Текст
ТЕХНИЧЕСКОЙ ЗКСПЛОАТДЦИИ
ВОЕННО-ВОЗДУШНЫХ СИЛ
ВС СОЮЗА ССР
Л ЕНУ ИГР АД СКАЯ
КРАСНОЗНАМЕННАЯ
ВОЕННО - ВОЗДУШНАЯ
ИНЖЕНЕРНАЯ АКАДЕМИЯ
ИНЖЕНЕР-КАПИТАН
Ф. А. ПИГУЛЕВСКИЙ
РдайАЖАЦИ01Ш
СИСТЕМА ЛОРАН
МАТЕРИАЛЫ
5-го СБОРА ИНЖЕНЕРОВ
ПО СПЕЦОаОРУДОВАНИЮ
ВВС ВС СОЮЗА ССР
Реда киизннс-И адате льsний Отдел
Гла&него Инженера ВВС BS Сгюза ССР
М О С К В А 1946 ЛЕНИНГРАД
> а
1 -я ф
п
ИНЖЕНЕР-КАПИТАН
Ф. А. ПИГУЛЕВСКИЙ
РАДИОНАВИГАЦИОННАЯ
СИСТЕМА ЛОРАН
По материалам журнала
„Electronics" за ноябрь и декабрь 1945 г.
и март 1946 г.
РЕДАКЦИОННО-ИЗДАТЕЛЬСКИЙ ОТДЕЛ
ГЛАВНОГО ИНЖЕНЕРА ВВС ВС СОЮЗА ССР
МОСКВА 1946 ЛЕНИНГРАД
ОТ РЕДАКТОРА
Предлагаемое вниманию читателей описание радионавигацион-
ной системы Лоран интересно тем, что оно составлено по мате-
риалам, впервые опубликованным в общей печати после оконча-
ния второй м.ировой войны. Эго описание, естественно, не сооб-
щает многих деталей устройства системы. Однако и тот мате-
риал, который в нем имеется представляет определенную цен-
ность, так как позволяет судить и об идеях, лежащих в основе
системы, и об общих контурах, в которые вылилось техническое
осуществление этих идей.
Данная брошюра составлена по статьям опубликованным
в журнале „Electronics11. Составитель потратил немало труда для
того чтобы обработать серию опубликованных статей, устранить
многочисленные повторения, изъять излишне подробные описа-
ния второстепенных вопросов, подчеркнуть и разъяснить наибо-
лее важные моменты, насколько это оказалось возможным, и при-
вести весь материал в целом в более стройную систему.
РЕДАКТОР
ИНЖЕНЕР-ПОДПОЛКОВНИК
Д. Д. Д » я к о в
.«сайг „ечати 28.11.46. Печ. листов 2,5. Авт. листов 2,6
В I печ. л;, е 42688 зи. Бумага 62 X 90. Зак. № 1735/144 Г56494.
Типо-литография ЛКВВИА
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМЕ ЛОРАН
Лоран, по английски Loran, сокращенное название системы
дальней навигации (Long range navigation).
Система Лоран позволяет определять координаты самолета
или кор; бля с точностью не меньше чем 15 миль (24 клг) на
расстояниях до 1500 миль (2400 км). Дальность действия Лоран
1500 миль (2400 км) ночью и 750 миль (1200 км) днем.
Система состоит лз наземных передатчиков, работающих им-
пульсами на частотах 1700— 2000 кгц и самолетных или кора-
бельных приемных устройств с электронно-лучевыми индикато-
рами.
Лоран является гиперболической навигационной системой,
в ней измеряется разность времени прихода двух или более
импульсов, посылаемых наземными радиостанциями, работа ко-
торых синхронизирована "между собой. Длительность импуль-
сов — 10 мксек.
Система Лоран разработана в Америке. В Англии в 1942 г.
была применена аналогичная система для вождения бомбардиров-
щиков на расстояниях до 200 — 300 миль (при ‘большой высоте
полета), названная Джи (Gee).
Эти системы отличаются главным образом тем, что в Джи
использован ультракоротковолновый диапазон частот (40—80 мггц),
так что Джи обслуживает самолеты в пределах прямой види-
мости.
Первые станции Лоран были установлены вдоль Атлантичес-
кого побережья США в 1942 г. К 1944 г. был налажен массо-
вый выпуск приемно-индикаторных устройств и наземные стан-
ции были установлены на союзных базах по всему земному шару.
Принцип работы
Принцип работы системы Лоран иллюстрирует рис. 1.
Четыре импульсных передатчика расположены вдоль берего-
вой линии, примыкающей к сектору океана, который необходимо
обслужить этой системой.
Две станции А, и А2 расположены в одном месте (из эконо-
мических соображений) и называются ведущими станциями. Ве-
з
лущие станции передают с высокой стабильностью импульсы
радиоволн с одинаковой интенсивностью во всех направлениях 1).
Станция Aj передает свою серию импульсов, частота посылки
которых равна 25 гц. Станция А2 работает с несколько изменен-
ной частотой посылки, например, 25,0627 гц; это необходимо,
чтобы различать между собой серии этих импульсов в месте
приема.
Рис. 1. Пример размещения станций системы Лоран.
Рассмотрим вначале импульсы посылаемые станцией АР Эти
импульсы принимают в месте расположения станции Вг На каж-
дый принятый сигнал станции Av станция В1 посылает ответный,
но с некоторой постоянной задержкой во времени. Импульсы,
которые излучает станция В! сравнивают с принятыми, доби-
ваясь их идентичности. Станция Вп ее называют ведомой, бу-
дет передавать импульсы с общим запаздыванием, которое
складывается из времени £а,в, прохождения радиоволнами рас-
стояния от станции Ах к станции Bt и времени искусственной
задержки на станции Ви равной
На самолете (корабле) принимают импульсы обеих станций
и Bi). Импульсы от станции В( доходят до самолета за время
(время распространения радиоволн от станции Вл до самолета),
импульсы от станции Aj за время tQ (соответственно расстоянию
от станции Aj до самолета).
Принятые на самолете импульсы наблюдают на экране элек-
v тронно-лучевой трубки и измеряют разность времени прихода
импульсов с точностью до 1 мксек.
Измеренная разность времени будет равна
7\ — (/а,В, + + ^1) ^0’ (О
1) В дальнейшем выяснится, что функции этих двух станции выполняет
одно передающее устройство (прим. ред.).
4
где выражение в скобках равно времени, прошедшему с момента
посылки исходного импульса со станции А1 до момента приема
иа самолете импульса от станции ВР
Штурман по карте, на которой нанесены линии одинаковой
разности времени прихода импульсов для станций Ап Вп нахо-
дит линию, отмеченную полученной величиной. Это будет пер-
вая позиционная линия (т. е. линия, на которой находится само-
лет).
Таким же образом измеряют разность времени для двух дру-
гих станций (А2 и Ва), посылающих импульсы с частотой
25,0627 гц. В этом случае разность времени будет:
7г — (^а„в, + + ^2) — ^о-
(2)
Рис. 2. Образование линий Лоран из
точек с одинаковой разностью време-
ни прихода сигналов от двух станций.
По этой величине находят вторую позиционную линию. Точка
пересечения первой и второй линии дает расчетное место само-
лета.
При точности измерения разности времени порядка 1 мксек
можно найти свое место с точностью десятых долей мили, правда,
в наиболее благоприятном участ-
ке перекрываемого этими стан-
циями сектора пространства.
В худшем случае ошибка дости-
гает 1°10 расстояния между само-
летом и станциями, но не пре-
восходит этой величины. Таким
образом, на расстоянии, напри-
мер, в 500 миль (800 км) расчет-
ное место будет определено
s худшем случае с точностью
в 5 миль (8 км), а в благо-
приятных участках с точностью
меньше мили. При приближении
к станциям точность, очевидно,
растет, что часто бывает очень
важно.
