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1無線電羅盤簡介

指示飛機航向的無線電導航儀錶。嚴格說來,無線電羅盤不是羅盤,因為它的指針指示的不是相對於磁北極的方向,而是相對於它所調諧到的無線電台的方向,所以又稱為機載無線電測向器。無線電羅盤是最早使用的無線電導航儀錶,它由環狀天線、垂直全向天線、羅盤接收機、指示器和控制盒等組成。工作在 200~1800千赫頻段。按照指示的方式分為無線電半羅盤和無線電羅盤。
無線電半羅盤  1932年開始用于飛機上。它的環狀天線是固定的,環面法線與飛
無線電羅盤
機縱軸重合,環狀天線的方向圖(見飛行器天線)呈橫 8字形。當電波來向與環面法線重合時天線輸出信號為零。全方向性垂直天線的方向圖為圓形。這兩根天線輸出信號相加可得心臟形方向圖。如果把環狀天線輸出信號的極性反接,則可獲得一翻轉的心臟形方向圖。環狀天線輸出信號按時序反覆轉換,方向圖也按時序反覆轉換。當在θ方向上有一導航台時,接收機輸出信號按時序分別為B與A。由於導航台在飛機右側,B>A,這些信號使羅盤指示器的指針向右偏,由羅盤的指針可判別飛機的航向。但是,無線電半羅盤只指示導航台在飛機哪一側,而不指示角度值。
無線電羅盤通過接受地面無方向性導航設備(簡稱NDB)提供的無方向性長波作為導航信號,該信號與AM廣播頻率相近,所以飛機也可以接受當地的無線廣播台作為導航信號。

2工作原理

無線電羅盤是在無線電半羅盤工作原理的基礎上發展而來的,它能自動測出飛機縱軸與電波來向間的夾角(相對方位角)。無線電半羅盤輸出的右偏信號控制一個雙向電動機,電動機帶動環狀天線旋轉,旋轉的方嚮應使B減小而使A增大,直到B=A,即環面法線和導航台電波來向重合為止。環狀天線轉過的角度就是導航台的相對方位角,再用電氣同步器將這個角度信號傳送到指示器,指示導航台相對飛機的方位角。無線電羅盤使用簡便,並有為數眾多的導航台選用,因而從30年代至今一直是飛機必備的無線電導航儀錶。但由於工作在中波波段,雜訊干擾很大,測量精度較低。

3無線電羅盤

供飛機測向用的最早的無線電導航設備。機上無線電羅盤接收自地面歸航台發射來的電磁波,用環形天線 手動或自動跟蹤電磁波來向,連續測量飛機縱軸與電磁波來向的夾角,即相對方位角,相對方位角按順時針方向計量,並用指示器指示。飛行員根據相對方位角引導飛機向歸航台順飛或者背飛。在簡陋機場上,利用這種系統也可引導飛機進場,在能見度許可的情況下著陸。歸航台還可用作多用途地面標誌。
無線電羅盤 最初用於指示飛機是否左右偏飛,用人工旋轉環形天線或靠聽覺辨別莫爾斯信號混合音(長 音),後來發展成為全自動無線電羅盤。無線電羅盤測 向的主要功能來自環形天線和辨向天線。環形天線本身具有相差180°的雙值性,與辨向天線結合使用產生心臟形場型,變成單值性,其方向隨歸航台的位置而變動。現代無線電羅盤的環 形天線已改成平板形,使用鐵氧體材料,可平裝於機身,以減小飛行阻力。
歸航台無線電信標台或無向信標工作在190~415千赫和510~535千赫頻段。發射方式有兩種:①用400 赫或1020赫作莫爾斯碼識別調製的連續波;②發射兩個 間隔為400赫或1020赫的載頻,鍵控上載頻提供莫爾斯碼識別。發射天線主要利用垂直部分,以增強垂直極化波分量。發射功率在航路上一般使用1000瓦,終端歸航使 用 500瓦以下的小功率台。一般廣播電台信號也可用作 無線電羅盤測向源,所以羅盤工作頻段也包括廣播頻段,但誤差較大,因廣播台不提供地理坐標位置,也無識別 信號,而且裝在飛機上的無線電羅盤也未對廣播台進行校正。
準確度 這種導航設備提供的方位準確度,主要受電磁波極化變化的影響。環形天線要求利用垂直極化波, 但電磁波在傳播途中因地物影響會發生極化畸變(特別在山區),造成零點偏移不穩定。這種導航設備採用地 波,不宜利用天波。夜間天波強,使羅盤準確度下降。廣播頻段不如低頻段,因為在廣播波段天波反射強,尤其是高端。羅盤在信號強度達50微伏/米以上時方能正常工作。其他如飛行誤差、操作誤差和設備誤差等多種因素也會影響準確度。
在實際應用中,方位的測量準確度在±3°~±10°之間。要達到 ±3°,須對飛機上的羅盤對照歸航台方向進行校正,以消除象限誤差。一般在進場階段容許有 ±5°、在航路上容許有±10°的指示針擺動。

4軟體無線電

摘要:文中採用軟體無線電和智能天線技術構建工作在中波和超短波波段的自動無線電羅盤。中波信號用固定環形天線和垂直天線接收,通過數據據解算獲得方位信息。超短波信號用圓形天線陣接收,採用MUSIC演算法檢測方位信息。採用這種方案設計的羅盤硬體結構簡單,具有通用性,而且定向速度和定向精度比一般的羅盤有顯著提高。

5標準

從民機適航角度上考慮有TSO-C41(a\b\c\d),FAA根據TSO-C41d批准新型無線電高度表。性能標準DO-179(美國)ARINC712。
國內軍用採用GJB 1846。
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