Принципы построения АРК

На схеме: ФВ - фазовращатель; БМ- балансный модулятор; S- сумматор; АСУ- антенное согласующее устройство; РСУ- рамочное согласующее устройство; БСКТ - бесконтактный синусно-косинусный трансформатор; ГНЧ – генератор низкой частоты.

Упрощенная структурная схема АРК замкнутого типа.

Сигнал с выхода гониометра поступает на фазовращатель, где производится его фазовый сдвиг на p/2 для согласования по фазе с сигналом, принятым ненаправленной антенной.

Сигнал с выхода ГНЧ подается на балансный модулятор (коммутатор фазы), на выходе которого получаем сигнал, фаза которого коммутируется сигналом U_ГНЧ(t) с частотой W_ГНЧ. В существующих АРК выбирают F_ГНЧ = W_ГНЧ /2p = (90 ¸ 135) Гц.

Напряжение u_А с выхода ННА после предварительного усиления в согласующем усилителе (АСУ) поступает одновременно с выходным напряжением БМ в контур сложения (Σ). Учитывая, что сигнал РА сдвигается по фазе на p/2, на входах контура сложения сигналы находятся в фазе или противофазе. В результате сложения таких сигналов на выходе контура сложения образуется амплитудно-модулированный сигнал u_КС. Наличие амплитудной модуляции у результирующего сигнала свидетельствует о том, что направление прихода радиоволн не совпадает с направлением нулевого приема направленной антенной системы.

Поскольку амплитудно-модулированный (АМ) сигнал образуется в самом приемнике АРК в результате сложения сигналов ННА и РА, имеет место так называемая внутренняя амплитудная модуляция.

Анализируя сигнал на выходе КС, можно сделать следующие выводы:

информация о стороне отклонения направления на пеленгуемую ПРС от направления нулевого пеленга заключается в фазе высокочастотного сигнала РА. В результате сложения сигналов ННА и РА происходит перенос этой информации в фазу результирующего сигнала.

глубина модуляции суммарного сигнала несет информацию о величине отклонения направления на пеленгуемую ПРС от направления нулевого пеленга.

Таким образом, балансный модулятор и контур сложения обеспечивают трансформацию информации о КУР из фазы высокочастотного сигнала в фазу огибающей, частота которой определяется ГНЧ. Кроме этого, БМ обеспечивает коммутацию суммарной ДН АРК

Следует особо подчеркнуть, что величина коэффициента внутренней АМ m(Q) пропорциональна отклонению равносигнального направления, образованного переключением кардиоиды, от направления на ПРС, т.е. курсового угла радиостанции.

В приемнике АРК суммарный сигнал U_S(t) усиливается, преобразуется в сигнал промежуточной частоты и детектируется амплитудным детектором. С выхода приемника продетектированный сигнал подается в телефонный канал, где выделяется сигнал внешней АМ, поступающий далее на головные телефоны летчика для прослушивания позывных пеленгуемой ПРС.

Одновременно сигнал поступает в узкополосный компасный канал АРК, где после фильтрации и усиления формируется управляющее напряжение.

Управляющее напряжение с выхода УКК с частотой F_гнч поступает на управляющую обмотку двигателя привода искательной катушки гониометра. На обмотку возбуждения двигателя подается напряжение непосредственно с генератора низкой частоты. Двигатель поворачивает искательную катушку до тех пор, пока напряжение на её выходе е_ик не станет равным нулю. При этом одновременно информация о КУР передается на индикатор КУР.

Рассмотренный АРК является следящей системой с астатизмом первого порядка. Так как при переключении кардиоиды формируются два равносигнальных направления, сдвинутые на 180°, то в принципе система слежения может отработать любое из них, что соответственно приведет к ошибке пеленгования на 180°. Для исключения этого в цепи обратной связи АРК фазовые соотношения выбраны так, что положение искательной катушки в направлении обратного пеленга является неустойчивым, а в направлении прямого пеленга- устойчивым положением равновесия следящей системы.

В радиокомпасе АРК-22 реализован несколько иной принцип переноса информации о направлении на пеленгуемую ПРС в параметр сигнала, подлежащего обработке.

В отличие от рассмотренной схемы в АРК-22 нет фазоинверсного каскада, поэтому сигналы на входах контура сложения сдвинуты по фазе относительно друг друга на p/2. В результате сигнал на выходе контура сложения будет модулирован по амплитуде и фазе, причем информация о КУР будет содержаться именно в законе фазовой модуляции (ФМ). По этой причине АРК-22 называется радиокомпасом с внутренней фазовой модуляцией. Для выделения информации о КУР и формирования управляющего напряжения, подаваемого на двигатель, в данном АРК используется синхронный фазовый детектор.

Следует отметить, что АРК с внутренней ФМ имеют лучшие характеристики по точности и помехоустойчивости по сравнению с АРК с АМ. Для АРК с ФМ понятие кардиоиды утрачивает смысл.