无线电罗盘

指示飞机航向的无线电导航仪表

无线电罗盘是指示飞机航向的无线电导航仪表。

产品简介

无线电半罗盘　1932年开始用于飞机上。它的环状天线是固定的，环面法线与飞机纵轴重合，环状天线的方向图（见飞行器天线）呈横 8字形。当电波来向与环面法线重合时天线输出信号为零。全方向性垂直天线的方向图为圆形。这两根天线输出信号相加可得心脏形方向图。如果把环状天线输出信号的极性反接，则可获得一翻转的心脏形方向图。环状天线输出信号按时序反复转换，方向图也按时序反复转换。当在θ方向上有一导航台时，接收机输出信号按时序分别为B与A。由于导航台在飞机右侧，B>A，这些信号使罗盘指示器的指针向右偏，由罗盘的指针可判别飞机的航向。但是，无线电半罗盘只指示导航台在飞机哪一侧，而不指示角度值。

无线电罗盘通过接受地面无方向性导航设备(简称NDB)提供的无方向性长波作为导航信号,该信号与AM广播频率相近,所以飞机也可以接受当地的无线广播台作为导航信号。

工作原理

无线电罗盘是在无线电半罗盘工作原理的基础上发展而来的，它能自动测出飞机纵轴与电波来向间的夹角（相对方位角）。无线电半罗盘输出的右偏信号控制一个双向电动机，电动机带动环状天线旋转，旋转的方向应使B减小而使A增大,直到B=A，即环面法线和导航台电波来向重合为止。环状天线转过的角度就是导航台的相对方位角，再用电气同步器将这个角度信号传送到指示器，指示导航台相对飞机的方位角。无线电罗盘使用简便，并有为数众多的导航台选用，因而从30年代至今一直是飞机必备的无线电导航仪表。但由于工作在中波波段，噪声干扰很大，测量精度较低。

产品用途

供飞机测向用的最早的无线电导航设备。机上无线电罗盘接收自地面归航台发射来的电磁波，用环形天线手动或自动跟踪电磁波来向，连续测量飞机纵轴与电磁波来向的夹角，即相对方位角，相对方位角按顺时针方向计量，并用指示器指示。飞行员根据相对方位角引导飞机向归航台顺飞或者背飞。在简陋机场上，利用这种系统也可引导飞机进场，在能见度许可的情况下着陆。归航台还可用作多用途地面标志。

无线电罗盘最初用于指示飞机是否左右偏飞，用人工旋转环形天线或靠听觉辨别莫尔斯信号混合音（长音），后来发展成为全自动无线电罗盘。无线电罗盘测向的主要功能来自环形天线和辨向天线。环形天线本身具有相差180°的双值性,与辨向天线结合使用产生心脏形场型,变成单值性,其方向随归航台的位置而变动。现代无线电罗盘的环形天线已改成平板形，使用铁氧体材料，可平装于机身，以减小飞行阻力。

归航台无线电信标台或无向信标工作在190～415千赫和510～535千赫频段。发射方式有两种：①用400 赫或1020赫作莫尔斯码识别调制的连续波；②发射两个间隔为400赫或1020赫的载频,键控上载频提供莫尔斯码识别。发射天线主要利用垂直部分，以增强垂直极化波分量。发射功率在航路上一般使用1000瓦，终端归航使用 500瓦以下的小功率台。一般广播电台信号也可用作无线电罗盘测向源，所以罗盘工作频段也包括广播频段，但误差较大，因广播台不提供地理坐标位置，也无识别信号，而且装在飞机上的无线电罗盘也未对广播台进行校正。

准确度这种导航设备提供的方位准确度，主要受电磁波极化变化的影响。环形天线要求利用垂直极化波，但电磁波在传播途中因地物影响会发生极化畸变（特别在山区），造成零点偏移不稳定。这种导航设备采用地波,不宜利用天波。夜间天波强,使罗盘准确度下降。广播频段不如低频段，因为在广播波段天波反射强，尤其是高端。罗盘在信号强度达50微伏/米以上时方能正常工作。其他如飞行误差、操作误差和设备误差等多种因素也会影响准确度。

在实际应用中，方位的测量准确度在±3°～±10°之间。要达到 ±3°，须对飞机上的罗盘对照归航台方向进行校正，以消除象限误差。一般在进场阶段容许有 ±5°、在航路上容许有±10°的指示针摆动。

影响因素

无线电罗盘使用的无线电波是沿着地球曲面传播的，而不是视线距离传播。即使飞机停留在地面上，机载接收机也能接收到数百公里外的地面电台信号。无线电罗盘的侔用距离取决于很多因素，扣机载接收机的灵敏度、飞行高度、地面导航台的发射功率以及系统噪音、大气噪音等等。毋庸置疑，地面导航台的发射功率对作用距离的影响是主要的。地面导航台由中波导航机 (发射机 ) 、发射天线及一些辅助设备组成，安装在每个航站和航线中的某些检查点上，不断向空间全方位地发射无线电信号，因此也叫无方向性信标(N D B ) 。根据不同的用途，地面导航台可分为二种，一种是供飞机在航线上定向和定位的，要求发射功率大，作用距离远，通常称为航线导航台j 另一种是供飞机在着陆时使屑，安装在飞机着陆方向的跑道延长线上，因为需要二个导航台，所以称为双归航台。双归航台分为远台和近台，近台离跑道终端1O00m ，发射功率为 100W 左右。远台离跑道终端4000m ，发射功率为400~ IO00W ，远台一般可作为航线导航台使用。

国内各机场导航台的功率各不相同，有~ 5oow ，也有 100Ow 。即使都是 5O0w 导航台，也固天线电流不同，实际发射功率有很大差异。这样，就可能出现一些似乎令人费解的现象，比如，同一部无线电罗盘，在导航的 A 机场试飞时，作用距离台乎战技指标 } 但在导航台也是 50Ow 的B 机场试飞时，其作用距离却无法达到战技指标要求。因此，有必要提出一种新的评估方法，它不仅要测量出距离极限数据，还要计算导航台实际发射功率对距离极限数据的影响。

产品构造

软件无线电和智能天线技术构建工作在中波和超短波波段的自动无线电罗盘。中波信号用固定环形天线和垂直天线接收，通过数据据解算获得方位信息。超短波信号用圆形天线阵接收，采用MUSIC算法检测方位信息。采用这种方案设计的罗盘硬件结构简单，具有通用性，而且定向速度和定向精度比一般的罗盘有显著提高。

产品标准

。

国内军用采用GJB 1846。

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