЧП и преобразуется в напряжение промежуточной частоты. В ЛЧП происходит одно преобразование частоты. Промежуточная частота усиливается и детектируется. Продетектированный сигнал поступает в блок УНЧ. После усиления в зависимости от частоты модуляции (400, 1300, 3000 Гц) сигнал проходит через один из трех фильтров ПФ, выпрямляется, усиливается и поступает на исполнительную схему ИС, которая замыкает цепи соответствующей сигнальной лампы и звонка. В СПУ с УНЧ поступает тональный сигнал с частотами соответствующими дальнему, среднему и ближнему радиомаяку.

Управление блоком БВК-69 осуществляется с помощью напряжения коммутируемого кнопками Кн1...Кн3 на БУ, а также тумблером «СП-50 – ILS», находящимся на БУ либо вне изделия. Блок встроенного контроля БВК-69 предназначен для проверки работоспособности радиооборудования ОСЬ-1. Сигналы с блока БВК-69 через амортизационную раму поступают на вход радиоприемников КРП-69, ГРП-66 и МРП-66 в зависимости от выбранного на блоке управления БУ режима контроля. Сигналы формируются соответствующими контрольными устройствами КУ. Поступая на вход КРП и ГРП (через коммутатор К) или МРП, сигналы имитируют полет по линии курса и глиссады или вблизи границ сектора курса и глиссады, а по маркерному каналу — пролет дальнего, среднего и ближнего МРМ.

Выходные сигналы курсового и глиссадного радиомаяков поступают на нуль-индикаторные приборы и в систему САУ через блок коммутации посадочных сигналов. Блок не входит в состав изделия и выполняет функцию резервирования приемников в случае выхода их из строя (для сдвоенного комплекта).

Функциональная схема

Блоки, входящие в состав аппаратуры ОСЬ-1, представляют собой функционально законченные изделия. К основным блокам аппаратуры можно отнести курсовой, глиссадный, маркерный приемники, а также блок встроенного контроля. Далее будут рассмотрены функциональные схемы перечисленных блоков.

Курсовой радиоприемник

Курсовой радиоприемник КРП-69 – двадцатиканальное приемное устройство, входящее в комплектрадиооборудования ОСЬ-1, предназначенное для приема, усиления и преобразования высокочастотных сигналов от курсовых радиомаяков систем ILS и СП-50.

Сигналы с выхода радиоприемника, содержащие информацию о местоположении (угловое отклонение) самолета относительно осевой линии ВПП, поступают в индикаторные приборы, а сигналы опознавания — на телефон.

Радиоприемник выполнен на полупроводниковых приборах по супергетеродинной схеме c тройным преобразованием частоты (блок ВЧ), с кварцевой стабилизацией частот гетеродинов и преобразует сигналы радиомаяков в сигналы постоянного тока (блок НЧ, блок НЧ курсовой).

Радиоприемник состоит из следующих функциональных узлов:

фильтр полосовой;

блок ВЧ с функциональными участками: усилитель высокой частоты (УВЧ) с входной цепью, смеситель I с усилителем промежуточной частоты (УПЧ1), смеситель 2, смеситель 3 с фильтром сосредоточенной селекции (ФСС), УПЧ 2, детектор с эмиттерным повторителем, усилитель АРУ;

гетеродин I с диодным коммутатором;

гетеродин II с диодным коммутатором;

гетеродин III;

блок посадки СП-50 с функциональными участками: канал «постоянной фазы», канал «переменной фазы», фазовый детектор, канал контроля, телефонный усилитель;

блок посадки ILS;

линейка питания.

Функциональная схема представлена на рис. 2.43.

Рис. 2.43. Функциональная схема КРП-69

Радиосигнал сигнал поступает на вход приемника с высокочастотного тройника. Входным устройством приемника является полосовой фильтр (ПФ). Полосовой фильтр курсового радиоприемника защищает УВЧ от помех с частотой выше и ниже диапазона входных сигналов, излучаемых передатчиками связных радиостанций и другими источниками помех.

