一、功用和组成
1.功用
测距仪(Distance Measuring Equipment,DME)用于测量飞机与地面测距信标台之间的斜距(图4-82)。
图4-82 斜距
飞机高度在30 000 ft左右,当飞机与测距台的距离在35 n mile以上时,所测得的斜距与实际水平距离的误差小于1%;当飞机在着陆进近的过程中与测距台的距离小于30 n mile时,其飞行高度通常也已降低,因而所测得的斜距与水平距离的误差仍然为1%左右。所以在实际中把斜距称为距离是可以接受的。只有在飞机保持较高的高度平飞,接近测距台的情况下,斜距与实际水平距离之间才会出现较明显的误差。
测距系统由机载测距机和地面测距信标台组成。其中,地面测距信标台在航图中的符号表示如图4-83所示。一般,DME和VOR导航台安装在一起,在航图中用图4-84表示。
图4-83 测距信标台在航图中的符号
图4-84 DME和VOR合装
DME可连续地向飞行管理计算机和其他需要用到距离信息的机载电子系统提供飞机和测距信标台的实时距离信息。
DME获取的距离信息,如果结合VOR提供的方位信息,可采用ρ-θ定位方法对飞机进行定位;如果结合其他方位的3个测距台提供的距离信息,还可采用ρ-ρ-ρ定位法对飞机进行定位;在飞机进近着陆过程中,利用DME的距离信息和VOR的方位信息,还可以实现对飞机的进近引导。
在飞行中,使用DME连续地测量飞机到地面测距台的斜距,还能计算地速和到台时间。这是因为随着飞机接近或离开信标台,测得的斜距也会变化,而测量斜距的变化率就可得出飞机接近或离开信标台的速度。由DME询问器所测得的速度叫作地速(KTS)。显然,若飞机以信标台为圆心做圆周飞行时,DME距离指示器上指示的地速为零。另外,只有当飞机在到地面信标台的航线上,且远离信标台飞行时,所测得的到台时间才是精确的。
2.组成
测距系统由机载测距机和地面测距信标台组成(图4-85)。
图4-85 测距系统组成
其中机载测距机主要由天线、询问器和指示器组成。询问器主要由收发信机组成。发射机的作用是产生、放大和发射编码的询问脉冲对;接收机的作用是接收、放大和译码所接收的回答脉冲对。询问器天线为刀形天线,其作用是发射询问信号和接收回答信号,它是具有垂直极化全向辐射图形的单个L波段天线。DME测量的距离信息一般在EHSI和RDDMI上显示(图4-86)。
图4-86 DME距离信息显示
DME机载询问器的询问频率范围为1 025~1 150 MHz,波道间隔为1 MHz,共有126个询问频率,采用频率复用技术,即相同X、Y波道,载频相同,脉冲对脉冲间隔不同,如30X和30Y波道的载频都为1 054 MHz。询问信号格式如图4-87所示。其中, X波道询问脉冲对的脉冲间隔为12 μs,Y波道为36 μs。
图4-87 询问脉冲对X和Y波道信号格式
机载询问器发射的询问脉冲对信号的重复频率不是固定的,而是围绕某一个平均值随机变化,而且询问器在不同的工作状态,其平均值也不同。
地面测距信标台主要由天线和应答器组成。DME地面应答器的应答频率范围为 962 ~1 213 MHz,波道间隔为1 MHz,有126个X波道和126个Y波道,共计252个波道。询问应答波道配合工作,以30X波道为例,飞机询问频率为1 054 MHz,地面应答频率为 991 MHz,而30Y波道的飞机询问频率也为1 054 MHz,但是地面应答频率为1 117 MHz。
应答信号格式如图4-88所示。其中,X波道应答脉冲对的脉冲间隔为12 μs,Y波道为30 μs。
图4-88 应答脉冲对X和Y波道信号格式
另外,任何一个信道的发送与接收频率均差为63 MHz。询问应答频率配对规律如 图4-89所示。
图4-89 频率配对
由图4-89可知,X/Y波道询问频率=1 024+波道号,如100X/Y波道询问频率=1 024+100=1 124(MHz)。
应答频率与波道号的关系:如果处于1~63X/Y波道,则X波道应答频率=961+波道号,Y波道应答频率=1 087+波道号;如果处于64~126X/Y波道,则X波道应答频率=1 087+波道号,Y波道应答频率=961+波道号。
另外,当VOR频率小数点最后一位是“0”时,配对DME X波道;当VOR频率小数点最后一位是“5”时,配对DME Y波道。