На рис. 2 показано, как полу-
чается линия одинаковой раз-
ности времени прихода импуль-
сов.
Пусть самолет находится в
точке А (между станциями At и Bj) и время £о = 6ОО мксек.,
-a tY = 1400 мксек., тогда разность времени — t0=z 800 мксек.
Если самолет в точке В, то время распространения каждого
импульса другое (1000 и 1800 мксек), но их разность также
равна 800 лдасек. То же самое получается и для точек С, Г),
В', С и ГУ.
5
Положение этих точек и всех промежуточных, имеющих ту
же разность времени, теоретически представляет собой гипер-
болу. Однако, когда положение этих точек рассматривают на
земной поверхности, то говорить о гиперболе неточно’). По-
этому употребляют термин линия Лоран.
Следует отметить, что, рассматривая рис. 2, мы считаем, что
разность времени равна —10. В действительности она равна
величине, .полученной согласно рис. 1 и формуле (1). Но время
и — постоянные величины, следовательно мы измеряем;
+ Const. Надписи на
Рис. 3. Семейство линий Лоран.
линиях Лоран на карте де-
лают также с учетом этой
постоянной величины, так
что поправок к измеренной
величине вводить не надо.
Линия Лоран, показан-
ная на рис. 2, получена
для одного определенного
значения разности времени..
Для других значений будут
получены другие гиперболы,
так что для каждой парьь
наземных станций сущест-
вует семейство линий Лоран.
Такое семейство линий Ло-
ран показано на рис. 8.
На этом рисунке линии по-
мечены измеряемыми зна-
чениями разности времени,
согласно рис. 1, а вре-
мя искусственной задержка
импульса на станции Bt принято равным 1000 мксек.
Как видно из рисунка разность времени принимает значение
от 1000 жк сек на линии, идущей вправо от станции В,, и явля-
ющейся продолжением базисной линии А]—Bi до 5000 мк сек
на линии, идущей влево от станции Ах* 2).
Заметим, что каждая линия имеет свое собственное значение
разности времени, и двух линий с одинаковой величиной раз-
ности времени нет. Это обусловлено общей задержкой импуль-
са, с которой он посылается со станции В! по сравнению со стан-
!) Потому что под гиперболой понимается линия на плоскости, а земля
является шаром (прим. ред.).
2) Это, конечно, только один из возможных частных случаев. В зависимо-
сти от длины базы и величины искусственной задержки на станции Bv цифрьв
могут быть и другими (прим. ред.).
6
дней А, и которая должна быть больше времени прохождения
радиоволной расстояния между станциями А, и В,.
Линии Лоран на рис. 3 нанесены с интервалами в 400 мксек.
На навигационных картах этот интервал иногда берут равным
одной микросекунде; кроме того всегда можно интерполировать
между соседними линиями.
Рис. 3 также иллюстрирует основной недостаток всех гипер-
болических навигационных систем: точность определения рас-
четного места непостоянна во всем перекрываемом секторе
пространства. Наиболее густо линии расположены вдоль базы
(линии, соединяющие станции Aj и BJ. Здесь точность, очевидно,
наиболее высокая. Когда же самолет удаляется от базы, позици-
онные линии расходятся и точность уменьшается. Расхождение
линий также увеличивается при отклонении от центральной
линии (перпендикуляра к середине базы) и точность падает при
приближении к линии, являющейся продолжением базы (рис. 3).
Поэтому для навигации с достаточной точностью в нужном
районе, необходимо выбирать положение станций так, чтобы на
этот район приходился центральный участок семейства линий
данной пары станциий.
Рис. 4. Два семейства линий Лоран и получение
расчетного места (РА1).
Рис. 4 дает пример переплетения двух семейств линий Лоран
от двух пар станций. Расчетное место (точка РМ) получаются
в результате пересечения линий, соответствующих определенной
разности времени для станций At—Bj и для станций А„—В2 (на
рис. 4 соответственно 3000 мксек и 25000 мксек).
Этот же рисунок показывает другой фактор, влияющий на
7
Рис. 5. Расчетное место
самолета с учетом ошиб-
ки системы.
точность определения расчетного места — угол, под которым
пересекаются позиционные линии. Вблизи ведущей станции (А,
или А2) этот угол приблизительно равен 90°, что является опти-
мальным случаем. На больших расстояниях от базы, и особенно
в направлениях, близких к направлению продолжения базы,
угол уменьшается, ухудшая точность.
Однако, суммарная ошибка, как показал опыт, не превышает
1% дистанции. Она уменьшается, если самолет приближается
к центральной линии или к базе, или
к тому и другому.
Количественно величина ощибки мо-
жет быть определена из рис. 5. Здесь
каждая позиционная линия (линия Лоран)
показана как некоторая зона, в центре
которой находится истинное Положение
линии. Границы (ширина) зону опреде-
ляются неточностью в измерении раз-
ности времени.
Пересечение этих зон дает криво-
линейную фигуру (заштрихованную на
рис. 5) внутри которой находится
самолет. В результате построений штур-
ман получает точку РМ, а максималь-
ная возможная ошибка равна, как видно,
половине наибольшей диагонали заштри-
хованного четырехугольника.
Можно выражать неточность системы,
определяя угол, которому соответствует неточность в опре-
делении позиционной линии. Этот угол ошибки можно непосред-
ственно сравнивать с -угловой точностью обычных пелегаторов.
Такое сравнение показывает, что угол раствора соседних линий
Лоран (если они вычерчены через 1 мксек) равен, в среднем,
0,03°, в то время как для обычных пелегаторов. ошибка изме-
ряется Г—5°.
Дальность действия системы
После точности, следующим важнейшим показателем явля-
ется максимальная дальность, в пределах которой система
работает удовлетворительно.
Затухание радиоволн, распространяющихся земным лучом
над морской поверхностью при частоте 2000 кгц и горизонталь-
ной поляризации, равно, приблизительно, 10 дб на 100 миль.
Импульсная мощность передатчиков Лоран, подводимая к антен-
не равна 75—100 кет, а к. п. д. антенной системы При
таких условиях сила сигнала на расстоянии 750 миль (1200 км)
8
равна 2 мкя]м. Это минимальней уровень при котором приемник
еще работает удовлетворительно в отсутствии атмосферных
помех. Ночью внешние шумы увеличиваются и дальность при-
ема земного луча падает до 500 миль.
В исключительных случаях (например, выпадение осадков
во время полета) прием может отсутствовать даже в несколь-
ких милях от станции, но для 75% случаев можно считать, что
днем прием получается на расстояниях до 750 миль, а ночью
до 500 миль.
В начале развития системы Лоран было установлено, что
ночью для увеличения дальности действия системы можно поль-
зоваться пространственным лучом. Несколько тысяч наблюдений,
сделанных в начале 1942 г., подтвердили это положение.
Благодаря кратковременности ймпульсов, можно было разли-
чать сигналы, отраженные от ионосферы, и исследовать постоянство
передачи сигналов, отраженных от ее различных слоев. Исследо-
вания показали, что сигналы, отраженные от слоя Е один раз,
передаются с большим постоянством. Эти сигналы несколько за-
мирают и меняют форму, но остаются достаточно стабильными,
чтобы с их помощью измерять разность времени прихода сигналов
с точностью порядка 5 мксек. Те же исследования показали, что
отражения от слоя F значительно менее стабильны. Открытие
этих, прежде неизвестных, свойств пространственных лучей сделало
возможным удвоить дальность действия системы ночью, исполь-
зуя лучи отраженные один раз от слоя Е.
Высота слоя Е, приблизительно, 60 миль. Таким образом, луч,
излученный передатчиком касательно к земной поверхности, отра-
зится обратно и пройдет, также касательно к земной поверхности
на расстоянии порядка 1600 миль от точки излучения.