УВЧ представляет собой однокаскадный усилитель, собранный на ВЧ-транзисторах по каскодной схеме. Усилитель пропускает частоты двадцати каналов.

Сигнал с выхода УВЧ и сигнал гетеродина (Гет1) поступают на вход смесителя (СМ1). Гет1 предназначен для генерации напряжения четырех фиксированных частот, стабилизированных кварцевыми резонаторами. Согласно принятой в радиоприемнике структуры преобразования, частота гетеродина выбраны выше частоты принимаемого сигнала. Выходные частоты имеют следующие значения 138,475, 139,475, 140,475, 141,475. Подключение кварцевых резонаторов осуществляется диодными коммутаторами. Выбор резонатора зависит от частоты установленной на БУ.

С выхода смесителя сигнал поступает на однокаскадный УПЧ1. Усилитель настроен на частоту 30 МГц и пропускает частоты пяти каналов. Усиленный сигнал с выхода УПЧ1 и гетеродина (Гет2) поступает на смеситель (СМ2). Гет2 предназначен для генерации напряжений пяти фиксированных частот стабилизированных кварцевыми резонаторами. Диапазон частот гетеродина 24,85…25,65 МГц с интервалами между частотами 0,2 МГц. Значение частоты зависит от значения установленного на БУ. Во втором смесителе формируется вторая промежуточная частота 4,725 МГц.

Нагрузкой СМ2 является пятиконтурный фильтр (Ф), пропускающий частоту одного канала. Сигнал с выхода Ф поступает на вход смесителя (СМ3). На второй вход смесителя поступает сигнал с гетеродина (Гет3). Гетеродин предназначен для генерации одной фиксированной частоты 4,225 МГц. В смесителе образуется третья промежуточная частота значением 0,5 МГц.

Нагрузкой третьего смесителя является фильтр сосредоточенной селекции (ФСС). Фильтр настроен на частоту 0,5 МГц с полосой пропускания 40 кГц и обеспечивает необходимую полосу пропускания радиоприемника и избирательность по соседнему каналу. Сигнал с выхода ФСС поступает на вход УПЧ2 который усиливает сигнал третьей промежуточной частоты до напряжения необходимого для нормальной работы амплитудного детектора (Д).

Детектор выделяет из высокочастотного сигнала низкочастотные информационные сигналы: 60 Гц – «переменной фазы», частотно-модулированный сигнал «постоянной фазы» 10000±1100 Гц, 300...3000 Гц телефонного канала для блока посадки СП-50; 90 и 150 Гц для блока посадки ILS. Фильтрация просочившегося напряжения промежуточной частоты производится фильтром нижних частот (ФНЧ). В зависимости от выбранного режима работы к выходу детектора подключаются (К) блоки посадки ILS или СП-50. Детектор также выдает напряжение для усилителя АРУ. АРУ обеспечивает необходимый уровень регулирующего напряжения для регулируемых каскадов блока ВЧ (УВЧ, УПЧ1, первый и второй каскады УПЧ2).

На вход блока посадки СП-50 с выхода детектора поступает суммарный сигнал «постоянной фазы», состоящий из сигнала частоты 10 кГц, частотно-модулированного частотой 60 Гц с девиацией ±1100, из сигнала «переменной фазы» частоты 60 Гц и сигнала опознавания частоты 1020 Гц.

Телефонный усилитель в блоке посадки СП-50 (УТФ) работает в обоих режимах (ILS и СП-50). Входные элементы усилителя обеспечивают необходимое подавление сигналов за пределами полосы пропускания телефонного усилителя 300…3000 Гц.

Частотно-модулированный сигнал «постоянной фазы» выделяется из сложного сигнала, поступающего с блока ВЧ, резонансным усилителем (РУ 10кГц). Элементы фильтра, входящего в усилитель, настроены на частоту 10000 Гц ±5%, полоса пропускания 2500 Гц ±10%. Сигнал частоты 10 кГц, выделенный резонансным усилителем, поступает на усилитель-ограничитель, а затем на частотный детектор (ЧД), на выходе которого получается сигнал частоты 60 Гц. Этот сигнал фильтруется, усиливается и подается на вход фазового детектора (ФД).

