Разработка схем замещения равносигнального радиомаяка

Для создания моделей функциональных узлов будем использовать макромодели, задаваемые схемой замещения (типа Macro). Для построения макромодели равносигнального радиомаяка выделим его основные части, такие как: генератор низких частот с частотой модуляции F1=90 Гц (ГНЧ1); генератор низких частот с частотой модуляции F2=150 Гц (ГНЧ2); генератор высокой частоты с частотой несущей fн=3 кГц (ГВЧ); модулятор с частотой F1 (М1); модулятор с частотой F2 (М2); антенная система КРМ, которая состоит из 2 симметрично разнесенных относительно заданного направления антенн (А1 и А2), к которым подведены синфазные амплитудно-модулированные колебания передатчика с частотами F1 и F2, а также точка приема сигнала, т.е. борт воздушного судна.

Приведем описание каждой из этих частей схемами замещения в соответствии с методикой программы Micro-Cap.

Генератор низкой частоты с частотой модуляции F1=90 Гц можно получить, используя функциональный источник напряжения (NFV), который находится в подменю «Function sources»

Рис. 11. Схема замещения ГНЧ1

Зададим его алгебраическим выражением

E1=cos (2*р*F1*t)=cos (2*р*90Гц*t).

Генератор низкой частоты с частотой модуляции F1=150 Гц получаем также с помощью функционального источника напряжения

Рис. 12. Схема замещения ГНЧ2

Зададим его алгебраическим выражением

E1=cos (2*р*F2*t)=cos (2*р*150Гц*t).

Для получения гармонического сигнала высокой частоты (ГВЧ) с частотой несущей fн=3 кГц функциональный источник Е3 зададим следующим выражением

E3=cos (2*р*fн*t)=cos (2*р*3кГц*t).

Частота несущей fн с точки зрения рассматриваемой задачи не существенна, поэтому может быть выбрана произвольно. Исходя из удобства наблюдений на экране АМ-колебаний в различных точках модели примем fн=3 кГц.

Модулятор М1 также представляем функциональным источником Е4, задав его алгебраическим выражением:

Е4=Е3*(1+m*E1),

где Е3-это генератор высокой частоты (ГВЧ);

m-индекс модуляции (управляемый параметр);

Е1-генератор низкой частоты (ГНЧ1).

Соответственно модулятор М2 задаем выражением:

Е5=Е3*(1+m*E2),

Е2-генератор низкой частоты (ГНЧ2).

Радиолинию, включающую антенную систему курсового радиомаяка вместе с точкой приема сигнала, т.е. бортом воздушного судна представим как совокупность из трех функциональных источников напряжения

Рис. 13. Схема замещения радиолинии

Функциональные источники Е6 и Е7 имитируют парциальные диаграммы направленности (ДН) g1(ц) и g2(ц) радиомаяка, где ц-угловое отклонение направления на точку приема относительно равносигнального направления (РСН), т.е. относительно оси ВПП.

Источник Е8 - борт воздушного судна, где суммируются сигналы с антенн А1 и А2. Диаграммы направленности g1(ц) и g2(ц) удобно аппроксимировать гауссовскими зависимостями вида:

gi(ц) =e-1,38(бi/∆ц) І, i=1, 2;

где б1=ц+ в; б2=ц-в;

∆ц - ширина парциальной ДН по уровню 0,7;

в - угол скоса ДН, т.е. угловое смещение оси парциальной ДН относительно РСН.

Полагая, что ДН1 и ДН2 пересекаются на уровне 0,7 по напряженности, т.е. в=∆ц/2, можно записать:

g1(ц)=e-1,38(ц/∆ц+0,5)І; (6)

g2(ц)=e-1,38(ц/∆ц-0,5)І.

Введем в (3) безразмерную переменную, произведя замену и=ц/∆ц:

g1(и)=e-1,38(и+0,5)І; (7)

g2(и)=e-1,38(и-0,5)І.

Т.о. модели сигналов, излучаемых антеннами КРМ (Е6 и Е7) описываются с учетом (7)

Е6=Е4*g1(и)=Е4*(e-1,38(и+0,5)І);

Е7=Е5*g2(и)=Е5*(e-1,38(и-0,5)І);

где Е4-сигнал с выхода модулятора М1,

Е5-сигнал с выхода модулятора М2.

Модель сигнала в точке приема (на борту воздушного судна) получается в результате суммирования сигналов от антенн КРМ:

Е8=Е6+Е7= Е4*g1(и)+ Е5*g2(и)=Е4*(e-1,38(и+0,5)І)+ Е5*(e-1,38(и-0,5)І).

Макромодель радиолинии имеет символьные (управляемые) параметры, значение которых надо передать в макромодель из основной схемы. Перечислим их с помощью директивы PARAMETERS. При этом на схеме замещения в списке параметров атрибута Value вместо численных значений укажем имена (символы) этих параметров (такие же, как и в директиве.PARAMETERS):

PARAMETERS (m, и)

Читайте также

Проектирование устройства для измерения статических характеристик электромагнитного двигателя
Ветер - это горизонтальное перемещение, поток воздуха параллельно земной поверхности, возникающее в результате неравномерного распределения тепла и атмосферного давления и направленное и ...

Программно-аппаратный комплекс, позволяющий проводить эксперименты по одновременному управлению несколькими мобильными объектами
В настоящее время в области искусственного интеллекта (ИИ) происходят заметные преобразования. Источниками этих преобразований служат распределенный искусственный интеллект (РИИ), центра ...

Проектирование радиоприемного устройства с учетом научно-технического прогресса
Радиоприемное устройство является частью системы передачи сообщений, использующей для этого энергию радиоволн. Оно предназначено для улавливания, преобразования и использования электрома ...