2024年4月21日发(作者:禽浩涆)
TACAN塔康
By Jayone‘Edrasom’Guo
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
一种近距无线电导航系统。欲了解TACAN,我们先从民用的DME开始讲起。
DME(Distance Measure Equipment)
应用发射-反射原理的雷达称作一次雷达(Primary Radar),如对空搜索雷达、
战斗机的火控雷达。而所有应用询问-应答原理的无线电设备都被称作为二次雷
达系统(Secondary Radar System),如IFF、空管雷达等。DME也是一种二
次雷达系统,主要作用是向飞行员提供飞机到地面DME台站的斜距。为了认识
DME的工作原理之前,我们先来了解下二次雷达。
二次雷达(Secondary Radar)
0
我们都知道,一次雷达都是通过接收被照射物体的反射信号,得出物体的相关
信息的,例如军用搜索雷达。在这种关系中,被照射物体的反射性能要求是越
低越好,这样才能避免被过早发现,从而增加其生存力。而二次雷达却是通过
被照射物体的直接回应来获得相关信息,相比一次雷达的被动,它就是一种积
极合作的系统,所以二次雷达需要一个能过相互合作的目标才能实现,例如军
用得IFF(敌我识别)系统,这种相互合作的关系在军事领域是绝对机密的,然
而DME却很公开,不然也就没有下文了。在此文当中,飞机上的DME设备相当
于一部询问机,而地面DME台站相当于一部应答机。二次雷达的主要优点如下:
1)
2)
设备体积小、所需功率低。它只要求对方都能接收到相互发射的信号即可。
脉冲序列可以被编码。这样他们相互传输的信号就可以加载其他信息,例如,
空中管制雷达就可以获得飞机的气压高度、航向等信息。无需像一般雷达那样,
只能通过对接收信号的大量处理才能得到不那么精确的数据。
DME工作原理
在DME系统中,飞机上装备的DME设备向所有方向都发送一系列的双脉冲。
假设飞机在DME台站的“视线”范围(作用范围)内,那么DME台站就能接
收到来自飞机的DME询问脉冲信号,然后DME台站再将接收信号发射出去,
这个信号也就叫做应答信号。因为飞机和DME台站彼此并不知道对方的方位,
所以信号都是全向(omni-directional)发射的。这样飞机发射的信号经DME
台站再次发射,又被飞机所接收,根据发射和接受信号的时间差,就能得出飞
机与DME台站之间的距离,当然这个距离肯定是斜距,而并不是他们之间的水
平距离。
飞机发射的信号为什么是一系列的脉冲序列呢?其实这些脉冲序列指示作为询
问信号的鉴别码,也就是谁发射谁接收,若不是这样,那么一架飞机发射的信
号会被其它相邻飞机接收,而其它飞机发射的信号也会被本机接收,岂不是乱
了套,也得不出准确的DME距离。以上所述的只是基本工作原理,而实际工作
情况并不这么简单,下面我们再来根据以下部分逐个详细论述。
DME工作频率
DME工作在961~1213MHz之间的UHF频段,频率间隔为1MHz。DME不像
电台一样能直接选择工作频率,而是通过频道来选择的。每一个DME频道对应
着两个(发射机和接收机)载波频率,并且这两个频率以63MHz为间隔。例如,
DME频道1使用1025MHz在波频率作为询问信号,那么962MHz或1088MHz
载波就作为应答信号,这个附加的63MHz信号是DME地面台站更改的。
应答机更改载波频率主要是基于以下原因考虑:
(a)
由于机载DME发射机是连续发射脉冲序列的,脉冲被地面DME台站接收然后
被其发射给机载DME接收机。而对机载接收机来说,其接收信号可能是来自地
面DME台站,也可能是来自于云层或者地面的信号反射,如果不在地面DME
台站更改频率,那么就会造成机载DME接收机接收错误的信号。所以要在地面
DME台站提高或降低频率,并且这个更改的频率是航空界规定的63MHz。
(b)
如果不进行频率更改的话,机载DME发射机发射的信号就能够直接被机载
DME接收机接收,这样会引起自我振荡,损坏机载DME设备。
DME的工作限制
一、询问率(Interrogation Rates)
机载DME在选定频道后,发射机就发射该频道的询问脉冲信号,若其接收机接
收到了所选频道的回复信号,我们就认为机载DME搜寻到了与所选频道相对应
的DME台站,如果接收的回复信号能够保持稳定,说明已经锁定了DME台站,
也就是意味着机载DME能够稳定地进行测距。当开始选择一个DME频道时,
