способ определения направления на ридиомаяк. радиокомпас. двухчастотный частотный дальномер

Формула изобретения

1. Способ определения направления на радиомаяк, заключающийся в излучении в сторону радиомаяка и переизлучении им электромагнитной энергии, отличающийся тем, что из двух точек радиокомпаса, выполненного по п.2, с базовым L расстоянием между точками, на радиомаяк излучают два непрерывных сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразно линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал), с близкими частотами f₁ и f₂ НЛЧМ сигнала и одинаковыми его частотой модуляции Fm и девиацией частоты dfm, которые: принимаются на радиомаяке, усиливаются по мощности и переизлучаются в сторону радиокомпаса,

где их перемножают с излученными НЛЧМ сигналами и выделяют сигналы:

Fpi=2DiFmdfm/C-2Vif₁/C и Fpj=2DjFmdfm/C-2Vif₂/C,

где Di и Dj - расстояние между антеннами радиокомпаса и антенной радиомаяка перемещающегося со скоростью Vi, C - скорость света, а затем, после перемножения сигналов с частотами Fpi и Fpj, выделяют разностный сигнал частотой f₃=Fpi-Fpj, величина которой, при совпадении линии расположения антенн радиокомпаса с направлением на радиомаяк, или перпендикуляра, восстановленного из середины линии расположения антенн радиокомпаса, с направлением на радиомаяк, независимо от расстояния между радиокомпасом и радиомаяком, является конкретной и позволяет утверждать, что при обнаружении на радиокомпасе сигнала частотой f₃, направление на радиомаяк определено.

2. Радиокомпас, содержащий дальномер и радиомаяк, отличающийся тем, что в нем используется двухчастотный частотный дальномер, выполненный по п.3, с двумя приемопередающими антеннами, установленными на базовом L расстоянии между собой, выходы фильтров разностных частот ФРЧ-1 и ФРЧ-2 которого, через последовательно соединенные пятый смеситель и узкополосный полосовой фильтр, подключены к схеме включения сигнализации, а радиомаяк выполнен в виде приемо-передающей антенны (антенна), вход которой, работающий на прием, через последовательно соединенные полосовой фильтр и усилитель мощности, подключен к выходу антенны, работающему на передачу.

3. Двухчастотный частотный дальномер, содержащий генератор (Г-1), смеситель (СМ-1), фильтр разностной частоты (ФРЧ-1) и приемо-передающую антенну (антенну), отличающийся тем, что в него дополнительно введены: вторая антенна; Г-2; Г-3; СМ-2; СМ-3; СМ-4; ФРЧ-2; ФРЧ-3; ФРЧ-4; два усилителя мощности и последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), выход которого через Г-1 подключен к входам СМ-3 и СМ-4, а выход Г-2, через последовательно соединенные второй вход СМ-3, ФРЧ-3, СМ-1 подключен к входу ФРЧ-1, так же, как и выход Г-3, через последовательно соединенные второй вход СМ-4, ФРЧ-4, СМ-2 подключен к входу ФРЧ-2, а также выходы ФРЧ-3 и ФРЧ-4, соответственно, через первый и второй усилители мощности подключены к входам соответственно первой и второй антенн, работающим на передачу, а входы первой и второй антенн, работающие на прием, подключены к вторым входам соответственно СМ-1 и СМ-2.

Описание изобретения к патенту

Группа изобретений относится к навигационным системам и комплексам.

Для того чтобы, например, привести корабль в место назначения (к радиомаяку), необходимо определять, по крайней мере, направление на радиомаяк, например, амплитудным методом пеленгации [1, Справочник по основам радиолокационной техники. Под редакцией В.В. Дружинина. Военное издательство, М., 1967].

О других методах, кроме как по компасу или звездам, привода средств передвижения к месту назначения мало что известно.

Целью изобретения является расширение ассортимента радиокомпасов.

Поставленная цель достигается за счет реализации радиокомпасов с использованием определения рассогласования продольной оси средства передвижения с направлением на радиомаяк.

Определяют направление на радиомаяк посредством излучения в сторону радиомаяка и переизлучения им электромагнитной энергии обратно следующим образом. Из двух точек радиокомпаса (как выполнен, смотри ниже), с базовым L расстоянием между точками, на радиомаяк излучают два непрерывных сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразно линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал), с близкими частотами f ₁ и f₂ НЛЧМ сигнала и одинаковыми его частотой модуляции Fm и девиацией частоты dfm, которые: принимают на радиомаяке, усиливают по мощности и переизлучают в сторону радиокомпаса, где их перемножают с излученными НЛЧМ сигналами и выделяют сигналы: Fpi=2DiFmdfm/C-2Vif₁/C и Fpj=2DjFmdfm/C-2Vif₂ /C,

где Di и Dj - расстояние между антеннами радиокомпаса и антенной радиомаяка, перемещающегося со скоростью Vi, C - скорость света, а затем, после перемножения сигналов с частотами Fpi и Fpj, выделяют разностный сигнал частотой f₃=Fpi-Fpj, величина которой, при совпадении линии расположения антенн радиокомпаса с направлением на радиомаяк, или перпендикуляра, восстановленного из середины линии расположения антенн радиокомпаса, с направлением на радиомаяк, независимо от расстояния между радиокомпасом и радиомаяком, является конкретной и позволяет утверждать, что при обнаружении на радиокомпасе сигнала частотой f₃ , направление на радиомаяк определено.

