经典无线电导航系统(1-3)第3章

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系统组成
整个系统包括地面设备（无方向信标） 和机载设备（无线电罗盘）。
机载设备通常由以下几部分组成：
天线：包括垂直天线、环状天线及测角器。 接收机：一般多为超外差式。 控制台 指示器
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基本技术指标
有效作用距离 250～350km 工作频率范围 100～1799.3kHz，共分四
个波段
Ι 100—199.5 kHz Ⅱ 200～399.5 kHz Ⅲ 400—899.5 kHz Ⅳ 900～1799.5 kHz
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3.1.3 基本工作原理
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1、方向性图的转动
无线电罗盘在测向过程中，需要随时转 动环状天线的8字形方向性图，使其最 小值(零值点)对准被测的地面导航台。
系统的工作频率在100khz～1800khz范围内，属中、 长波波段，因此主要依靠地波或直达波传播。
地波的传播距离可以达到几百公里，但受到天波的 污染，特别在夜间，只有当飞机离地面导航台站较 近时，方位读数才比较可靠，系统精度为2度左右。
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无线电信标台一般安装在机场附近，使飞机 能够沿精确的航线向信标台飞行，然后执行 向跑道的非精密进场。
若要得到飞机相对于导航台的 方位，必须知道飞机的航向， 所以需要与磁罗盘或其他航向 测量设备相结合。
飞机上通常把磁罗盘和自动测 向仪的指示部分结合在一起， 构成无线电磁指示器（RMI, Radio Magnetic Indicator）。
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3.1.2系统功能及组成
无线电罗盘属于M型最小值法测向系统。 无线电罗盘主要有六种功能
概述 组成及功能 基本工作原理 系统误差分析及改进措施
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3.1.1 概述
无线电罗盘（radio compass）是一种最小值测量来波 向的振幅式测角无线电导航设备，又称无线电自动 侧向仪（automatic direction finding），配套地面设备 是无方向信标（Non-direction beacon）。
第三章 经典无线电导航系统
3.1 无线电罗盘(ADF) 3.2 甚高频全向信标系统（VOR） 3.3 无线电高度表 3.4 测距器(DME) 3.5 塔康系统（TACAN） 3.6 多普勒导航系统(Doppler) 3.7 罗兰-C系统
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3.1 无线电罗盘(ADF)
（2）20世纪六七十年代采用晶体管电路， 频率选择采用粗、细同步器调谐，定向天线 采用两个正交的旋转式或固定式环形天线， 如APK—11，WL—7—6A型定向机等
（3）20世纪80年代左右，采用集成电路， 数字选频，采用旋转测角器来代替环形天线 的旋转。
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无线电罗盘指示的角度是以载 体纵轴为基准顺时针转向飞机 到导航台连线的夹角。
e eA ep EA cost Ep sin h cos t cost EA(1 m sin h cos t) cost
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e eA ep EA cost Ep sin h cos t cost EA(1 m sin h cos t) cost
搜索线圈的转动代替了环状天线的转动，达到了方 向性图旋转的目的。
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2、90度移相
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ep Ep sinh cost
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3、平衡调制与迭加
环状天线信号移相90°后，经放大与倒 相加给平衡调制器两个幅度相等而相位 相反的信号。
平衡调制器，在135HZ低频信号控制下 工作，得到两个旁频（边频）信号，在 迭加电路中与垂直天线接收来的载频信 号进行迭加。
接收机将此调幅信号经混频，中放和检波处理 成低频信号，一路送至耳机进行人工定向；
另一路经135Hz选频电路将135Hz信号从检波后 的低频信号中分离出来，作为误差信号加到伺 服电机的控制线圈中去。
为使方向性图能够旋转，一种方法是用 电机直接拖动环状天线转动，另一种方 法是天线固定不动，通过测角器实现方 向性图转动。
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将两个环状天线垂直安放， 并固定不动，两个天线的 线圈分别接到测角器的两 个固定线圈(称为场线圈) 上，如图所示。
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e1 Em cos sin t e2 Em sin sin t H1 H cos cost e Em sinL sint H 2 H sin cost 13
在第一次世界大战期间，开始使用该系统引 导船只的出航与归航，后来很快发展到航空 导航。
无线电罗盘有半自动和全自动之分，采用前 者测向时，必须人工旋转环状天线或搜索线 圈，采用后者时，无论是测向还是归航，都 完全由罗盘本身自动完成。
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发展阶段
Fra Baidu bibliotek
（1）20世纪四五十年代采用电子管电路， 对地面无线电台频率采用机械软轴进行调谐， 定向天线为单个的旋转式环形天线，其典型 设备为R5/ARN7；
测角器中形成一个合成磁场,测角器的活动线圈(亦 称搜索线圈)，在合成磁场作用下所产生的感应电 势为：
e Em sinL sint
搜索线圈通过同步发送器与指示器相连，转动搜索 线圈使其平面与合成磁场平行，感应电势消失，相 当于8字形方向性图的零值点对准了地面导航台， 此时指示器指针所示的角度即搜索线圈转过的角度 就是所测之导航台航向。
规定航线：使飞机沿给定的航线飞行； 定位：测出两个以上地面导航台的航向角，
可以实现对飞机的定位； 压点飞行控制：判断飞越导航台的时间
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着陆引导：配合仪表着陆系统引导着陆。
识别通信和监听：接收导航台站发出的 音频识别信号及其它信息
遇险救助：可接收民用广播电台的信号， 并可用于定向；还可收听500千赫的遇险 信号，并确定遇险方位。