На еще больших расстояниях могут приниматься уже только
двукратно или многократно отраженные сигналы, но они настолько
слабы или нестабильны, что не позволяют получать удовлетво-
рительных результатов. На основании всех этих соображений
предел дальности действия системы установлен в 1500 миль;
карты и таблицы рассчитаны для этого максимального расстоя-
ния.
Рис. 6 показывает распространение земного и пространствен-
ного луча. Сигнал, отраженный от слоя Е, требует дополнитель-
ного времени для прохождения расстояния „передатчик-приемник1*,
по сравнению с земным лучом. Это запаздывание пространствен-
ного луча следует учитывать. Такая поправка вводится для
каждого участка карты. Ее прибавляют к отсчету, полученному по
индикатору или вычитают из него, и уже после этого ищут по-
зиционную линию на карте.
График рис. 7 дает средние значения времени запаздывания
луча, отраженного один раз от слоя Е (по измерениям зимы
9
42-43 годов), для различных расстояний между передатчиком
и приемником.
Пространственный луч на частоте 1900 кгц использовался
Рис. 6. Распространение радиоволн между передатчиком
и приемником.
обычно только ночью, хотя на расстояниях больше 500 миль
отраженные сигналы были часто видны на трубке индикатора
Рис. 7. График увеличения
времени распространения
пространственного луча по
сравнению с земным.
также рано утром и вечером.
Для военных действий в ночное
время (например, ночное бомбомета-
ние) пространственный луч можно
использовать не только для приема
на самолете или корабле, но и для
синхронизации работы пары станций.
В таких случаях систему называют
SS-Loran (SS-sky wave synchronization).
Пространственный луч распростра-
няется без значительных затуханий
и над сушей. Поэтому подобную си-
стему можно применять и для кон-
тинентальной навигации.
Первая такая система была уста-
новлена для налетов на Германию.
В ней использовались станции, ра-
сположенные в Африке (позднее в
Италии) и в Шотландии. Эти станции
обслуживали всё пространство окку-
пированной Европы с лета 1944 г. до конца воины.
Система использовалась английскими ночными бомбардиров-
щиками и ее точность позволяла бомбить вслепую Берлин.
На рис. 8 показаны импульсы в той последовательности, как
10
они видны ’на экране трубки. Оператор должен уметь выбрать
нужные сигналы перед производством измерений.
Если самолет находится в пределах дальности распространения
земного луча, то оператор видит земной луч как первый импульс,
более ослабленный (из-за большого поглощения), чем следующий
за ним, импульс пространственного луча. Следующий импульс—это
импульс луча, отраженного от слоя Е один раз. Он появляется
позже, так как проходит большее расстояние. Если самолет вне
пределов земного луча, этот импульс виден первым и он должен
сравниваться с соответствующим импульсом другой станции.
Рис. 8. Сигналы земного и пространственных лучей на экране итднкатора.
Опытные операторы хорошо отличают земной луч от про-
странственного, а луч, отраженный один раз от слоя Ё, от других
пространственных лучей.
Измерение разности времени прихода импульсов
импульс
беВутей станции
Рис. О показывает способ измерения оазности времени прихода
импульсов. На экране индикатора видны две горизонтальные
линии развертки, кото-
рые вычерчиваются элек-
тронным лучом одна за
другой (линий перехода
луча сверху вниз и об-
ратно на экране индика-
тора не видно).
Развертка стабилизо-
вана кварцевым генера
тором, причем достигает-
ся синхронизация раз-
вертки с импульсами,
приходящими от выбран-
ной пары станций.
В случае, если частота
посылок станций At и Bi равна, например, 25 гц, то полное время
развертки составляет 1/25 сек, а время одной линии (верхней
или нижней) 1/50 сек.
импулдс
озаомси t танции
By
-Разность
времени прихооа
импульсов
Рис. 9. Сигналы на экране индикатора
после совмещения с пьедесталами.
И
Импульсы, будучи синхронизованы с разверткой, видны как
неподвижные вертикальные линии (длительность развертки —
20000 мксек., а длительность импульса 50 мксек).
В цепях индикатора создаются специальные селектирующие
импульсы — пьедесталы, с помощью которых отдельные уча-
стки развертки рассматривают при более быстрой развертке
(создается, как бы электронная лупа).
Воздействуя на кварцевый генератор, оператор перемещает
верхний импульс (от ведущей станции АД совмещая его с вер-
хним пьедесталом. Положение нижнего пьедестала управляется
цепью временной задержки; оператор, изменяя параметры этой
цепи, подводит нижний пьедестал под импульс ведомой станции Bt
Укрупняя масштаб развертки, оператор согласовывает положение
обоих пьедесталов с приходящими импульсами с точностью до
1 мксек и затем, с помощью кварцевого генератора, измеряет
интервал времени между пьедесталами. Это и будет разность
времени прихода импульсов от станций и Вг
Подобные же измерения производятся с импульсами станций
А2 и В2. В этом случае, цепи развертки синхронизуются соот-
ветственно новой частоте посылки импульсов (25,0627 гц).
Всего применяется 14 различных частот посылки импульсов.
8 из них незначительно отличаются от 25 гц и остальные
близки к 33’/3 гц. Для передачи могут быть использованы
три радиочастоты: 1750, 1850 и 1950 кгц (1900 кгц используется
для SS—системы). Теоретически, таким образом, в одном сек-
торе (радиусом до 2000 миль) могут работать 14X3 — 42 пары
станций, и такая же группа может"работать в соседнем секторе.
Отсюда видно, что установки системы Лоран могут обслужить
весь земной шар, занимая для своей работы полосу частот ши-
риной всего в 300 кгц. Предполагают, что в дальнейшем будет
достаточно использовать только частоты в 1850 и 1950 кгц.
На этом мы закончим изложение принципа работы системы
в целом и перейдем к ознакомлению с ее отдельными элементами.
ПРИЕМО-ИНДИКАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО
СИСТЕМЫ ЛОРАН
Для работы в системе Лоран выпускается самолетная аппара-
тура типа AN/APN-4 и DN/APN-9 и корабельная типа DAS-3.
В комплект AN/APN-4 (рис. 10) входит блок приемника и
источника питания и блок индикатора с катодной трубкой и це-
пями развертки и хронизации. Вес всего устройства AN/APN-4
— 65 фунтов (около 30 кг), потребляемая мощность 275 вт
при напряжении сети 80 — 115 е и частоте сети 400 — 2400 гц.
DAS-3 работает от сети с частотой 60 гц, несколько тяже-
лее и больше AN/APN-4, но в основном они похожи.
12
AN/APN-9 более современный вариант самолетного устрой-
ства. В нем использована трехдюймовая трубка и применена
нелинейная развертка, что позволило уменьшить число ламп в
схеме индикатора. Вес AN/APN-9 составляет 16 кг, потребляе-
мая мощность 175 вт при частоте сети 400 — 2400 гц. Работа с
ZN/APN-9 отличается лишь в деталях от работы с AN/APN-4.
Рис. 10. Общий вид самолетного устройства системы Лоран.
Подготовка отсчета
На отклоняющие пластины катодной трубки поступают 'при-
нятые импульсы, ширина которых на уровне 1/2 амплитуды равна,
приблизительно, 40 мксек. Для сравнения таких широких им-
пульсов с точностью в 1 мксек необходимо накладывать один
импульс на другой.
Последовательность сравнения импульсов показана на рис 11,
на котором даны картинки непосредственно наблюдаемые на
экране трубки.
На рис. ПА линия развертки имеет длительность во времени —
20000 мксек при приеме импульсов с частотой 25 гц и длитель-
ность 15000 мксек ври приеме импульсов с частотой 331/э гц.
