4. Số lượng, nội dung các bản vẽ và các sản phẩm cụ thể:
2.3 Sơ lược về hệ thống mốc vô tuyến dẫn đường hạ cánh với mốc vô tuyến
Như đã nêu ở trên, để có thể làm giảm độ uốn cong quỹ đạo hạ cánh và tăng độ nhạy định hướng của mốc vơ tuyến để tăng độ chính xác mà khơng làm ảnh hưởng đến vị trí của đường quỹ đạo hạ cánh đã được xử lí ở mốc vơ tuyến tổng - hiệu. Tuy nhiên, việc tăng độ chính xác ở mốc vơ tuyến tổng-hiệu cũng có thể tiến hành bằng cách thu hẹp giản đồ hướng nhưng lại không đảm bảo được phạm vi hoạt động của hệ thống, mặt khác phải sử dụng nhiều hệ thống bổ trợ để đưa máy bay vào vùng hoạt động của hệ thống nếu giảm độ rộng giản đồ hướng. Phương pháp sử dụng mốc vơ tuyến dải sóng Cm được đưa ra đã giải quyết triệt để vấn đề này tuy nhiên lại làm phức tạp hơn bài toán xác định dẫn đường mục tiêu bởi phân hệ đo góc và chi phí thay thế các hệ thống dẫn đường hạ cánh dải sóng mét. Do đó, người ta đề cập đến phương pháp sử dụng mốc vô tuyến 2 kênh. Thực tế, mốc vô tuyến 2 kênh được phát triển dựa trên mốc vô tuyến tổng - hiệu nhằm tận dụng hiệu quả hoạt động của nó. Giải pháp được đưa ra để ứng dụng trong mốc vơ tuyến 2 kênh đó là sử dụng mốc vơ tuyến hoạt động với tần số kép, nó được gọi là hiệu ứng chụp.
Mốc vơ tuyến có mốc vơ tuyến 2 kênh có kênh chính (“hẹp”) trong đó dùng mốc vơ tuyến tổng - hiệu có giản đồ hướng anten hẹp và kênh phụ (“rộng”) hay cịn gọi là kênh khoảng an tồn. Lúc này, cho thấy sự hình thành của 2 tín hiệu có tần số cao: tín hiệu chính của kênh hẹp và tín hiệu bổ sung của kênh rộng. Nhiệm vụ của kênh hẹp là hình thành các vùng góc hẹp: vùng quan sát trong phạm vi ± 2° so với trục của đường băng và đường hạ cánh trong phạm vi ± 0,5° so với góc đường hạ cánh. Trong các khu vực này, mối quan hệ tuyến
tính được thiết lập giữa giá trị của tham số thơng tin và độ lệch góc của máy bay từ một quỹ đạo cho trước. Kênh rộng cung cấp cho phi cơng thơng tin trong phần cịn lại của vùng phủ sóng hoạt động của hệ thống hạ cánh, chỉ ra hướng đi của hướng di chuyển chính xác, hướng tới đường đi xuống. Trong trường hợp này, tần số sóng mang của tín hiệu kênh rộng được dịch chuyển so với tần số của tín hiệu kênh hẹp bằng 5-15 kHz.
Bằng cách hình thành giản đồ hướng dạng đặc biệt, họ đạt được sự gia tăng đáng kể mức tín hiệu kênh hẹp so với mức tín hiệu kênh rộng trong vùng hẹp trong vùng lân cận của đường hạ cánh (±2° trong mặt phẳng phương vị và ±0,5° trong mặt phẳng độ cao) và sự gia tăng mức tín hiệu kênh rộng so với mức tín hiệu kênh hẹp trong vùng dẫn đường. Mốc vơ tuyến tần số kép đã được sử dụng ở nước ngoài và ở nước ta trong một thời gian dài.
Mối quan tâm lớn nhất của chúng ta là kênh quỹ đạo hạ cánh dùng mốc vô tuyến quỹ đạo hạ cánh 2 kênh. Loại mốc vô tuyến quỹ đạo hạ cánh như vậy có hệ thống anten gồm 3 anten hơi nâng cao hơn so với mặt đất (hình 2.7). Ở kênh hẹp sử dụng anten A1và A2, còn trong kênh rộng dùng anten A1và A3. Pha và biên độ của dòng điện ni anten được chọn sao cho có thể giảm cường độ trường dưới một góc so với đường chân trời là 0,30 (với 0 là góc nghiêng đường hạ cánh), điều đó làm “hẹp” giản đồ hướng anten của kênh này.
Hiệu suất tích cực cơ bản là giảm ảnh hưởng do sự mấp mơ của địa hình và của các mục tiêu địa hình thấp đến vị trí của đường quỹ đạo hạ cánh, tức là giảm độ uốn cong quỹ đạo hạ cánh.
Hình 2.7. Sơ đồ hệ thống anten mốc vô tuyến quỹ đạo hạ cánh hai kênh (a) và giản đồ hướng tương ứng (b).
Trên hình 2.7 đã chỉ rõ các giản đồ hướng anten của mốc vô tuyến chỉ hướng loại 2 kênh (vùng hoạt động của kênh rộng được gạch chéo). Kênh rộng ở đây dùng để chỉ rõ cho phi công là đường chỉ hướng nằm ở đâu để điều khiển máy bay bay về đúng đường quỹ đạo hạ cánh (bên phải hoặc bên trái máy bay). Hệ thống anten của một kênh hẹp tạo thành những búp sóng khá hẹp với chiều rộng từ 6-12° trong mặt phẳng nằm ngang (Hình 2.8). Hệ thống anten kênh rộng tạo ra các búp sóng có vùng hoạt động rộng (±35°).