2024年4月21日发(作者:禽浩涆)
TACAN塔康
By Jayone‘Edrasom’Guo
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
一种近距无线电导航系统。欲了解TACAN,我们先从民用的DME开始讲起。
DME(Distance Measure Equipment)
应用发射-反射原理的雷达称作一次雷达(Primary Radar),如对空搜索雷达、
战斗机的火控雷达。而所有应用询问-应答原理的无线电设备都被称作为二次雷
达系统(Secondary Radar System),如IFF、空管雷达等。DME也是一种二
次雷达系统,主要作用是向飞行员提供飞机到地面DME台站的斜距。为了认识
DME的工作原理之前,我们先来了解下二次雷达。
二次雷达(Secondary Radar)
0
我们都知道,一次雷达都是通过接收被照射物体的反射信号,得出物体的相关
信息的,例如军用搜索雷达。在这种关系中,被照射物体的反射性能要求是越
低越好,这样才能避免被过早发现,从而增加其生存力。而二次雷达却是通过
被照射物体的直接回应来获得相关信息,相比一次雷达的被动,它就是一种积
极合作的系统,所以二次雷达需要一个能过相互合作的目标才能实现,例如军
用得IFF(敌我识别)系统,这种相互合作的关系在军事领域是绝对机密的,然
而DME却很公开,不然也就没有下文了。在此文当中,飞机上的DME设备相当
于一部询问机,而地面DME台站相当于一部应答机。二次雷达的主要优点如下:
1)
2)
设备体积小、所需功率低。它只要求对方都能接收到相互发射的信号即可。
脉冲序列可以被编码。这样他们相互传输的信号就可以加载其他信息,例如,
空中管制雷达就可以获得飞机的气压高度、航向等信息。无需像一般雷达那样,
只能通过对接收信号的大量处理才能得到不那么精确的数据。
DME工作原理
在DME系统中,飞机上装备的DME设备向所有方向都发送一系列的双脉冲。
假设飞机在DME台站的“视线”范围(作用范围)内,那么DME台站就能接
收到来自飞机的DME询问脉冲信号,然后DME台站再将接收信号发射出去,
这个信号也就叫做应答信号。因为飞机和DME台站彼此并不知道对方的方位,
所以信号都是全向(omni-directional)发射的。这样飞机发射的信号经DME
台站再次发射,又被飞机所接收,根据发射和接受信号的时间差,就能得出飞
机与DME台站之间的距离,当然这个距离肯定是斜距,而并不是他们之间的水
平距离。
飞机发射的信号为什么是一系列的脉冲序列呢?其实这些脉冲序列指示作为询
问信号的鉴别码,也就是谁发射谁接收,若不是这样,那么一架飞机发射的信
号会被其它相邻飞机接收,而其它飞机发射的信号也会被本机接收,岂不是乱
了套,也得不出准确的DME距离。以上所述的只是基本工作原理,而实际工作
情况并不这么简单,下面我们再来根据以下部分逐个详细论述。
DME工作频率
DME工作在961~1213MHz之间的UHF频段,频率间隔为1MHz。DME不像
电台一样能直接选择工作频率,而是通过频道来选择的。每一个DME频道对应
着两个(发射机和接收机)载波频率,并且这两个频率以63MHz为间隔。例如,
DME频道1使用1025MHz在波频率作为询问信号,那么962MHz或1088MHz
载波就作为应答信号,这个附加的63MHz信号是DME地面台站更改的。
应答机更改载波频率主要是基于以下原因考虑:
(a)
由于机载DME发射机是连续发射脉冲序列的,脉冲被地面DME台站接收然后
被其发射给机载DME接收机。而对机载接收机来说,其接收信号可能是来自地
面DME台站,也可能是来自于云层或者地面的信号反射,如果不在地面DME
台站更改频率,那么就会造成机载DME接收机接收错误的信号。所以要在地面
DME台站提高或降低频率,并且这个更改的频率是航空界规定的63MHz。
(b)
如果不进行频率更改的话,机载DME发射机发射的信号就能够直接被机载
DME接收机接收,这样会引起自我振荡,损坏机载DME设备。
DME的工作限制
一、询问率(Interrogation Rates)
机载DME在选定频道后,发射机就发射该频道的询问脉冲信号,若其接收机接
收到了所选频道的回复信号,我们就认为机载DME搜寻到了与所选频道相对应
的DME台站,如果接收的回复信号能够保持稳定,说明已经锁定了DME台站,
也就是意味着机载DME能够稳定地进行测距。当开始选择一个DME频道时,