13
Последовательно, как показано на рис. 11Б, 11В и НС, совме-
щают импульс ведущей станции А с пьедесталом на верхней
линии развертки и пьедестал на нижней линии развертки с им-
пульсом ведомой станции В.
Рис. 11. Совмещение импульсов в результате последовательных операций.
Сразу после включения импульсы видны в произвольных
положениях, зависящих от случайных соотношений между фазой
генератора стабилизованного кварцем и фазой приходящих сиг-
налов (рис. 10А).
Точной регулировкой частоты кварцевого генератора можно
переместить импульсы в положение рис. 11В —ведущий импульс
на своем пьедестале и импульс ведомой станции внизу и справа.
Затем ведомый (нижний) пьедестал совмещают с ведомым им-
пульсом (рис. ПС).
После этого, скорость развертки на участках, соответствующих
селектирующим пьедесталам, увеличивают до величины 750 мксек
по всему экрану (вместо 20000 мксек). Дальнейшей установкой
ведомого пьедестала нижний импульс перемещают в положение
вблизи и ниже ведущего импульса. Регулировкой синхронизации
оба импульса смещают к левому краю развертки, как и пока-
зано на рисунке 11D.
После этого делается второе увеличение скорости развертки
до 200 мксек (рис. 10Е) и обе развертки совмещают (рис. 11F).
И
Разница импульсов по высоте корректируется с помощью дифе-
ренциального регулятора усиления.
Наконец, последней установкой ведомого пьедестала импуль-
сы совмещают друг с другом (рис. 11G).
Получение отсчета
Для отсчета разности времени прихода импульсов служат
калибровочные отметки, которые создаются схемой с кварцевой
стабилизацией.
Вид калибровочных отметок дан на рис. 12. После совмеще-
ния импульсов, как показано на рис. 11 G, импульсы ' заменяют
калибровочными отметками.
Разность времени считывается в три приема-, последова-
тельно определяют единицы и десятки, сотни и, наконец, тысячи
микросекунд.
Первый этап. Скорость развертки наибольшая (200 мксек,
что соответствует скорости развертки рис. 11 Е). Переключением
совмещенные импульсы заменяют калибровочными отметками на
каждой линии развертки (рис. 12 А). Малые отметки, направленные
вверх, дают 10-ти микросекундные интервалы, большие, напра-
вленные вниз, —- 50 микросекундные интервалы.
Рис. 12. Калибровочные отметки на индикаторе.
Для отсчета единиц и десятков микросекунд нижний ряд от-
меток рассматривают как шкалу, а одну из отметок верхнего
ряда — как указатель (стрелку).
Отсчет производят от большой отметки на нижней линии
развертки к следующей вправо большой отметке на верхней ли-
нии развертки. В случае, изображенном на рис. 12 А, отсчет ра-
вен 24 мксек.
Второй этап. Делают переключение на развертку длитель-
ностью в 750 мксек. Отметки приобретают вид рис. 12 В (эта
скорость развертки соответствует случаю рис. 10 Д).
Самые крупные направленные вниз отметки соответствуют
500 мксек интервалам, более мелкие — 50 мксек интервалам.
Сотни микросекунд отсчитывают так же, как на рис. 12 А, т. е.
от наибольшей отметки на нижней линии к следующей наиболь-
15
шей отметке вправо на верхней линии. В нашем случае получим
350 мксек плюс некоторая величина, меньшая 50 мксек. Эта ве-
личина была определена раньше и равна 24 мксек-, таким обра-
зом, общая разность времени, измеренная до сотен микросекунд,
равна 374 мксек.
Третий этап. Устанавливают развертку на длительность в
20000 мксек (соответствует рис. 11 С). Отметки имеют вид
рис. 12 С. Каждая линия разделена на отрезки по 2500 мксек.
Тысячи микросекунд считывают от верхнего пьедестала к ниж-
нему отрезками по 500 мксек. В нашем случае имеем 3500 мксек
плюс величина, меньшая чем 500 мксек (она уже была опреде-
лена и равна 374 мксек}.
Таким образом, полный отсчет разности времени прихода им-
пульсов равен 3874 мксек. Этот метод измерения, кажущийся
на первый взгляд путаным, на практике не так сложен. Вся
процедура занимает меньше одной минуты, а у более опытного
оператора всего 10 — 20 сек.
В такой же последовательности производят измерения для
второй пары станций. Импульсы другой пары станций передаются
на той же несущей частоте, но с несколько измененной частотой
посылок. Благодаря последнему, они хотя и видны все время,
но непрерывно перемещаются по экрану (отсутствует синхрони-
зация) и не мешают первому измерению.
Для измерений со второй парой импульсов частота развертки
несколько меняется и делается соответствующей частоте по-
сылки импульсов от двух других станций. Тогда вторая пара
импульсов становится неподвижной, а первые импульсы непре-
рывно перемещаются.
В некоторых районах можно было принимать до 6 пар им-
пульсов, излучаемых с одной несущей частотой, но с разной
частотой, посылок. Выбор импульсов делается по отметке нуж-
ной частоты посылок, нанесенной на шкале переключателя ско-
рости развертки. •
Частотой посылок отмечают и линии Лорана на- картах. Эти
отметки на линиях Лорана имеют, например, следующий вид:
1L1-3874. Первая цифра означает рабочую частоту передачи
(1 соответствует 1950 кгц), буква указывает на то, лежит ли
частота посылки импульсов около 25 или ЗЗ1^ гц. (L значит 25 гц),
следующая цифра дает точную частоту посылок (1 означает в
этом случае, 251/П! гц), число после тире дает разность вре-
мени (3874 мксек}.
Краткое описание приемника AN/APN-4
Приемник AN/APN-4 собран по схеме супергетеродина и
имеет три каскада усиления промежуточной частоты (рис. 13).
Первая лампа типа 6SK7 служит усилителем высокой частоты,
16
лампа 6SA7 — преобразователем. Настройка производится пере-
f кЛлочателем на четыре фиксированных частоты: 1750, 1850, 1900
и 1950 кгц.
В каскадах промежуточной частоты стоят лампы 6SK7. Про-
межуточная частота равна 1050 кгц, полоса пропускания состав-
ляет приблизительно 60 кгц на уровне 6 дб. Эта полоса несколько
уже, чем спектр передаваемых импульсов, но она достаточна
для воспроизведения импульса, имеющего форму, показанную
на рис. 11 G., и ширину, равную 40 мксек иа уровне половины
максимального значения.
Антгтс
Рис. 13. Блок-схема приемника самолетного устройства.
• Лампа 6Н6 детектирует сигналы промежуточной частоты,
после чего они усиливаются лампой 6SL7 (видеоусилитель) и по-
ступают на индикатор. Между детектором и видеоусилителем мо-
жет быть включен фильтр для подавления частот ниже частоты
посылок импульсов, что уменьшает помехи на выходе.
К последнему каскаду усилителя промежуточной частоты от
индикатора, синх-ронно с частотой развертки, поступают прямо-
угольные импульсы, имеющие продолжительность, равную поло-
вине продолжительности времени полной развертки. Они про-
ходят через катодный повторитель и подаются на сетку лампы
усилителя промежуточной частоты с отрицательным знаком, по-
нижая усиление приемника в течение образования одной линии
развертки, и не меняя усиления во время образования второй
линии развертки. Это нужно для уравнивания высоты импульсов,
принимаемых от наземных станций при их совмещении, как было
описано выше.
В блоке приемника смонтированы два высоковольтных вып-
рямителя. Один выпрямитель дает напряжение 2600 в (по 1300 в
выше и ниже потенциала земли) для питания трубки; другой
выпрямитель, имеющий стабилизацию, даст 260 в.