Kênh hẹp tạo thành một đường hạ cánh gần như thẳng, vì khu vực hoạt động của kênh này khơng có các vật thể phản xạ lại và các bất thường của bề mặt trái đất. Kênh này dùng để điều khiển máy bay có độ lệch nhỏ so với mặt phẳng hạ cánh. Đối với độ lệch lớn, kênh rộng được sử dụng, bị ảnh hưởng bởi tín hiệu phản xạ lại, nhưng đối với vùng phủ của kênh này, khơng có u cầu nghiêm ngặt về đặc tính chính xác do độ lệch lớn so với mặt phẳng của đường hạ cánh. Để giảm ảnh hưởng của tín hiệu kênh rộng đến hoạt động của kênh hẹp của đèn hiệu, trong vùng hoạt động của kênh hẹp dự kiến sẽ giảm giản đồ hướng của kênh rộng. Cả hai kênh của mốc vơ tuyến đều có ngun tắc hoạt động giống nhau. Trên máy bay, tín hiệu kênh hẹp và kênh rộng phải được sử dụng riêng biệt, và vì mục đích này, kênh rộng hoặc sử dụng tần số sóng mang khác với tần số sóng mang kênh hẹp 9-11 kHz hoặc sử dụng cùng tần số sóng mang như kênh hẹp, nhưng tín hiệu kênh có độ lệch pha 90°.
Hình 2.9. Sơ đồ khối về kênh hẹp của mốc vơ tuyến chỉ tầm * Các đặc tính của kênh khoảng an tồn.
Từ những điều đã nói rút ra rằng, kênh rộng cần đưa ra thông tin để dẫn máy bay vào vùng hoạt động của kênh hẹp và đồng thời không làm ảnh hưởng xấu đi sự hoạt động của kênh hẹp. Sự làm xấu này hồn tồn rõ ràng vì số lượng các đối tượng phản xạ gây nhiễu trong phạm vi giản đồ hướng anten kênh rộng
lớn hơn nhiều trong kênh hẹp. Ở các hệ thống vô tuyến hạ cánh hai kênh, để chọn lọc tín hiệu của từng kênh, người ta sử dụng hiệu ứng chế áp tín hiệu yếu bằng tín hiệu mạnh ở các phần tử phi tuyến của tuyến thu. Từ hình 2.5 và 2.7 rút ra rằng, tỷ số của mức tín hiệu kênh hẹpUkh và kênh rộng Ukr phụ thuộc vào giá trị độ sai lệch Δα hay Δβ khỏi đường chỉ hướng hay đường quỹ đạo hạ cánh. Với các giá trị độ sai lệch này bé Ukh>> Ukr và tín hiệu kênh rộng cùng với sự phản xạ nó từ các đối tượng tại chỗ bị chế áp hiệu quả ở tuyến thu và máy bay sử dụng thông tin chỉ của kênh hẹp. Với các độ sai lệch lớn khỏi quỹ đạo chuẩn bị hạ cánh đã cho (khi bay ở vùng hoạt động của kênh rộng) Ukh << Ukr và thông tin chủ yếu từ kênh rộng được sử dụng. Vì thơng tin này sơ lược và dùng chỉ để chỉ dẫn hướng bay, nên sự tồn tại các tín hiệu kênh rộng được phản xạ từ các đối tượng tại chỗ không ảnh hưởng đến sự hoạt động của hệ thống. Với mục đích thực hiện các q trình đã chỉ ra, người ta đưa một số điểm khác biệt vào các tham số tín hiệu của cả hai kênh khơng cản trở sự xử lý chung các tín hiệu này ở tuyến chung của thiết bị tại nơi sử dụng của hệ thống hạ cánh. Thường các tần số mang của các kênh dịch đi chừng 10 Khz (khoảng an toàn tần số) hay các tín hiệu của các kênh dịch đi theo pha 90° (khoảng an toàn cầu phương). Việc sử dụng các mốc vô tuyến hai kênh cho phép nhận được độ chính xác của các kênh chỉ hướng và quỹ đạo hạ cánh tương ứng sai số cực đại 3σ = 0,25 – 0,3°, trong đó sự sai lệch quỹ đạo cho trước bị gây ra bởi sự phản xạ từ các đối tượng tại chỗ đóng góp chính vào sai số này.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
Chương này đã chỉ rõ được các loại mốc vơ tuyến dẫn đường phục vụ cho q trình hạ cánh là loại cân bằng tín hiệu, tổng - hiệu và loại 2 kênh, chỉ rõ được ưu khuyết điểm và cách khắc phục cụ thể. Chương này đã mô tả được mơ hình hoạt động đơn giản của từng loại mốc vơ tuyến được sử dụng cho các hệ thống hạ cánh cụ thể, q trình tính tốn tín hiệu được phát ra từ các anten, hiệu độ sâu tín hiệu điều chế từ đó xác định được các thơng tin về sự sai lệch góc so
với đường quỹ đạo hạ cánh của mốc vơ tuyến đơn giản. Đây là cơ sở để có thể mô tả trực quan hơn việc xây dựng bài tốn tìm hiệu độ sâu tín hiệu điều chế và xác định góc lệch của mốc vơ tuyến 2 kênh được nêu đến ở chương 3. Từ đó, đồ án tiến hành mơ phỏng bài tốn đơn giản để hiểu sâu hơn về q trình xử lí thơng tin hạ cánh của thiết bị thu trên máy bay.
CHƯƠNG 3
XÂY DỰNG BÀI TỐN TÍNH HIỆU ĐỘ SÂU ĐIỀU CHẾ KHI SỬ DỤNG MỐC VÔ TUYẾN LOẠI 2 KÊNH