К фазовым принято относить такие радионавигационные устройства, в которых информация о навигационном параметре содержится в фазе принимаемого сигнала. Возможны два варианта фазовых РНУ. В первом из них информация содержится в фазе несущих колебаний (РНУ типа Н), во втором – в фазе модулирующего колебания (РНУ типа М). Фазовые РНУ применяют для определения расстояния, разности расстояний и угловых навигационных параметров.

Рис. 3.3. Фазовый радиодальномер типа М: 1 – генератор масштабной частоты; 2 – амплитудный модулятор; 3 – генератор высокой частоты; 4 – усилитель мощности; 5 – антенна передатчика; 6 – приѐмник ретранслятора; 7 – передатчик ретранслятора; 8 – антенна приѐмника; 9 – приѐмник; 10 – измеритель разности фаз; 11 – индикатор дальности

В дальномере обязательно использование ответчика, в задачу которого входит не только увеличение дальности действия, но и изменение несущей частоты ответного сигнала. Необходимость такой операции вызывается тем, что в запросчике дальномера используется режим непрерывного излучения. Поэтому на входе приѐмника обычно присутствует не только ответный сигнал, но и прямой, идущий от передатчика. Во избежание интерференции прямого и ответного сигналов их разносят по частоте.

Передатчик фазового дальномера работает в режиме амплитудной модуляции. Источником модулирующего сигнала служит генератор масштабной частоты (1). В приѐмнике запросчика (9) принятый сигнал усиливается и детектируется. Выделенный модулирующий сигнал поступает на измеритель разности фаз (10), где производится сравнение его с фазой модулирующего напряжения, служащего опорным сигналом.

Если пренебречь фазовыми сдвигами модулирующего сигнала в передатчике, ретрансляторе и приѐмнике, то нетрудно получить связь разности фаз принятого и опорного сигналов от расстояния Д между запросчиком и ответчиком. Модулирующий сигнал можно записать как U₁ = U_m1sinW_мt₁ = U_m1sinj₁, (3.7) здесь j₁ = W_мt₁ – фаза сигнала в момент излучения.

Излучѐнный сигнал после ретрансляции возвращается к запросчику в идеальном случае с той же фазой j₁. Однако за время t_Д = 2Д/C фаза опорного сигнала изменится j₂ = W_м (t₁ + t_Д). (3.8)

Фазовым РНУ свойственна неоднозначность измерений. Если отсутствуют дополнительные устройства, то j_р изменяется в пределах 0 j_р j_рmax = 2p. (3.12) Выражение (3.12) является условием однозначности измерений. При j_р > 2p показания измерителя разности фаз повторяются. Максимальная дальность, соответствующая диапазону однозначного измерения разности фаз определится как

Д_max = M·j_рmax = l_м/2. (3.13) Чем выше масштабная частота (короче длина волны l_м), тем меньше дальность однозначного отсчѐта Д_одн. Так, при F_м = 30 кГц, Д_max = 5 км. Для увеличения Д_одн достаточно уменьшить масштабную частоту. Однако это уменьшит точность измерения. Действительно, дифференцируя (3.11) и переходя к конечным приращениям, получим DД = M·Dj_р.                                                                          (3.14)