4 курс 1 семестр / єгоров / тема 1.4.1

Контрольні питання до теми №1.4

1. Який принцип визначення висоти застосовується у радіовисотомірах?

У радіовисотомірах застосовується радіолокаційний принцип визначення висоти за відбитим сигналом. Передавач радіовисотоміра формує радіохвилі, які за допомогою передавальної антени спрямовуються убік земної поверхні. Відбитий сигнал надходить на приймальну антену й далі в приймач. В обчислювальному пристрої приймача виробляється сигнал, пропорційний часу проходження радіохвилі до земної поверхні й зворотно, тобто пропорційний справжній висоті. Залежно від максимальної вимірюваної висоти розрізняють РВ малих і великих висот.

2. Який метод вимірювання висоти найбільш поширений у РВ малих висот?

Радіовисотоміри малих висот призначені для вимірювання висоти польоту ЛА в діапазоні від 0 до 1500 м. Вони застосовуються головним чином для керування ЛА на етапах заходу на посадку й посадки, а також при польотах на малих висотах. У РВ цього типу найбільше розповсюдження отримав так званий частотний метод вимірювання висоти, головними достоїнствами якого є малі межі вимірюваної висоти й висока точність.

При частотному методі передавач РВ безупинно, з постійною потужністю, випромінює безперервний частотно-модульований сигнал (частота сигналу швидко змінюється за часом між найбільшим і найменшим значеннями). Приймач у кожний момент часу приймає два сигнали. Один сигнал іде безпосередньо від передавача до приймача; інший сигнал − відбитий, іде від передавача до землі й від землі до приймача. Очевидно, що частоти обох прийнятих сигналів різні, і різниця частот залежить від інтервалу часу між прийманням основного й відбитого сигналів. Вимірюючи різницеву частоту, можна обчислити час запізнювання відбитого сигналу, що пропорційний справжній висоті польоту. Вимірювання різниці частот може проводитися з досить високою точністю, що дозволяє вимірювати справжню висоту польоту літака з точністю, необхідної для маловисотного польоту, тобто з точністю 2...3 м.

3. Який метод вимірювання висоти найбільш поширений у РВ великих висот?

Частотні висотоміри не можуть забезпечити вимірювання великих висот, тому що для цього потрібно збільшення потужності передавача, щоб отримати відбитий сигнал, придатний для обробки. А це спричиняє значне збільшення ваги й габаритів висотоміра.

Тому для вимірювання великих висот (до 8...10 км) використовують імпульсні випромінювання. Радіовисотоміри великих висот застосовують як допоміжний навігаційний засіб при аерофотозніманні місцевості й для інших цілей.

При використанні імпульсного методу вимірювання висоти випромінювання передавача відбувається імпульсами з постійною частотою. Імпульси подаються через малі проміжки часу. У паузах між випромінюваннями імпульсів у передавачі накопичується енергія, що потім випромінюється в імпульсі. Таким чином, енергія імпульсу в багато разів перевищує середню потужність передавача. Вимірювання висоти в цьому випадку відбувається як вимірювання запізнювання приходу відбитого імпульсу від землі в порівнянні із приходом у приймач прямого імпульсу.

Точність імпульсного висотоміра хоча й менша частотного, але значно перевищує точність барометричного.

4. На яких принципах ґрунтується частотний метод вимірювання висоти?

частотний метод вимірювання висоти ґрунтується на частотній модуляції випромінюваних коливань.

При частотному методі передавач РВ безупинно, з постійною потужністю, випромінює безперервний частотно- модульований сигнал (частота сигналу швидко змінюється за часом між найбільшим і найменшим значеннями). Приймач у кожний момент часу приймає два сигнали. Один сигнал іде безпосередньо від передавача до приймача; інший сигнал − відбитий, іде від передавача до землі й від землі до приймача. Очевидно, що частоти обох прийнятих сигналів різні, і різниця частот залежить від інтервалу часу між прийманням основного й відбитого сигналів. Вимірюючи різницеву частоту, можна обчислити час запізнювання відбитого сигналу, що пропорційний справжній висоті польоту. Вимірювання різниці частот може проводитися з досить високою точністю, що дозволяє вимірювати справжню висоту польоту літака з точністю, необхідної для маловисотного польоту, тобто з точністю 2...3 м.

Проте, частотні висотоміри не можуть забезпечити вимірювання великих висот, тому що для цього потрібно збільшення потужності передавача, щоб отримати відбитий сигнал, придатний для обробки. А це спричиняє значне збільшення ваги й габаритів висотоміра.