I А
17
Краткое описание индикатора
Блок-схема индикатора показана на рис. 14. Основным калиб-
рующим устройством является кварцевый генератор, работающий
на частоте 100 кгц. Параллельно кварцу включен небольшой кон-
денсатор, позволяющий несколько менять генерируемую частоту,
С помощью- кварцевого генератора создается пилообразное
напряжение развертки с частотой 25 или 33 */8 гц. Частоту раз-
вертки можно несколько менять, подбирая ее равной частоте
посылки принимаемых сигналов. Для перехода от частоты 100 кгц
к гораздо более низкой частоте развертки служит ряд каскадов
деления частоты. С их помощью достигается понижение частоты
в 4000 раз (семь ступеней с делениями в 5, 2, 5, 4, 2 и 2 раза)
или в 3000 раз (5, 2, 5, 5, 3, 2 и 2) для получения частот, соот-
ветственно, 25 гц или 33 */8 гц.
Myxunutufpt-
(Гтюсгм?
примоугаяюи
имрульсл!)
♦
$ В л у т ел
еалроне
пин
6SJ-7
К горизонтальным
сткло^ю&иМ
пластина*
ч
" 4.
а с т-0 ты\
О.
1:2
Ггнеьа-
gK'Joat
Clcmd-
106
OSH-7
ттжка
1:лмесЫаВ
Точной
Задерл
кассе-
Secrtram '
Гр у gas
5О"Х
5
Г4
г
г 2
Кварцевый
' генератор
-на Юинга .
иогренпи'сш 6-SC-7
3.
, , . . 1.5 .... г—---------
20 кг<1 10 кгц 2кгц ГООгц 50 гц cSpSmUeS
*Л----- fofa* &к\&иЗ*ке&{ 1'*~"
1
С-ЛЛ'
Уаинлпели
Юм сп стетл
-----------------*">Г| -*
сгмллигпуд
... ——-----------------
Смесителе
отметок
^КаЖ .......
К BepmuKafiDUb)»^
пластинам
6 SI 7
Рис. 14. Блок-схема индикатора самолетного устройства.
Первые шесть каскадов деления представляют собой каскады, ра-
ботающие с последовательным зарядом конденсатора. Последнее
двухкратное понижение происходит в мультивибраторе Иккльс*
Джордана.
Два из шести каскадов показаны на рис. 15. С выхода квар-
цевого генератора напряжение через ограничитель подается к
18
двойному диоду (типа 6 Н 6). Двойной диод включен таким об-
разом, что пропускает ток только положительной полуволны.
Этот ток заряжает конденсатор С. Напряжение на конденсаторе
нарастает с каждой полуволной тока. После пяти полуволн оно
оказывается достаточно большим и запускает блокинг-геиератор,
собранный на следующей лампе. Блокинг-генератор генерирует
всего один импульс, так как конденсатор С быстро разряжается
через параллельную ему цепь—сетка-катод лампы 6SN 7.
После этого требуются новые пять периодов напряжения от
кварцевого генератора, чтобы получить следующий импульс от
блокинг-генератора, и т. д. Таким образом частота понижается
в пять раз.
Рис. 15. Первые два каскада деления частоты.
Напряжения первого блокинг-генератора поступает в подоб-
ную же схему, в которой для срабатывания следующего блокинг-
генератора требуется накопить два импульса. Всего имеется 6
двойных диодов и 6 блокинг-генераторов, которые работают один
за другим и дают в совокупности нужное понижение частоты.
Мультивибратор Иккльс-Джордана выполняет несколько функ-
ций. Прямоугольные импульсы от мультивибратора служат для
питания диференциального регулятора усиления (о чем говори-
лось выше). Теже импульсы проходят через разделитель
19
разверток (на лампе 6 S N 7) к вертикальным пластинам электрон-
но-лучевой трубки для получения двух линий развертки (верх-
ней линии ведущего сигнала и иижнёй линии ведомого). Нако-
нец, импульсы от мультивибратора, проходя через задерживающие
цепи, создают ведущий и ведомый пьедестал, как будет описано
ниже.
Мультивибратор Иккльс-Джордана
Схема Иккльс-Джордаиа отличается от обычного мультивиб-
ратора тем, что сетки и аноды триодов, входящих в схему, кон-
дуктивно связаны между собой! (рис. 16).
Рис. 16. Схема мультивибратора Иккльс-Джордана.
Схема имеет два условия устойчивого равновесия. Она нахо-
дится в равновесии пока не придет синхронизирующий импульс,
который мгновенно заставляет триоды изменить полярность.
После этого схема опять остается в устойчивом состоянии пока
новый импульс не послужит причиной обратного изменения по-
лярности, т. е. возвращения к первоначальным условиям.
Синхронизирующие импульсы поступают от последнего кас-
када делителя частоты. Они имеют отрицательные и положи-
тельные пики, но благодаря лампе 6SN7, включенной как диод,
к схеме мультивибратора проходят только положительные
пики.
20
Другие функции делителей частоты
От каскадов деления частоты отбирают также напряжение,
создающее калибровочные отметки на экране индикатора. Десяти-
микросекундные отметки получают непосредственно от генера-
тора 100 кгц, пятидесятимикросекундные отметки — с выхода пер-
вого делителя частоты (20 кгц), и отметки 2500 мксек — от чет-
вертого делителя частоты (400 гц). Все эти напряжения смеши-
вают в специальном каскаде и с надлежащим соотношением
амплитуд подают к вертикальным отклоняющим пластинам
трубки.
Для небольших изменений частоты развертки, которая требу-
ется при согласовании с частотой посылок различных пар стан-
ций (отклонение частоты доходит до 0,25% от основной), вво-
дится обратная связь от последнего каскада делителя частоты
к входу второго каскада.
Дополнительное напряжение, подаваемое таким образом на
второй каскад, подвозбуждает блокинг-генератор и ускоряет в
небольших пределах, генерирование импульсов. Этим несколько
увеличивается частота выходных импульсов.
Величину обратной связи устанавливают переключателем на
8 положений, соответствующих частотам посылок 25, 25 1/1е,
25а/16 и т. д. до частоты 25 7/1в гц и аналогично для группы
частот, лежащих около 33 %гц.
Наконец, каскады деления частоты используют для синхрони-
зации схемы задержки пьедестала, таким образом, чтобы ве-
дущий пьедестал всегда приходился на 500 мксек отметку, и
чтобы задержка пьедестала В при грубой регулировке происходила
скачками по 500 мксек.
Формирование пьедесталов
Задержка ведомого пьедестала вводится с помощью схемы
мультивибратора на лампе 6SN7. Эта лампа отпирается передним
фронтом напряжения выходного импульса схемы Иккельс-Джор-
дана. Мультивибратор генерирует импульсы, которые после пре-
образования управляют образованием ведомого пьедестала.
Регулировкой сопротивлений, входящих в цепь, определяющую
постоянную времени мультивибратора, задержку можно менять
в пределах от 20000 до 32000 мксек. Этим ведомый пьедестал
устанавливается в пределах до 12000 мксек правее ведущего.
Эти пределы достаточны для tfcex случаев измерения разности
времени прихода импульсов.
Подобный же мультивибратор создает постоянную задержку
для ведущего пьедестала, несколько смещая его от начала раз-
вертки.
21
Напряжение обоих мультивибраторов смешивается, прохо-
дит диференцирующие цепи и питает генератор пьедесталов,
который производит короткие (150 мксек) прямоугольные им-
пульсы. Последние, вместе с напряжением развертки (при малой
скорости развертки), падаются на отклоняющие пластины инди-
катора формируют пьедесталы (рис. 11 А-С).
При быстрой развертке (рис. 11 Ь-G и рис. 12 Л, В) передний фронт
пьедесталов управляет запуском генератора развертывающих на-
пряжений. Генератор развертывающих напряжений (рис. 17) соз-
дает линейную развертку по схеме разряда конденсатора через
пентод. Напряжение развертки синхронизовано напряжением
последнего делителя частоты при медленной скорости развертки
или напряжением генератора импульсов пьедестала при быстрых
развертках. Переход с одного вида синхронизации на другой
производится переключателем /7 (рис. 14).
