Наиболее широко распространѐнным представителем угломерных радионавигационных систем (РНС), с использованием фазового метода измерения азимута, является всенаправленный азимутальный радиомаяк VOR, который вместе с радиодальномером DME образует комплексную систему ближней навигации, принятую в качестве стандартной странами – членами ICAO (Международная организация гражданской авиации). Угломерный канал состоит из двух радиолиний «Земля – борт».

По одной из них (радиолиния азимутального сигнала) передаѐтся ин- формация об азимуте самолѐта, по второй – опорный сигнал. Азимутальный сигнал передаѐтся на борт самолѐта с помощью вращающейся в горизонтальной плоскости диаграммы направленности того или иного вида, при этом сами азимутальные антенны могут быть вращающимися или не- подвижными. За счѐт вращения диаграммы направленности антенны (ДНА) параметры принимаемого на «борту» сигнала оказываются зависящими от углового положения ДНА. Зная в момент приѐма азимутального сигнала положение ДНА, можно на борту самолѐта определить его азимут (истинный пеленг аппарата – ИПА). С помощью опорного сигнала задаѐтся так называемый «северный» момент времени, т. е. тот момент времени, в который максимум ДНА совпадает с направлением северного магнитно- го меридиана, проходящего через радиомаяк.

Параметры опорного сигнала не должны зависеть от углового положения самолѐта. Передача его на все самолѐты должна осуществляться одновремѐнно, поэтому излучение опорного сигнала осуществляется с помощью ненаправленных антенн. В целях упрощения устройства, опорный сигнал передаѐтся на несущей частоте азимутального сигнала и поэтому должен быть дополнительно кодирован. ДНА радиомаяка VOR представляет собой кардиоиду, вращающуюся в горизонтальной плоскости со скоростью 1800 об/мин. За счѐт этого в любой точке рабочей зоны радиомаяка создаѐтся амплитудно-модулированный сигнал с частотой огибающей, равной 30 Гц, и фазой j, зависящей от азимута самолѐта А. На рис. 3.13 показан принцип формирования этого сигнала.

Рис. 3.13. Принцип действия фазового угломерного канала

Сигнал U(t) принимается на борту самолѐта. Сплошной линией пока- зан азимутальный сигнал, пунктирной – опорный сигнал. В «северный» момент времени фазы этих сигналов совпадают (Dj = 0). Как видно из рис. 3.13, фаза огибающей принимаемого сигнала зависит от азимута самолѐта – точки приѐма (на рис. 3.13 они находятся под азимутами 0°, 90°, 180°, 270°). Огибающая этого сигнала, имеющая частоту 30 Гц, называется напряжением переменной фазы.

При передаче опорного сигнала колебания несущей частоты радиомаяка модулируются по амплитуде напряжением поднесущей частоты 9960 Гц, которое, в свою очередь, модулируется по частоте сигналом 30 Гц, соответствующим частоте вращения кардиоиды.

Для приѐма и преобразования информации на борту самолѐта должна быть установлена специальная аппаратура. Отечественная бортовая навигационно-посадочная аппаратура типа КУРС-МП имеет канал VOR. Радиомаяк VOR работает в диапазоне УКВ. Дальность действия его зависит от высоты полѐта. При высоте 8¸10 км дальность действия составляет 250¸350 км. Погрешность измерения азимута находится в пределах 1¸3,5° и зависит от характера местности.

Для повышения точности в угломерном канале американской системы ближней навигации TACAN используется двухканальный метод измерения азимута. Диаграмма направленности антенной системы (рис. 3.14, а) представляет собой кардиоиду (ДНА грубого канала), на которую наложена периодическая функция азимутального угла, имеющая 9 периодов, каждый из которых равен 40° (ДНА точного канала).

Рис. 3.14. Принцип действия угломерного канала системы TACAN

Диаграмма вращается с угловой скоростью W, равной 15 об/с, поэтому принимаемый сигнал всегда промодулирован по амплитуде (рис. 3.14, б). Когда максимум кардиоиды направлен на север, передатчик излучает серию импульсов определѐнной длительности. Эти импульсы служат в качестве опорного сигнала частотой W. Каждый раз, когда через северное направление проходит очередной максимум ДНА, передатчиком излучается второй опорный сигнал (частотой 9W), отличающийся от первого количеством импульсов.

Принятый на самолѐте сигнал детектируется и подаѐтся на фильтры Ф₁ и Ф₂ (рис. 3.15), разделяющие частоты W и 9W. Колебания частотой W используются для грубого, но однозначного, измерения фазы в измерителе ИФ₁, на выходе которого включѐн грубый указатель азимута (УА_г).

Рис. 3.15. Схема бортового оборудования для обработки сигналов фазового радиомаяка системы TACAN

Опорный сигнал частоты W подаѐтся на ИФ₁ от генератора Г₁, для синхронизации которого используется первый начальный сигнал, выделяемый декодирующим устройством ДКУ. Аналогичным образом производятся и точные измерения азимута (ИФ₂, Г₂, УА_т). При использовании только частоты 9W показания ИФ₂ повторяются через каждые 40° по азимуту. Реальная точность измерения азимута в системе TACAN примерно в 5 раз выше, чем в радиомаяке VOR в тех же условиях.