塔康

战术空中导航系统

“塔康”（TACAN-Tactical Air Navigation System）是战术空中导航系统的简称，由美国于1955年研制成功，后被法国、德国、英国、加拿大、日本、韩国等广泛使用。主要用于为舰载机提供从几十千米到几百千米距离范围内的导航，保障飞机按预定航线飞向目标，机群的空中集结，以及在复杂气象条件下引导飞机归航和进场等。

介绍

塔康（TACAN：Tactical Air Navigation 战术空中导航系统）是战术空中导航的缩写，由于该系统的有效作用距离在近程范围内且只用于航空导航，所以又称为航空近程导航系统。是由美国海军在1956年发展的，也是世界上第一个为飞机提供方位和距离信息的系统。塔康系统能够直观提供方位、距离指示，并实现单台定位，能够直接导出位置坐标。是现代军用飞机重要的航空电子设备，作为军用标准导航系统，其主要功能是建立航线、归航、空中战术机动和作为位置坐标传感器。

研究现状

塔康系统是在1948至1951年间由美国研制的，1954年投入装备，几十年来该系统发展很快。目前全世界已经有三十多个国家大量装备该系统，它早已成为美国和北约的军事标准系统，是世界上普遍使用的十几种无线电导航系统之一。1983年美国著名导航专家S.H多丁顿预计全世界装备的塔康机载设备约有一万七千台，80年美国《联邦无线电导航计划》公布，仅美国军方拥有的塔康地面台和舰载台就有340多个。

国外塔康系统设备的发展概况如下:塔康机载设备，第一代，1958年以前，主要技术特点:全电子管、机电调谐，测量系统为模拟式;第二代，1958~1962年，主要技术特点:设备大部分晶体管化，其余类似第一代;第三代，1962~1965年，主要技术特点:除发射机功放外全部晶体管化，机电调谐，数字化测量;第四代，1965~1975年，主要技术特点:固态、集成、数字化，固态调谐方式，x, y波道;第五代，1970年以后，主要技术特点:除采用第四代特点外，测量部分采用微处理器，有的发射极末级采用晶体管功率合成器。

地面信标台，第一代，1960年以前，主要技术特点:全电子管或部分晶体管，126个X波道，机扫天线;第二代，1960~1970年，主要技术特点:除发射极末级功放外，基本上全固态化，采用数字技术和中小规模集成电路，基本上是机扫天线，X, Y波道;第三代，1970年以后，主要技术特点:与第二代相比主要区别是采用电扫天线，且集成度高。

国内塔康系统概况如下: 六十年代中期我国研制出第一批性能样机401/402，七十年代初研制了第一代定型产品401/402甲，于74年通过国家级定型，83年底II型设备HJD-II，620又通过了国家定型，在多年研产过程中，不断研制出新技术，能够独立设计、生产全套塔康设备，且在1GC频率合成器，电调预选器、宽带功放、电扫天线及数字测距等方面都接近或达到世界先进水平。

2001年1月，我国独立自主设计研制的“北斗一号”第二颗导航卫星发射成功，一种区域性卫星导航定位系统进入试验阶段。“北斗一号”工程利用两颗地球同步卫星为用户提供快速定位，简短数字报文通信和授时服务。它使我国成为世界上第三个具有卫星定位与导航系统的国家。现今已建成的“北斗一号”系统是我国独立自主建设的卫星定位系统，能覆盖我国整个大陆及一部分沿海区域，有相当的用户数和定位精度，对路上和海上导航定位具有一定意义。

组成

塔康导航系统是一种近程极坐标式无线电导航系统。由地面信标台（地面台）和机载设备组成。地面信标台可架设于机场、航路点或航空母舰上，机载塔康设备安装在飞机上与塔康信标配合工作，其组成原理如图1所示。它与航向系统等交联后能够为350千米-400千米范围内飞机连续提供飞机相对于地面信标台以磁北为基准的全向方位角和斜距，从而确定飞机所处地理坐标即飞机位置。主要完成导航方式下测量飞机相对于地面信标台的方位和距离，在着陆状态下与地面着陆信标台配合工作，确定至着陆点的距离及预定航向偏差、预定下滑道偏差；在空中会和方式下，确定飞机间距离和飞机相对方向，即飞机间同时测量距离和方位。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960-1215兆赫。系统测距采用询问应答方式，测角是通过基准脉冲信号和脉冲包络信号之间的相位关系来实现的。当飞机位于塔康地面台不同方位时，其机载塔康设备所接收到的基准信号和脉冲包络信号之间存在着不同的相位关系，经过信号处理就可以确定出飞机相对于塔康地面台的方位角。

地面台的天线是圆筒形的，是由中心天线阵列和内外调制圆筒组成，它在水平方向辐射场形成一个心脏形图，上附有九瓣调制，当它以15Hz匀速旋转时，在它周围空间的任意一点形成一个其振幅变化规律以15Hz为频率的正弦波，这样，将以地面台为中心的周围空间化为一个15Hz正弦波360度的相位空间。由于又叠加了9个波瓣，即相当于将15Hz正弦波360度的相位空间分成9个40度空间，每个40度相位空间相当于一个135Hz正弦波360度的相位空间。这样使得地面台发射的信号又增加15Hz和135Hz可变方位信息。方位测量就是机载设备接收地面台发的方位信号为主，即主、辅基准信号及15Hz和135Hz调制信号，取它们合成包络的相位差而换算出来。

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15Hz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15Hz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 135Hz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。

定位原理

塔康定位的基础是测距和测角。在国际民航目前采用的标准近程导航中采用两套独立的系统来分别完成。测距利用DME测距系统，它和塔康测距功能的信号体制相类似，设备之间可以兼容；测角采用VOR（或DVOR）系统，其测角方法与伏尔测角功能相类似，但信号体制根本不同，不能兼容。DME和VOR是两个不同频段，不同信号体制，相互独立的单功能系统。而塔康测距、测角则不然，它是在统一的频道和信号体制基础上来实现的。

塔康系统距离测量利用二次雷达原理，机载TACAN设备发射询问脉冲，地面台收到询问脉冲后经固定延时再发距离回答脉冲，机上设备取询问脉冲和回答脉冲之间的延时进行计算。

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