Пилообразное напряжение развертки подается к инверсному
каскаду лампа 6 SN7 (рис. 17), после которого получаются две
симметричных пилы напряжения, имеющие обратную полярность.
Эти напряжения подаются на отклоняющие пластины.
ПЕРЕДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА СИСТЕМЫ ЛОРАН
Наземные станции Лоран генерируют и излучают 50-микро-
секундные импульсы на одной из частот в диапазоне 1700—2000 кгц
с мощностью в импульсе 75—150 кет.
Постоянство частоты посылок импульсов поддерживается с та-
кой точностью, что общая ошибка в хронировании не превосходит
1 мксек за несколько минут. Синхронизация посылок импульсов
ведомой и ведущей станции осуществляется с такой же точностью
Станция имеет два основных блока: передатчик и хроназа-
тор (timer) *).
Антенная система состоит из ненаправленной передающей ан-
тенны, с вертикальной поляризацией излучаемых волн, и прием-
ной антенны, обычно направленной. Каждая из антенн имеет про-
тивовес, составленный из радиально расположенных проводов.
Все блоки и источники питания размещены в закрытых поме-
щениях. Для непрерывной работы в течение 24 часов передатчик
и хронизатор дублируются.
Импульсы станции, с которой работа передатчика синхрони-
зируется, поступают в экранированную комнату внутри здания
передатчика.
!) Хронизатором названо устройство, поддерживающее постоянство частоты
посылки импульсов с. .точностью до фазы (т. е. постоянство времени, прохо-
дящего между началами каждых двух соседних импульсов). Он позволяет
также следить за синхронизмом посылки импульсов ведущей и ведомой стан-
циями (прим. ред).
22
Рис. 17. Генератор развертывающих напряжений.
23
Принятый (дальний) сигнал после, временной задержки про-
сматривается на экране трубки. Излучаемый (местный) сигнал,
достаточно ослабленный, просматривается На том же экране. Фазо-
вые сдвиги в модулирующих цепях устанавливаются таким обра-
зом, чтобы оба импульса слились в один.
В последних станциях синхронизацию стали осуществлять не
ручной регулировкой частоты посылок импульсов, а с помощью
автоматического синхронизирующего устройства (синхронизера)
не нуждающегося в непрерывном наблюдении. В случае погреш-
ности синхронизации оператор предупреждается звуковыми сиг-
налами.
Питание станции производится 60-периодным током с напря-
жением 115в, поступающим из сети или от генератора, который
вращается двигателем внутреннего сгорания.
Передатчик
Генератор передатчика собран по двухтактной схеме с на-
строенными контурами между анодами и сетками ламп. Генера-
Рис. 18. Общий вид передатчика.
тор уамовозбуждается при подаче модулирующих импульсов
в цепи катодов.
Модулятор запускается двумя возбудителями. Два возбудителя
требуются тем станциям Лоран, которые излучают одновременно
!4
две серии импульсов с несколько отличной частотой посылок.
Такие станции т) заменяют собою две ведущие станции (см. сноску
на стр. 4).
Передатчик рассчитывают таким образом, чтобы свести до
минимума взаимодействие между двумя сериями посылок им-
пульсов. Взаимодействие опасно тем, что могут появиться биения.
Во избежание этого, частоты посылок выбирают так, чтобы им-
пульсы двух серий совпадали по времени возможно реже. Напри-
мер, если частота посылки одной серии импульсов будет 25 гц,
а другой 25716 гц, то импульсы, совпав в некоторый момент,
затем разойдутся и совпадут вновь лишь по прошествии 400 им-
пульсов (16X25). Одно совпадение на 400 импульсов не вызы-
вает опасности.’ :|
Общий вид передатчика показан на рис. 18.
Цепи формирования импульсов
На рис. 19 показана блок-схема передатчика станции Лоран.
Импульсы, питающие модулятор, образуются в блоке возбу-
дителя, упрощенная схема которого дана на рис. 20. Опишем
кратко работу схемы возбудителя.
От хронизатора поступает импульс, имеющий крутой фронт
нарастания, за которым следует экспоненциальный падающий уча-
сток. Напряжение пускового импульса увеличивается с помощью
импульсного трансформатора и подводится к газотрону — тетроду
типа 2050, через диод, который предохраняет газотрон от боль-
ших отрицательных потенциалов на сетке.
В анодную цепь газотрона включены последовательно катушка
самоиндукции в 40 миллигенри и конденсатор в 0,008 мкф. Этот
контур ударно возбуждается импульсом и генерирует положи-
тельную полуволну синусоидального напряжения между анодом
газотрона и землей. Продолжительность полуволны, отсчитанная
на уровне половины амплитуды, составляет около 40 мксек. Она
устанавливается подбором величины самоиндукции и емкости и
определяет собою продолжительность импульсов, излучаемых
передатчиком. Отрицательная полуволна синосуиды отсутствует,
так как в это время тетрод не пропускает ток. ,
Полученная положительная полуволна подается к сеткам двой-
ного лучевого тетрода (типа 829А), который нормально заперт
большим отрицательным напряжением. Лучевой тетрод включен
по схеме с катодной нагрузкой („bootstrap"). Эта скема похожа
1) В оригинале указано, без дальнейших разъяснений, что иногда и ведо-
мые станции работают с двумя частотами посылок (прим. ред.).
25
мв схему катодного повторителя, с той однако разницей, что
сеточная цепь подключена ближе к катоду, чем к земле. Поэ-
тому напряжение на катодном сопротивлении не вызывает отри-
цательной обратной связи и лампа дает нормальное усиление. Про-
ходя через этот каскад, импульс, имеющий форму полуволны
Рис. 19. Блок-схема передатчика.
синусоиды, искажается и приближается по форме к прямоуголь-
. нику. Импульсы с выхода этого каскада питают следующие моду-
ляторные лампы.
Подобные же импульсы, но с измененной частотой следова-
ния, формируются в цепях второго возбудителя.
Обе серии импульсов смешиваются с помощью двух диодов,
26
Рис. 20 Схема возбудителя.
Рис. 21 Схема модулятора,
27-
хак это показано на упрощенной схеме модулятора (рис. 21).
Благодаря применению диодов, обе серии импульсов могут про-
ходить к сетке модуляторной лампы, но не попадают из цепей
одного возбудителя в цепи другого.
Модулятор
Модулятор собран на лучевом тетроде (типа 715Л), который
может работать с анодным напряжением до 5 кв.
На сетку, модулятора подано большое отрицательное напряже-
ние, запирающее лампу. Когда к сетке приходит импульс от од-
ного из возбудителей, лампа становится полностью проводящей,
что вызывает замыкание катодов генератора на землю. Этим сни-
мается отрицательное смещение ламп генератора, генератор само-
возбуждается и его колебательное напряжение достигает полной
амплитуды за 20 периодов высокой частоты.
Через 40 мксек по окончанию запускающего импульса моду-
дятор запирается. Прекращение модулирующего напряжения
снова вводит отрицательное смещение генераторных ламп и
прекращает генерацию.
Между анодом модуляторной лампы и землей включена кроме
того катушка самоиндукции в 40 миллигенри, зашунтированная
сопротивлением в 2800 ом. Когда модулятор выключится в конце
импульса, ток через катушку не прекращается мгновенно, так
что на концах катушки поддерживается высокое напряжение.
Положительный знак этого напряжения обращен к аноду моду-
лятора, соединенному с катодом генераторных ламп; таким об-
разом, это напряжение создает дополнительное отрицательное
смещение, что способствует запиранию ламп, и ускоряет срыв
высокочастотных колебаний.