Для выделения сигнала «переменной фазы» из суммарного имеется резонансный усилитель (РУ 60 Гц), полоса пропускания составляет 6 Гц. Усиленный сигнал подается на второй вход фазового детектора.

В фазовом детекторе происходит преобразование сигналов «постоянной» и «переменной фазы» в сигнал постоянного тока, величина и направление которого являются функциями глубины и фазы модуляции сигнала «переменной фазы». Нагрузкой фазового детектора служат вычислители директорной системы и курсовая стрелка нуль-индикаторного прибора.

Канал контроля (КК СП) содержит логическую схему «И». Постоянное напряжение +27 В, свидетельствующее о нормальной работе всех блоков радиоприемника, выдается схемой при наличии сигналов на всех элементах блока посадки СП-50. Канал контроля также формирует сигнал для имитации напряжения «переменной фазы» при угловом положении ЛА, совпадающем с линией посадочного курса.

При включении режима «ILS» с выхода детектора в блок посадки ILS поступает суммарный сигнал частот 90 и 150 Гц. Блок предназначен для разделения сигналов 90 и 150 Гц из суммарного сигнала, детектирования (выпрямления), сравнения и выработки сигнала готовности курса.

Входной сигнал поступает для частотного разделения на блок фильтров (ПФ 90 Гц, ПФ 150 Гц). В амплитудных детекторах (АД 90 Гц, АД 150 Гц) разделенные сигналы преобразуются в постоянные напряжения и поступают для сравнения в сумматор (СУМ). Выходной ток сумматора имеет величину и направление зависящие от уровней сигналов 90 и150 Гц. Усиленный ток вызывает соответствующее отклонение стрелки нуль-индикаторного прибора.

Исполнительная схема канала контроля (КК ILS) выдает постоянное напряжение +27 В, свидетельствующее о нормальной работе всех блоков радиоприемника в режиме ILS.

Линейка питания (ЛП) представляет собой стабилизатор напряжения, обеспечивающий питание всех блоков радиоприемника и диодную коммутацию кварцевых резонаторов гетеродинов. Стабилизатор преобразовывает напряжение бортсети + 27 В в напряжение + 15 В.

Глиссадный радиоприемник

Глиссадный радиоприемник ГРП-66 – двадцатиканальное приемное устройство, входящее в комплект радиооборудования ОСЬ-l, предназначенное для приема, усиления и преобразования высокочастотных сигналов глиссадных радиомаяков систем ILS и СП-50.

Сигналы с выхода радиоприемника, содержащие информацию о местонахождении самолета относительно глиссады, поступают в индикаторные приборы.

Радиоприемник выполнен на полупроводниковых приборах по супергетеродинной схеме с двойным преобразованием частоты (блок ВЧ), с кварцевой стабилизацией частоты гетеродинов и преобразует сигналы радиомаяков в сигналы постоянного тока (блок НЧ).

Функциональная схема ГРП-66 представлена на рис. 2.44.

Рис. 2.44. Функциональная схема ГРП-66
Радиоприемник состоит из следующих функциональных узлов:

блок ВЧ с функциональными участками: УВЧ (с входной цепью), смеситель 1 с УПЧ 1, смеситель 2 с ФСС и УПЧ 2, детектор с эмиттерным повторителем, усилитель АРУ;

гетеродин I с диодным коммутатором.

гетеродин II с диодным коммутатором.

блок посадки.

линейка питания.

Принимаемый антенной сигнал рабочего канала поступает на вход УВЧ, а затем на смеситель (СМ1), где с соответствующей частотой гетеродина (Гет1) образует первую промежуточную частоту.

