CC BY
55
Секция
« ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОСИСТЕМ И АВИОНИКА »
УДК 351.814.2; 656.7.08
И. В. Алтухов, В. Н. Гейман Научный руководитель - В. М. Мусонов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ СИСТЕМ ПОСАДКИ
ОТ ИНТЕРМОДУЛЯЦИОННЫХ ПОМЕХ
Рассмотрен метод защиты бортовой аппаратуры от интермодуляционных помех системы посадки КУРС МП-70 с помощью колец измагнитомягкого феррита.
Бортовое радиоприемное оборудование навигации по системе VOR и бортовое радиоприемное оборудование посадки самолетов по системам ILS и СП работают в диапазоне радиочастот 108,0 - 117,95 МГц [1].
Рядом с навигационно-посадочным диапазоном размещен диапазон радиочастот 87,5 - 107,9 МГц, используемый радиовещательными станциями УКВ-ЧМ [2.3].
Согласно требованиям ICAO нежелательные уровни сигналов радиостанций УКВ-ЧМ на входе приемников аппаратуры посадки и аппаратуры навигации нормированы и могут достигать на некоторых аэродромах значений, приведенных в таблице.
Под воздействием этих сигналов в приемниках, если в них не предусмотрена специальная защита, возникает интермодуляционная помеха.
Уровни сигналов радиостанций УКВ-ЧМ на входе приемников
Частота МГц Максимальны уровень помехи на входе приемника
мкВ дБмВт
87,5-102,0 1,26-106 +15
104,0 0,70-106 +10
106,0 0,40-106 +5
107,9 0,07-106 -10
Интермодуляция - это возникновение помех на выходе устройства при воздействии на его вход двух или более сигналов, частоты которых не совпадают с частотой основного сигнала и приводят к помехам на частоте основного сигнала. В рассмотрении опасна интермодуляционная помеха третьего порядка, представляющая собой комбинацию 2/ -/2.
В незащищенном приемнике вследствие нелинейности активных элементов в маломощных каскадах высокочастотного тракта возникает множество гармонических составляющих, среди них присутствует и составляющая 2/1 - /2 = 2 107,7 - 107,3 = 108,1 МГц. Частота 108,1 МГц совпадает с частотой основного сигнала посадочного маяка. Это означает, что посадочный канал 108,1 МГц оказался пораженным и посадка (навигация) самолета становится невозможной.
В случае непринятия специальных мер по защите от помех, пораженных каналов посадки и навигации становится много.
Динамический диапазон по побочным каналам, блокированию, перекрестным искажениям и интермодуляции при избыточности чувствительности приемного тракта может быть расширен путем снижения крутизны нагрузочной прямой первого каскада усилителя высокой частоты. Это может быть обеспечено за счет уменьшения нагрузочного (коллекторного, стокового) сопротивления до величины, при которой значение чувствительности сохраняется в требуемых пределах. Так, например, тогда как по ТУ чувствительность должна быть не хуже 6 мкВ для изделия Курс МП-70. Следовательно, имеется возможность снижения крутизны нагрузочной прямой и, следовательно, сопротивления нагрузки до 2,2 раза, за счет чего и может быть обеспечено расширение динамического диапазона.
Без каких-либо изменений и дополнений принципиальных схем частотная селективность входных цепей изделий КУРС МП-70 может быть повышена, если на высокочастотный кабель одеть кольцо из магнитомяг-кого феррита (рис. 1), то за счет индуктивности Ьк и емкости Ск между кольцом и кабелем будет образован последовательный колебательный контур (рис. 2), характеризующийся резонансными свойствами.
Lk О:
Рис.2. Эквивалентная схема участка кабеля с кольцом
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
Для резонансной длины волны при постоянстве внутреннего диаметра кольца:
Р = ^/н^ё",
где ё - ширина кольца; цн - магнитная проницаемость феррита; е" - минимальная часть диэлектрической проницаемости, связана со справочной величиной эффективной проводимости ст.
Марка феррита выбирается с учетом значения частоты радиосигнала. Так, например, для частот до 200 МГц необходимо применять феррит марки 30ВЧ2 со справочными значениями цн = 25...35 и ст = 1,5 106 м А-1, а для рабочих частот до 350 МГц - феррит марки 5ВЧ1 со справочными значениями цн =
= 4,7...6,5 и р = 107 Ом м.
Для повышения добротности следует применять два, три, четыре ферритовых кольца, одетых на кабель одно за другим и расположенных на расстоянии (3...4)ё друг от друга. Увеличение количества колец свыше четырех может привести к снижению добротности колебательной системы и потерям мощности полезного сигнала.
\
\ \
Рис. 3. Амплитудно-частотная характеристика фильтра нижних частот
Расстояние от кольца до концов кабеля особого значения не имеет. Важно, чтобы кабель имел как можно меньше изгибов, и кольца располагались на прямолинейном участке. Это связано с тем, что изгибы кабеля характеризуются внесением реактивностей -индуктивностей и емкостей, что повлияет на резонансную частоту контура, образованного кольцами и кабелем.
Размеры ферритовых колец и место их установки с целью обеспечения наилучших фильтрующих свойств следует подбирать с небольшим разбросом вокруг значений ё индивидуально для каждого варианта размещения изделий на борту воздушного судна. Кроме того, система из двух ферритовых колец, одетых на кабель, может представлять собой фильтр нижних частот, если одно кольцо имеет индуктивный характер, а второе - емкостный или активный. При этом если ширина ё первого кольца рассчитывается по изложенной выше методике, то ширина второго кольца подбирается опытным путем в пределах (4...5) ё с тем, чтобы частота среза образовавшегося фильтра была достаточно близка к частоте сигнала (рис. 3). При этом мешающие сигналы с частотами выше частоты полезного сигнала будут отфильтровываться.
Библиографические ссылки
1. Хаймович И. А., Иванов П. А., Устроев Ю. Е. и др. Бортовые радиоустройства посадки самолетов. М. : Машиностроение, 1980. 382 с.
2. Кондрашов В. И., Федоренко В. Н. Бортовые радиотехнические средства ближней навигации и инструментальной посадки летательных аппаратов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2002. № 1. С. 3-9.
3. Кондрашов В. И., Федоренко В. Н. Анализ влияния частотно-модулированных помех, создаваемых УКВ радиовещательными станциями на функционирование бортовой навигационно-посадочной аппаратуры // Науч. Вестн. МГТУ ГА. 2003. Сер «Радиофизика и радиотехника». № 62. С. 20-25.
© Алтухов И. В., Гейман В. Н., 2013
УДК 629.73.08; 629.7.004.67
А. А. Анисимова Р. С. Пашков Научный руководитель - Л. Г. Феофанов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
СОВРЕМЕННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ МЕТРОЛОГИИ
Рассмотрены современные требования метрологии в технической эксплуатации авиационной техники.
Метрология - это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности [1].
Ускорение научно-технического прогресса, темпов роста производительности труда, повышение качества продукции неразрывно связаны с увеличением объема экспериментальных работ, и, соответственно, с объёмом получаемой и перерабатываемой информации.
Для повышения качества получаемой продукции, ужесточаются и требования к экспериментам. Они должны проходить в более короткие сроки, быть точнее, и повышать результаты научно-исследовательских работ. Измерение количественно характеризует окружающий материальный мир. Оно может осуществляться при наличии соответствующих технических средств и отработанной техники проведения