Генератор высокой частоты
Генератор передатчика замечателен тем, что работая с са-
мовозбуждением имеет высокую стабильность не только частоты,
но и начальной фазы высокочастотных колебаний каждого им-
пульса.
Такая стабильность получается благодаря тщательному по-
давлению паразитных генераций, высокой симметрией плеч двух-
тактной схемы и устранению сильного нагрева ламп и деталей.
Генераторные лампы (типа 98R) имеют открытый анод с
воздушным охлаждением, допускающий мощность рассеивания
до 1000 вт.
При эксплоатации средняя мощность, которую отдает каждая
лампа в этом передатчике, имеет порядок 150—300 вт, а мощ-
ность рассеивания меньше 100 ватт.
28
Цикл загрузки передатчика (скважность) при излучении двой-
ного ряда импульсов равен двум 40-микросекундным импульсам
в течение 40000 мксек (при частоте 25 гц), т. е. О,2°/о. Если
передатчик излучает 100-киловаттные импульсы при к.п.д. 60%,
то мощность импульса в анодном контуре порядка 133 квп, а
средняя мощность 133X 0,002 = 0,26 кет.
Рнс. 22. Схема генератора.
Таким образом, видно, что генераторные лампы имеют завы-
шенную мощность рассеивания, но с точки зрения пиковой мощ-
ности они выбраны правильно. Лампы 98R имеют торированный
катод, который может давать эмиссию в импульсе до 10 ампер,
при анодном напряжении до 25 кв. Нормальное рабочее напря-
жение анода 17,5 кв’, это напряжение получается от мостико-
вого выпрямителя на четырех диодах типа 8020.
Анодный и сеточный контуры передатчика настраиваются, ге-
нерируемая частота определяется настройкой сеточного контура.
Схема генератора показана на рис. 22.
29-
Хронизатор •
Хронизатор является важнейшим элементом всего устройства,
так как он устанавливает частоту посылок импульсов и поддер-
живает постоянство интервалов между импульсами, на чем осно-
Рис. 23. Общий вид хронизатора.
вывается работа всей системы. В основном хронизатор предстач
вляет собой кварцевые часы, работающие с наибольшей дости-
жимой точностью. Они содержат кварцевый генератор на часто-
30
ту 50 кгц и цепи деления частоты для получения пусковых
импульсов на частотах 25 и ЗЗ1^ гц. Частота кварцевых часов
может регулироваться в некоторых пределах. Эта регулировка
нужна для того, чтобы держать излучаемые импульсы точно в
синхронизме с сигналами, принимаемыми от другой станции, ко-
торая работает в паре с первой. Наблюдают за синхронизмом
по катодному индикатору, на котором видны оба импульса, по-
добно тому, как они видны на индикаторе самолетного устрой-
ства.
Кварцевый генератор, делители частоты, селекторы, приемник
и индикаторы образуют один узел, показанный на рис. 23.
Совместно с хронизатором работают, отдельно расположен-
ные, аттенюатор, автоматический синхронизатор и механизм
для переключения на дублирующее устройство при аварии.
Точность работы хронизатора
На рис. 24 дана блок-схема хронизатора и относящихся к
нему элементов. Начинается схема кварцевым генератором с
частотой 50 кгц.
Кварцевая пластинка рассчитана на максимальную стабиль-
ность частоты, тщательно смонтирована и помещена в термостат.
В системе Лоран общая ошибка хронизации должа быть мень-
ше 1 мксек за 3 мин, но устройство обладает большей точно-
стью и ошибка хронизации достигает 1 мксек лишь за 20 мин.
Такая стабильность соответствует изменению частоты в 109 гц
на 1 период за 20 мин. Если такая точность сохранится в тече-
ние 30 лет, часы ошибутся за это время меньше чем на одну
секунду! Такая высокая стабильность получается с помощью
мостиковой схемы Meacham'a.
Выходное напряжение кварцевого генератора имеет синусои-
дальную форму. Оно проходит через емкостной фазовраща-
тель, позволяющий добавлять или вычитать часть или целое
число периодов от выходной частоты генератора, меняя таким
образом частоту пусковых импульсов. Предусмотрена вспомога-
тельная регулировка частоты, изменением параметров контура
генератора для уменьшения пределов, в которых регулировка
должна осуществляться фазовращателем.
Таким образом, с помощью фазовращателя оператор устана-
вливает синхронизм между местным и принимаемым импульсом,
поддерживая этим точность частоты посылок с точностью уста-
новки фазы. После нескольких регулировок (напоминающих
работу оператора станции орудийной наводки полуавтоматичес-
кого сопровождения) достигается синхронизация, и новые регу-
лировки потребуются только тогда, когда произойдет случайное
изменение частоты кварцевого генератора.
31
Делители частоты
Вернемся к блок-схеме рис. 24. Напряжение с выхода фазо-
вращателя проходит через удвоитель частоты к блокинг-генера-
тору, который дает острые импульсы с частотой 100000 гц, т. е.
с интервалами в 10 мксек.
Эти импульсы дают отметки на экране индикатора и запус-
кают каскады делителей частоты. Таких каскадов 6, с показа-
телями деления: 5, 2, 5, 2, 5, и 4. Они служат для получения
частоты 50 гц. Показатель деления последнего каскада может
равняться трем; тогда будет получена, частота 66 а/3 гц.
С этих же каскадов деления частоты снимают напряжение
для получения 100 и 1000 микросекундных отметок на индика-
торе. Эти отметки служат и для синхронизации цепей задержки,
как ниже описано.
Каждый каскад деления частоты состоит из блокинг-генера-
тора и двух диодов через которые заряжается конденсатор,
пока его потенциал не достигнет величины, запускающей бло-
кинг-генератор (так же, как это осуществлено в самолетном
устройстве).
После делителей частоты стоит мультивибратор Иккльс-
Джордана, который понижает частоту еще в два раза и дает
прямоугольные импульсы с частотой 25 гц или ЗЗ1/^. Для не-
больших изменений этих частот введена обратная связь.
СОВМЕСТНАЯ РАБОТА ВЕДУЩЕЙ И ВЕДОМОЙ СТАНЦИЙ
Остановимся на различии в работе хронизатора ведущей и
ведомой станции. Хронизатор ведущей станции устанавливается
с точностью нескольких тысячных процента и затем работает
без подстройки. На ведомой станции, время от времени, произ-
водится подстройка частоты посылки своих импульсов с часто-
той посылки импульсов ведущей станции.
На ведомой станции импульс после приема задерживается,
приблизительно, на 1000 мксек, после чего ведомая станция
начинает излучать свой импульс. Ведущая станция начинает
работу первой, а импульсы ведомой станции на ней принимают спустя
1000 мксек, плюс время, идущее на двухкратное прохождение
радиоволной расстояния между станциями.
Очевидно требуется различная задержка времени, для того,
чтобы совместить импульсы на экране индикатора.
Рассмотрим по схеме рис. 24 работу на ведомой станции.
Как показано на схеме справа, сигнал от ведущей станции улав-
ливается приемной антенной, проходит через блок связи и через
аттенюатор (который в этом случае не работает и не создает
затухания) и поступает на супергетеродинный приемник (подоб-
ный приемнику самолетного устройства). После детектирования
33
и усиления сигнал подводится к смесительному каскаду, где он
смешивается с калибровочными импульсами от каскадов дели-
телей частоты. Результирующее напряжение подается к верти-
кальным отклоняющим пластинам обоих индикаторов. Таким
образом оператор может наблюдать сигналы ведущей станции.
Ослабление местного сигнала
После задержки пусковой сигнал от хронизатора подается
к передатчику и вызывает излучение импульса. Этот мощный
импульс может запереть приемник, если не принять соответ-
ствующих мер.