УВЧ представляет собой однокаскадный усилитель, собранный на ВЧ-транзисторах. Входная цепь усилителя включена в цепь АРУ. Гетеродин предназначен для генерации напряжения десяти фиксированных частот стабилизированных кварцевыми резонаторами. Переключение кварцевых резонаторов осуществляется диодными коммутаторами. Смеситель выполнен на транзисторах по каскодной схеме и обеспечивает хорошую развязку напряжений сигнала и гетеродина. С выхода смесителя сигнал промежуточной частоты поступает в УПЧ1.

Число рабочих каналов глиссадных радиомаяков равно 20, число кварцевых резонаторов в гетеродине – 10. Таким образом, на каждые два частотных канала приходится одна частота гетеродина. Поэтому полоса пропускания усилителя первой промежуточной частоты выбрана из условия прохождения двух каналов, отстоящих друг от друга на 300 кГц, и с учетом возможных нестабильностей составляет 1,2 МГц.

Усиленный сигнал первой промежуточной частоты 55,0 или 55,3 МГц поступает на вход второго смесителя (СМ2). Смеситель выполнен на транзисторах по схеме аналогичной схеме первого смесителя. На второй вход поступает напряжение гетеродина.

Второй гетеродин (Гет2) предназначен для генерации напряжений двух фиксированных частот 48,7 и 49,0 МГц, стабилизированных кварцевыми резонаторами. На выходе второго смесителя снимается напряжение второй промежуточной частоты 6,3 МГц.

Нагрузкой СМ2 является фильтр сосредоточенной селекции (ФСС). Фильтр предназначен для обеспечения необходимой полосы пропускания приемника и заданного ослабления по соседнему каналу. ФСС настроен на частоту 6,3 МГц, полоса пропускания его на уровне 0,5 – не менее 160 кГц.

С выхода ФСС напряжение второй промежуточной частоты поступает в УПЧ2, предназначенный для усиления сигнала частоты 6,3 МГц до величины, необходимой для нормальной работы детектора.

Амплитудный детектор (АД) выделяет из высокочастотного сигнала низкочастотные информационные сигналы частотами 90 и 150 Гц для блока посадки. Детектор также выдает напряжение для усилителя АРУ. Напряжение АРУ подается на каскады УВЧ, УПЧ I, УПЧ II.

Блок посадки предназначен для усиления суммарного сигнала, состоящего из частот 90 и 150 Гц, разделения этих частот, детектирования, сравнения их и выработки сигнала готовности.

Разделение сигналов осуществляется в блоке фильтров, состоящем из полосовых фильтров (ПФ 90 Гц, ПФ 150 Гц). В амплитудных детекторах (АД 90 Гц, АД 150 Гц) эти сигналы преобразовываются в сигнал постоянного напряжения, величина которого пропорциональна отклонению самолета от равносигнальной зоны глиссадного радиомаяка. В сумматоре (СУМ) эти напряжения сравниваются и преобразовываются в сигнал постоянного тока, величина и направление которого вызывают соответствующее отклонение стрелки нуль-индикаторного прибора.

Кроме того, в блоке посадки канал контроля (КК) вырабатывает сигнал готовности, свидетельствующий о нормальной работе всех блоков радиоприемника.

Питание цепей радиоприемника осуществляется от бортсети +27 В и напряжения +15 В стабилизированного в линейке питания (ЛП).

Маркерный радиоприемник

Маркерный радиоприемник МРП-66 входит в комплект радиооборудования ОСЬ-1 и предназначен для приема, усиления и преобразования высокочастотных сигналов маркерных радиомаяков в световую, звуковую и тональную индикацию. Приемник может работать в двух режимах: «Посадка» и «Маршрут», в радиооборудовании ОСЬ-1 режим «Маршрут» не используется.

Радиоприемник выполнен на полупроводниковых приборах по супергетеродинной схеме с одним преобразованием частоты, кварцевой стабилизацией частоты гетеродина (блок ВЧ) и преобразует сигналы радиомаяков в сигналы световой и звуковой индикации (блок НЧ).

