塔康導航系統

在早期，空中導航要想確定飛機位置，就要使用兩個或兩個以上的地面導航台，並且定位精度很低，這樣的定位技術沒有太大的實用價值。於是，在二十世紀中期，為了實現精確空中定位導航，由美國費得拉爾電信試驗室根據美空軍、海軍的建議，研製了塔康系統。塔康的原名為TACAN，是Tactical Air Navigation System-戰術空中導航系統的縮寫。它是一種近程極坐標式無線電導航系統。

它由機上發射與接收設備、顯示器和地面台組成。這種系統是1952年研製成功的，它的作用距離為400～500公里，能同時測定地面台相對飛機的方位角和距離，測向原理與伏爾導航系統相似，測距原理與測距器相同，工作頻段為962～1213兆赫。

基本介紹

• 中文名：塔康導航系統
• 外文名：Tacan navigation system
• 本質：近程極坐標式無線電導航系統
• 研發時間：1952年
• 作用距離：400～500公里
• 工作頻段：962～1213兆赫

系統原理

(Tacan navigation system)軍用戰術空中導航系統，採用極坐標體制定位，能在一種設備、一個頻道上同時測向和測距（圖1）。發展 　40年代後期，民航已採用伏爾導航系統測向和早期的地美依導航系統測距，兩者結合成為伏爾－地美依導航系統。

塔康其實是軍用版的DME，好比就是在DME 的基礎上加上測向功能，應答機同時提供距離和方位信息。塔康地面信標台用於接收來自機載設備的測距詢問信號，並按特定的技術要求向其工作區內輻射方位信號、測距應答信號以及塔康台識別信號，以供機載塔康設備進行測向、測距和識別。因為塔康的工作頻率、頻道劃分與DME 完全相同，在此筆者不再贅述。民用飛機上的DME 設備是可以詢問塔康應答機的，只要鎖定後，就可以得到距離、地速和到站時間，然而普通機載DME 設備並不能得到塔康的方位信息。

工作機制

從飛機上每秒發射30對、間隔為12微秒的詢問脈衝對（成對發射的脈衝），地面台收到詢問脈衝對後發射同樣間隔的回答脈衝對。在飛機上把收到回答脈衝對的時間與詢問脈衝對的時間相比較，得出脈衝電波在空間傳播的時間，從而得到飛機到地面台的距離，並加以顯示。地面台天線發射電波的方向圖呈有 9個波瓣的心臟形，並以900轉/分轉動。飛機接收到的脈衝信號是調幅形式的，這一調幅包絡包括由旋轉心臟形方向圖產生的15赫方位信號和由9個波瓣旋轉產生的135赫方位信號，這兩個信號的相位與地面台相對飛機的空間方位有關。為測定相位需要有基準信號，因此當心臟形方向圖轉過正東方向時，發射一組由12個脈衝對組成的基準脈衝信號，當8個波瓣(除去與心臟形最大值重合的那個波瓣)中每一個的最大值轉過正東方向時，還發射一組由6對脈衝組成的輔助基準脈衝信號。比較15赫方位信號和基準脈衝信號的相位，得到地面台相對飛機的粗略方位，用它來消除精測方位時的多值性。比較 135赫方位信號和輔助基準脈衝信號的相位即得到地面台相對飛機精確的方位值。

塔康系統屬於軍用設備，但它的測距部分可作為民用測距器，因而有時將塔康和伏爾系統裝在一起，組成伏爾塔克導航系統。軍用飛機由塔康系統獲得距離、方位信號，民用機則由伏爾系統獲得方位信號，由塔康系統獲得距離信號（見無線電導航、伏爾導航系統）。

多瓣技術

塔康系統採用了多瓣技術（見飛行器天線），在系統中有精測通道，故測向精度比伏爾導航系統高。這個系統是點源系統，地面台可機動轉移，在複雜地形和戰時布台很方便，所以稱為“戰術空中導航系統”。

塔康工作區域

跟DME 一樣，由於是工作在UHF 頻段，所以塔康最大作用距離取決於視線範圍，所以作用距離隨著高度變化。因為塔康具有測向功能，除了受視線限制外，還存在頂空盲區（Cone of Silence）和測向盲區（如右示意圖）。

塔康工作盲區示意圖

測向盲區正對地面台天線上空呈圓錐形，夾角約120º，在該區域飛行只能測距，不能測向，這是因為地面天線的調製度太淺。測距容限主要取決於機載和地面台站設備兩者的靈敏度、發射功率和電波傳輸損耗。

塔康的指示

因為塔康屬於軍用系統範疇，其指示與民用機有所不同，一般塔康的方位和距離信息是依靠HSI(Horizontal Situation Indicator)來顯示的。如下圖，F-16 飛機上的HSI。

F-16 飛機上的HSI