Радиокомпас содержит радиомаяк и двухчастотный частотный дальномер (как выполнен, смотри ниже), с двумя приемо-передающими антеннами, установленными на базовом L расстоянии между собой, выходы фильтров разностных частот ФРЧ-1 и ФРЧ-2 которого, через последовательно соединенные пятый смеситель и узкополосный полосовой фильтр (УПФ), подключены к схеме включения сигнализации. А радиомаяк выполнен в виде антенны, вход которой, работающий на прием, через последовательно соединенные полосовой фильтр и усилитель мощности, подключен к выходу антенны, работающему на передачу.

Двухчастотный частотный дальномер содержит генератор (Г-1), смеситель (СМ-1), фильтр разностной частоты (ФРЧ-1) и приемо-передающую антенну (антенну), а также: вторую антенну; Г-2; Г-3; СМ-2; СМ-3; СМ-4; ФРЧ-2; ФРЧ-3; ФРЧ-4; два усилителя мощности и последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), выход которого через Г-1 подключен к входам СМ-3 и СМ-4, а выход Г-2, через последовательно соединенные второй вход СМ-3, ФРЧ-3, СМ-1 подключен к входу ФРЧ-1, так же, как и выход Г-3, через последовательно соединенные второй вход СМ-4, ФРЧ-4, СМ-2 подключен к входу ФРЧ-2, а также выходы ФРЧ-3 и ФРЧ-4, соответственно, через первый и второй усилители мощности подключены к входам соответственно первой и второй антенн, работающим на передачу, а входы антенн, работающие на прием, подключены к вторым входам соответственно СМ-1 и СМ-2.

Рассмотрим, в том числе на примерах, работу радиокомпаса.

Пусть со стороны радиокомпаса, выполненного на базе двухчастотного частотного дальномера (ДЧД) с двумя приемо-передающими антеннами (антеннами), установленными на продольной оси корабля (или на поперечной), на расстоянии L=20 м друг от друга и плывущего со скоростью Vi=15 м/с, в сторону находящегося на расстоянии 149990 или 14990 м от него радиомаяка, излучают НЛЧМ-1 и НЛЧМ-2 сигналы с частотами f₁=1 и f₂=1,1 ГГц, частотой модуляции Fm=5 кГц и девиацией частоты dfm=5,1 МГц, формируемые ДЧД, в котором счетчик импульсов все время подсчитывает импульсы генератора импульсов. При этом на выходе ЦАП формируется пилообразное напряжение с частотой повторения Fm=5 кГц, которое подают на варикап генератора Г-1. При этом на выходе Г-1 формируется сигнал частотой f и девиацией частоты dfm=5,1 МГц, который поступает на первые входы СМ-3 и СМ-4, на вторые входы которых подают с Г-2 и Г-3, соответственно, сигналы частотой fx и fz. При этом на выходах СМ-3 и СМ-4 и соответственно ФРЧ-3 и ФРЧ-4 формируются сигналы частотой f₁=f-fx=1 ГГц и f₂=f-fz=1,1 ГГц, которые, соответственно, первым и вторым усилителями мощности усиливаются и через первую и вторую антенны передаются на радиомаяк. Где принимаются его приемо-передающей антенной, выделяются полосовым фильтром, усиливаются по мощности и через выход антенны, работающий на передачу, переизлучаются на корабль. Где принимаются первой и второй приемо-передающими антеннами ДЧД и поступают на СМ-1 и СМ-2 ДЧД, перемножаются в нем с, соответственно, излученными НЛЧМ-1 и НЛЧМ-2 сигналами, поступающими на вторые входы СМ-1 и СМ-2 с выходов ФРЧ-3 и ФРЧ-4. После перемножения НЛЧМ сигналов на выходах СМ-1 и СМ-2 и соответственно выходах ФРЧ-1 и ФРЧ-2 формируются, при расположении антенн ДЧД на продольной оси корабля, совпадающей точно с направлением на радиомаяк, сигналы с частотой Fpi=2DiFmdfm/C-f₁2Vi/C и Fpj=2DjFmdfm/C-f₂ 2Vi/C, , или , , или, при расположении антенн ДЧД на поперечной оси корабля, продольная ось которого совпадает точно с направлением на радиомаяк, с, примерно, частотами , или , ,

величина которых является функцией расстояния между кораблем и радиомаяком.

Сигналы частотой , , , и , , , выделяются ФРЧ-1 и ФРЧ-2 и перемножаются в СМ-5. А далее разностные сигналы частотой или выделяются УПФ радиокомпаса с целью оповещения об определении направления на радиомаяк через схему включения сигнализации.