Радиоприемник состоит из следующих узлов:

блок ВЧ с функциональными участками: входная цепь, смеситель с ФСС, гетеродин, УПЧ, детектор с эмиттерным повторителем, усилитель АРУ;

блок НЧ с функциональными участками: каналы селекции, телефонный усилитель;

линейка питания.

Функциональная схема радиоприемника приведена на рис. 2.45.

Принимаемый антенной сигнал поступает во входную цепь, в которой из принятых сигналов выделяется сигнал с частотой 75 МГц. Входная цепь представляет собой фильтр сосредоточенной селекции (ФСС1), настроенный на частоту 75 МГц с полосой пропускания на уровне 0,7 не менее 1,5 МГц. ФСС обеспечивает заданное ослабление по зеркальному каналу и препятствует излучению напряжения гетеродина (Гет) через маркерную антенну в эфир. Выход фильтра включен в схему АРУ. При поступлении на вход радиоприемника большого сигнала шунтируется выход фильтра, уменьшая величину сигнала на входе смесителя.

Смеситель (СМ) предназначен для преобразования входного сигнала в напряжение промежуточной частоты 6,3 МГц. На один вход смесителя поступает входной сигнал с частотой 75 МГц, на второй – напряжение гетеродина.

Гетеродин (Гет) предназначен для генерации напряжения фиксированной частоты 68,7 МГц стабилизированной кварцевым резонатором.

Смеситель нагружен на фильтр сосредоточенной селекции (ФСС2), настроенный на частоту 6,3 МГц с полосой пропускания на уровне 0,5 не менее 100 кГц. Фильтр обеспечивает высокую помехозащищенность преемника.

С выхода ФСС2 сигнал поступает на вход УПЧ, который служит для усиления сигнала частоты 6,3 МГц до напряжения, необходимого для нормальной работы детектора. Усилитель состоит из трех каскадов усиления. Два первых каскада УПЧ охвачены АРУ, кроме того, второй каскад охвачен отрицательной обратной связью, глубина которой может дистанционно меняться, обеспечивая два режима работы радиоприемника: «Маршрут» (высокая чувствительность) и «Посадка» (низкая чувствительность).

Рис. 2.45. Функциональная схема МРП-66
Усиленный тремя каскадами УПЧ, сигнал детектируется амплитудным детектором (АД) и через эмитерный повторитель поступает на блок НЧ. Амплитудный детектор также является детектором АРУ.

В блоке НЧ происходит преобразование сигнала, который поступает на один из каналов селекции, в постоянное напряжение. В блоке НЧ сигнал поступает на вход предварительного усилителя (УНЧ), с выхода которого сигнал поступает на один из трех каналов селекции в зависимости от частоты сигнала. Каналы селекции обеспечивают загорание ламп, соответствующих принятому сигналу маркерного радиомаяка, и включение звонка при приеме сигнала любого маркерного радиомаяка. Коммутация поступающего сигнала в тот или иной канал осуществляется фильтрами (ПФ), установленными на выходе каждого канала селекции.

При поступлении сигнала достаточной величины на вход канала селекции, выпрямитель (В) преобразует переменный сигнал в постоянное напряжение. Полученное из сигнала постоянное напряжение открывает транзистор, используемый в режиме электронного ключа (ЭК). Открытый транзистор включает реле, обмотки которых включены в цепь коллектора электронного ключа, контакты реле замыкаются и в цепь соответствующей сигнальной лампы, индицирующей пролет дальнего (МД), среднего (МС), ближнего (МБ) маркерного радиомаяка, и звонка поступает напряжение +27 В.

Одновременно с поступлением сигнала в каналы селекции сигнал с фильтра поступает телефонный усилитель (УТФ). Телефонный усилитель или канал тональной индикации состоит из двухкаскадного усилителя низкой частоты.

Питание блоков радиоприемника осуществляется от стабилизатора +10 В (ЛП) и бортсети +27 В.

<предыдущая страница | следующая страница>