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塔康导航系统

归档日期:07-18       文本归类:敌我识别系统      文章编辑:爱尚语录

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  在早期,空中导航要想确定飞机位置,就要使用两个或两个以上的地面导航台,并且定位精度很低,这样的定位技术没有太大的实用价值。于是,在二十世纪中期,为了实现精确空中定位导航,由美国费得拉尔电信试验室根据美空军、海军的建议,研制了塔康系统。塔康的原名为TACAN,是Tactical Air Navigation System-战术空中导航系统的缩写。它是一种近程极坐标式无线电导航系统。

  它由机上发射与接收设备、显示器和地面台组成。这种系统是1952年研制成功的,它的作用距离为400~500公里,能同时测定地面台相对飞机的方位角和距离,测向原理与伏尔导航系统相似,测距原理与测距器相同,工作频段为962~1213兆赫。

  (Tacan navigation system)军用战术空中导航系统,采用极坐标体制定位,能在一种设备、一个频道上同时测向和测距(图1)。发展 40年代后期,民航已采用伏尔导航系统测向和早期的地美依导航系统测距,两者结合成为伏尔-地美依导航系统。

  塔康其实是军用版的DME,好比就是在DME 的基础上加上测向功能,应答机同时提供距离和方位信息。塔康地面信标台用于接收来自机载设备的测距询问信号,并按特定的技术要求向其工作区内辐射方位信号、测距应答信号以及塔康台识别信号,以供机载塔康设备进行测向、测距和识别。因为塔康的工作频率、频道划分与DME 完全相同,在此笔者不再赘述。民用飞机上的DME 设备是可以询问塔康应答机的,只要锁定后,就可以得到距离、地速和到站时间,然而普通机载DME 设备并不能得到塔康的方位信息。

  从飞机上每秒发射30对、间隔为12微秒的询问脉冲对(成对发射的脉冲),地面台收到询问脉冲对后发射同样间隔的回答脉冲对。在飞机上把收到回答脉冲对的时间与询问脉冲对的时间相比较,得出脉冲电波在空间传播的时间,从而得到飞机到地面台的距离,并加以显示。地面台天线发射电波的方向图呈有 9个波瓣的心脏形,并以900转/分转动。飞机接收到的脉冲信号是调幅形式的,这一调幅包络包括由旋转心脏形方向图产生的15赫方位信号和由9个波瓣旋转产生的135赫方位信号,这两个信号的相位与地面台相对飞机的空间方位有关。为测定相位需要有基准信号,因此当心脏形方向图转过正东方向时,发射一组由12个脉冲对组成的基准脉冲信号,当8个波瓣(除去与心脏形最大值重合的那个波瓣)中每一个的最大值转过正东方向时,还发射一组由6对脉冲组成的辅助基准脉冲信号。比较15赫方位信号和基准脉冲信号的相位,得到地面台相对飞机的粗略方位,用它来消除精测方位时的多值性。比较 135赫方位信号和辅助基准脉冲信号的相位即得到地面台相对飞机精确的方位值。

  塔康系统属于军用设备,但它的测距部分可作为民用测距器,因而有时将塔康和伏尔系统装在一起,组成伏尔塔克导航系统。军用飞机由塔康系统获得距离、方位信号,民用机则由伏尔系统获得方位信号,由塔康系统获得距离信号(见无线电导航伏尔导航系统)。

  塔康系统采用了多瓣技术(见飞行器天线),在系统中有精测通道,故测向精度比伏尔导航系统高。这个系统是点源系统,地面台可机动转移,在复杂地形和战时布台很方便,所以称为“战术空中导航系统”。

  跟DME 一样,由于是工作在UHF 频段,所以塔康最大作用距离取决于视线范围,所以作用距离随着高度变化。因为塔康具有测向功能,除了受视线限制外,还存在顶空盲区(Cone of Silence)和

  测向盲区正对地面台天线º,在该区域飞行只能测距,不能测向,这是因为地面天线的调制度太浅。测距容限主要取决于机载和地面台站设备两者的灵敏度、发射功率和电波传输损耗。

  因为塔康属于军用系统范畴,其指示与民用机有所不同,一般塔康的方位和距离信息是依靠HSI(Horizontal

  Situation Indicator)来显示的。如下图,F-16 飞机上的HSI。

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