无线电导航系统（第2版）课件 ch06塔康系统

塔康系统通信与导航专业系列教材无线电导航系统(第2版)第六章01概述塔康是战术空中导航（TacticalAirNavigation）英文缩写TACAN的汉语音译名称。由于该系统的有效作用距离在近程范围内，且只用于航空导航，所以又称为航空近程导航系统。概述系统组成、功能与配置塔康系统一般包括两大基本设备，即塔康信标和机载设备。完善的塔康系统配置除信标和机载设备外，还配有信标监测器、信标模拟器和塔康指示控制设备等。塔康信标以旋转天线方向图的形式向作用空域发射无线电信号，为安装有塔康机载设备的飞机提供方位测量信息，同时作为测距应答机，接收并回答机载设备发来的测距询问信号。概述塔康系统组成示意图如图6-1所示。概述应用情况：塔康系统通过测距功能可以获得圆位置线，通过测向功能可以获得直线位置线，两位置线的交点就是目标的位置，属于极坐标定位系统。因此，塔康系统可直观提供方位、距离指示，并实现单台定位，能够直接导出位置坐标。系统应用和发展概述4）正常逆模式。五种主要应用形式：5）空/空逆模式。1）正常工作模式。2）空/空距离模式。3）空/空距离+方位模式。概述这五种模式的示意图如图6-2所示。概述系统发展塔康系统是根据军事需求，由美军从民用导航系统的伏尔（VOR）系统和地美仪（DME）系统演变发展起来的。该系统把VOR测向（测角）和DME测距结合起来，让VOR在原来的U/V波段提高到DME的L波段上工作，以缩小工作在超高频波段的VOR全向信标（特别是它的天线）的体积，以便能装在舰船、飞机、甚至坦克和卡车上。概述它受到电波传播特性和有关设备特性的制约，图6-3所示为塔康系统的工作区。概述（1）单台定位。塔康系统利用测距获得的圆位置线和测向获得的直线位置线相交即可实现极坐标定位，这对于单一测向设备或单一测距设备都是无法实现的，这一点对军用系统极为重要。（2）定位精度高。在极坐标系统中，圆位置线与直线位置线交角总是直角。（3）适宜近程导航。概述02系统工作原理塔康系统通过测量飞机到地面信标的距离和飞机方位角，获得以信标为参考点的圆位置线和直线位置线，采用极坐标定位原理实现飞机的定位。其中距离测量采用的是询问/回答式脉冲测距原理；方位角测量采用的是相位式旋转天线方向图法测角原理。系统工作原理塔康系统测角（也称测向）采用的是相位式旋转天线方向图法测角原理，这与普通伏尔系统非常类似。这种原理就是地面信标天线以其具有的特定方向图全向辐射信号，天线方向图以角速率Ω顺时针旋转。测角原理系统工作原理在第4章伏尔系统中我们已经知道，当给具有水平心脏形方向图的天线馈送一等幅波信号，且使得该心脏形方向图以Ω角速度顺时针旋转时，如图6-4所示。系统工作原理图6-5用图示法给出了飞机在塔康信标的东、南、西、北四个特殊方位上正弦包络信号的初始相位值。系统工作原理系统信号格式首先，脉冲序列种类包括测向基准群脉冲、测距应答脉冲、随机填充脉冲、识别和平衡脉冲等。其次，编码格式有脉冲对编码（又称基本编码，采取基本编码的原因在DME系统中已经提到了）、基准群编码和识别信号编码。系统工作原理这就是脉冲填充下的调幅信号，其复合信号形式如图6-7所示。系统工作原理基准群编码包括主/辅基准脉冲数、相邻间隔时间，其编码规定如表6-1所示。系统工作原理03系统技术实现塔康信标一般由天馈线系统、发射机、接收机、编/译码器等组成，其外形及组成框图如图6-8所示。系统技术实现塔康信标天馈线系统由天线阵和形成天线方向图及旋转扫描所需的控制驱动电路、环形器等组成。天线阵形成九瓣心脏形方向图，并以恒定的15Hz速率顺时针旋转；天线方向图形成及其旋转可以是传统的机械扫描，也可以是相位控制的电子扫描；塔康信标发射机保证有大功率发射和较满意的频谱特性；接收机有较高的灵敏度及对数控制特性的自动增益控制（AGC）电路，能保证为远、近距离塔康机载设备的测距询问信号提供可靠的延迟回答。系统技术实现第一是在结构上保证天线产生的方向图在垂直面内有较小的顶空盲区，在0°以下仰角有较小的能量辐射（主瓣具有锐截止特性），并且副瓣尽可能小。第二是在水平面内，方向图形成的15Hz和135Hz包络调制深度及其两个调制分量的相位偏差都应控制在一定范围之内。第三是驱动天线方向图旋转的电路必须保证旋转周期恒定，偏离15Hz的误差应严格控制在一个最小值内。系统技术实现塔康机载设备，顾名思义是塔康系统装在飞机上的部分，它与塔康信标结合，构成基本塔康系统，利用塔康信标的信号测出塔康信标方位角或飞机方位角以及飞机到信标台的距离，并予以显示。机载设备