В антенном блоке связи приемника имеются две газонапол-
ненных лампы VR—-105, которые зажигаются во время излуче-
ния импульса местным передатчиком, и этим понижают напряже-
ние в фидере приемника до нескольких вольт. Кроме того,
упомянутый выше аттенюатор работает при приеме местных
сигналов и понижает напряжение сигнала до нескольких микро-
вольт.
Аттенюатор состоит из двух усилителей (на лампах 6АС7),
сетки которых получают большое отрицательное смещение во
время работы местного передатчика. Это напряжение в виде
прямоугольных импульсов поступает из селекторных цепей хро-
низатора.
Должна .быть применена также тщательная экранировка.
Поэтому хронизатор и аттенюатор помещают обычно в экрани-
рованную комнату. Чтобы излучаемый сигнал был виден на
экране индикатора, для сравнения с сигналом другой станции,
он поступает непосредственно из блока связи антенного контура
с передатчиком и, пройдя через цепь задержки, подается -на
приемник.
Для того, чтобы оба сигнала были видны на экране с одина-
ковой амплитудой, местный сигнал подается к приемнику через
регулируемый потенциометр.
Селектор
Селектор, работая в схеме хронизатора совместно с мульти-
вибратором Иккльс-Джордана и каскадами деления частоты, фор-
- мирует импульсы, запускающие модулятор передатчика (рис. 24).
Первый каскад каждого селектора — мультивибратор, который
запускается импульсами от мультивибратора Иккльс-Джордана.
Мультивибратор селектора генерирует импульсы длительностью
меньше 1000 мксек, с задержкой, обусловленной его параметрами.
Эти импульсы поступают к смесительному каскаду, к которо-
му также подают импульсы калибровочных отметок от 4-го ка-
скада деления частоты. В результате работы смесителя выделяет-
34
я одна отметка, на каждый импульс мультивибратора. Напри
я-ение этих отметок подается к следующему мультивибратору
селектора. Импульсы этого мультивибратора, с помощью второго
сместителя, выделяют 50-микросекундные отметки (одну на им-
пульс) от втсрого каскада деления частоты. Напряжение этой
отметки и служит для запуска модулятора.
В случае В-селектора импульс, до того, как поступить на
модулятср, проходит через дополнительный мультивибратор с
постоянной задержкой, кратной 50 микросекундам (искусственная
задержка ведомой станции).
Вся схема рассчитана таким образом, что стабильность ее ра-
боты определяется не постоянством параметров мультивибрато-
ров, а постоянством следования импульсов от каскадов деления,
частоты (т. е., в конечном счете, кварцевым генератором).
Индикаторы
Работа индикаторов похожа на работу их в самолетных
устройствах. Две трубки служат для того, чтобы иметь одновремен-
но две развертки: медленную (соответствующую периоду посылок
импульсов), и быструю для изображения расширенных импульсов
при их совмещении.
Медленная развертка запускается напряжением входа муль-
тивибратора Иккльс-Джордана с частотой £0 (или 66 а/8) гц; от
того же мультивибратора берут напряжение для разделения
развертки на верхнюю и нижнюю. В результате на экране видны
две паралелльные линии развертки (по 20000 или 15000 мксек
длительностью), гьедесталы, сигналы, совмещенные с ними, к
калибровочные отметки.
Пьедесталы формируются пусковыми импульсами с выхода
А и В селекторов, и разность времени между ними определяется
грубой и точной регулировкой в селекторах.
Контроль синхронизма на ведущей станции
Для случая работы ведущей станции А-пьедестал устанавли-
вается слева на верхней линии развертки и В-пьедестал справа
на нижней линии, на расстоянии, равном времени задержки ведо-
мой станции (обычно 950 или 1С00 мксек) плюс двойное время про-
хождения радиоволной расстояния между станциями. Так как
один и тот же импульс формирует А-пьедестал и импульс мест-
ного (ведущего) передатчика, местный импульс всегда виден
в начале ведущего пьедестала. Когда ведомая станция работает
достаточно синхронно, ведомый импульс виден в начале ведо-
мого пьедестала. Регулировка постоянной задержки в В-селе-
кторе позволяет совместить оба импульса на индикаторе с бы-
строй разверткой.
35-
Оператор на ведущей станции может, таким образом, наблю-
дать за выполнением синхронизации со стороны ведомой станции
и давать ей предупреждения об ошибках. Этим путем осущест-
вляется двойной контроль синхронизации (не считая наблюдений
• с помощью контрольных станций).
Контроль синхронизма на ведомой станции
Когда хронизатор работает на ведомой станции, переклю-
чатель селекторов установлен в положение В, и ведомый пере-
датчик запускается В-селектором. В этом случае ведомый им-
пульс должен быть в начале ведомого пьедестала.
Импульс ведущей станции будет слева на своем пьедестале
на расстоянии определенном установкой А-селектора.
Разница между импульсами во времени имеет постоянное
значение (950 или 1000 мксек), и называется задержкой ведомой
станции. Во время войны задержка менялась согласно коду,
чтобы не дать возможности противнику использовать систему
для своих целей.
Оператор ведомой станции наблюдает оба импульса на инди-
каторе с быстрой разверткой, а регулировкой фазовРаЩателя
держит все время импульсы совмещенными. Таким образом ве-
домая станция работает жестко синхронизованно с принятыми
-ют ведущей станции импульсами.
Автоматическая синхронизация
Прибор автоматической синхронизации ведущей станции слу-
жит для облегчения работы оператора. Этот прибор (блок-схема
рис. 25) называется синхронизером и используется только для
ведомых станций. Синхронизер сравнивает время появления
ведущих сигналов с временем появления ведомого пьедестала
в хронизаторе.
Для этого импульсы, управляющие образованием А-пьедеста-
лов, поступают из хронизатора к синхронизеру. Здесь они, после за-
держки, которая равна суммарной задержке местного сигнала,
управляют генератором 5 микросекундных импульсов. Импульсы
от этого генератора, совместно с сигналами от приемника, по-
ступают к каскаду, названному смеситель совпадений. Анодный
ток через лампу смесителя совпадений проходит только тогда,
когда сигналы, подаваемые на сетку от приемника и сигналы
в катодной цепи от генератора приходят одновременно. Величина
анодного тока зависит также от взаимного положения этих сиг-
налов. Ток увеличивается, если импульсы от генератора прибли-
жаются к середине принимаемого сигнала. Таким образом вы-
годное напряжение смесителя совпадений представляет собой
.36
импульсы, величина которых зависит от степени совпадения веду-
щего сигнала с пьедесталом на котором он расположен. Эти выпу-
щен проходят через диодный детектор и заряжают конденсатор да
пикового значения напряжения. Последнее является мерой син-
хронизации.
Напряжение на конденсаторе сравнивают с некоторым ста-
бильным напряжением с помощью диференциального усилителя,
анодный ток которого пропорционален разности входных напря-
жений.
Рис. 25. Блок-схема синхронизера.
Если разность входных напряжений окажется больше допу-
скаемой величины, реле на выходе усилителя сработает и вклю-
чит звуковые сигналы, предупреждающие о нарушении синхро-
низации (с точностью до 1 мксек).
На управляющие сетки двух ламп каскада, который называ-
ется корректором фазы подают напряжения от хронизатора с
частотой 50 кгц и со сдвигом по фазе на 180°. Экранные сетки
ламп корректора фазы питаются напряжением от диференциаль-
ного усилителя. Когда напряжение от усилителя меняется, при
расхождении ведущего сигнала и импульса генератора, меняется
и фаза выходного напряжения корректора. Это выходное напря-
жение воздействует обратно на генератор 50 кгц, меняя его час-
тоту в сторону восстановления синхронизации.
. ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Общие сведения о системе Лоран.............. V . 3
Приемо-индикаторное устройство системы ]Лоран . .......... 12
Передающие устройства системы Лоран................... 22
•Совместная работа ведущей и ведомой^станций . .... 33