5. Яка частота, що виділяється з фільтром детектора низької частоти, є мірою справжньої висоти польоту в РВ малих висот?

Різницева частота, яка виділяється в детекторі низької частоти фільтра Fp, є мірою справжньої висоти польоту.

6. Від яких параметрів частоти передавача РВ малих висот залежить його чутливість?

Чутливість РВ тим більша, чим більше середнє значення частоти і чим більша величина девіації частоти.

7. Які параметри частоти передавача РВ малих висот змінюються при його перемиканні на малий діапазон?

При посадці літака прилад перемикається на малий діапазон (від 0 до 150 м), при цьому девіація частоти збільшується в 10 разів − до ± 5 % від середнього значення частоти.

8. У РВ малих висот задача вимірювання висоти зводиться до вимірювання напруги різницевої частоти. В який спосіб здійснюється вимірювання цієї напруги?

На виході фільтра різницевої частоти FP (див. рис. 1) коливання UP(t) за допомогою формувача імпульсів перетворюються в послідовність імпульсів (рис. 2, е). Стандартний імпульс формується щоразу при переході через нуль напруги UP(t) знизу нагору.

Частота проходження імпульсів визначається частотоміром. Середня частота проходження імпульсів при відсутності перешкод дорівнює середньоквадратичній частоті напруги UP(t).

Лічильник частотоміра виробляє напругу, яка пропорційна кількості імпульсів, що надійшли на нього, а інерційна ланка в частотомірі усереднює цю напругу. Покажчик РВ (див. рис. 1) з урахуванням масштабного коефіцієнта показує обмірювану висоту.

9. Які частоти в РВ малих висот визначають діапазон вимірюваних висот?

Величина середнього значення частоти дорівнює = 400 ÷ 600 МГц, а девіація частоти дорівнює ± 0,5% від середнього значення при діапазоні вимірюваних висот від 0 до 1500 м.

10. Наведіть приклади РВ малих висот.

• Частотні радіовисотоміри

• Широкосмуговий РВ

• Вузькосмугові РВ

• Радіовисотомір РВ-5

• Радіовисотоміри А-037, А-053

11. За рахунок чого можна збільшити діапазон РВ безперервного випромінювання і до чого це призведе?

Зі збільшенням висоти польоту потужність відбитого радіосигналу різко падає, і він стає важкопомітним на фоні перешкод. Інтенсивність корисного сигналу можна збільшити за рахунок підвищення потужності радіопередавача, однак його потрібна потужність збільшується пропорційно 4-й степені збільшення висоти. Наприклад, для збільшення діапазону радіовисотоміра безперервного випромінювання з 1500 до 15000 м, потужність радіопередавача довелося б збільшити в10000 разів.

12. Який вимірюваний параметр є мірою справжньої висоти польоту в імпульсних РВ великих висот?

Різницева частота, яка виділяється в детекторі низької частоти фільтра Fp, є мірою справжньої висоти польоту.

13. Який діапазон вимірюваних висот РВ-25?

• 1-ий діапазон − 0...120 м;

• 2-ий діапазон − 100...1200 м;

14. Чому в РВ малих висот виникають похибки умов вимірювання?

Похибки умов вимірювань виникають при наявності значних кутів крену або тангажа літака через вузькі характеристики спрямованості антен радіовисотоміра, тому що в цьому випадку вимірюється не геометрична висота польоту , а похила дальність до земної поверхні.

15. Яка похибка виникає внаслідок дискретного характеру відліку висоти в РВ малих висот?

Першу групу похибок утворять методичні похибки, що обумовлені дискретним характером відліку висоти, змінами умов вимірювань (впливом крену й тангажа ЛА на точність вимірювань), а також іншими факторами.

16. В який спосіб здійснюється поліпшення розв’язки приймальної й передавальної антен РВ малих висот?

Дві роздільні антени – передавальна й приймальна забезпечують розв’язку приймача й передавача РВ як радіолокатора безперервного випромінювання. У РВ звичайно використовують рупорні антени, що формують симетричні, співпадаючі в просторі діаграми шириною до 50°, спрямовані вертикально вниз. Діаграми вибирають відносно широкими, для забезпечення постійного контакту із землею при еволюціях ЛА.

17. За рахунок чого на малих висотах виникає так звана «похибка гіпотенузи»?

На малих висотах виникає «похибка гіпотенузи» у зв’язку з відмінністю середньої довжини шляху відбитого сигналу від подвоєної висоти. Може виникати також похибка за рахунок багаторазового відбиття сигналів від землі й поверхні ЛА .