第九章 自動(dòng)定向機(jī)

1、第九章第九章 自動(dòng)定向機(jī)自動(dòng)定向機(jī)了解自動(dòng)定向機(jī)的基本知識(shí)；了解自動(dòng)定向機(jī)的基本知識(shí)；理解自動(dòng)定向的原理；理解自動(dòng)定向的原理；理解自動(dòng)定向機(jī)的使用；理解自動(dòng)定向機(jī)的使用；了解誤差與干擾；了解誤差與干擾；了解了解ADF700型自動(dòng)定向機(jī)；型自動(dòng)定向機(jī)；課時(shí)分配課時(shí)分配5學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)第一節(jié)第一節(jié) 自動(dòng)定向機(jī)綜述自動(dòng)定向機(jī)綜述第二節(jié)第二節(jié) 自動(dòng)定向原理自動(dòng)定向原理第三節(jié)第三節(jié) 自動(dòng)定向機(jī)的使用自動(dòng)定向機(jī)的使用第四節(jié)第四節(jié) 誤差與干擾誤差與干擾v一、引一、引 言言 自動(dòng)定向機(jī)自動(dòng)定向機(jī)(ADF)(ADF)也稱無(wú)線電也稱無(wú)線電羅盤羅盤，是一種利用無(wú)線電技，是一種利用無(wú)線電技術(shù)進(jìn)行測(cè)向的設(shè)備。它與地面無(wú)線電臺(tái)

2、配合，可測(cè)量無(wú)線術(shù)進(jìn)行測(cè)向的設(shè)備。它與地面無(wú)線電臺(tái)配合，可測(cè)量無(wú)線電波的電波的來(lái)波方向來(lái)波方向。 在導(dǎo)航領(lǐng)域中，無(wú)線電測(cè)向設(shè)備是最先使用的設(shè)備，早期在導(dǎo)航領(lǐng)域中，無(wú)線電測(cè)向設(shè)備是最先使用的設(shè)備，早期的無(wú)線電測(cè)向設(shè)備是由人工轉(zhuǎn)動(dòng)、具有方向性的環(huán)形天線，的無(wú)線電測(cè)向設(shè)備是由人工轉(zhuǎn)動(dòng)、具有方向性的環(huán)形天線，當(dāng)環(huán)形天線平面對(duì)準(zhǔn)地面無(wú)線電臺(tái)的方向時(shí)，無(wú)線電測(cè)向當(dāng)環(huán)形天線平面對(duì)準(zhǔn)地面無(wú)線電臺(tái)的方向時(shí)，無(wú)線電測(cè)向設(shè)備的接收機(jī)接收到的無(wú)線電信號(hào)強(qiáng)度最小，因此，接收設(shè)備的接收機(jī)接收到的無(wú)線電信號(hào)強(qiáng)度最小，因此，接收機(jī)輸出的音頻機(jī)輸出的音頻信號(hào)強(qiáng)度最弱信號(hào)強(qiáng)度最弱，稱做，稱做“啞點(diǎn)啞點(diǎn)”。 如測(cè)向設(shè)備在飛機(jī)上，那

3、么，如測(cè)向設(shè)備在飛機(jī)上，那么，環(huán)形天線從飛機(jī)縱軸的機(jī)頭環(huán)形天線從飛機(jī)縱軸的機(jī)頭方向順時(shí)針?biāo)D(zhuǎn)過(guò)的角度稱為方向順時(shí)針?biāo)D(zhuǎn)過(guò)的角度稱為“飛機(jī)到地面無(wú)線電臺(tái)的相飛機(jī)到地面無(wú)線電臺(tái)的相對(duì)方位角對(duì)方位角”( (以下簡(jiǎn)稱為相對(duì)方以下簡(jiǎn)稱為相對(duì)方 位角位角) )，即從飛機(jī)縱軸的機(jī)頭方，即從飛機(jī)縱軸的機(jī)頭方 向順時(shí)針轉(zhuǎn)至地面無(wú)線電臺(tái)與向順時(shí)針轉(zhuǎn)至地面無(wú)線電臺(tái)與 飛機(jī)連線之間的夾角飛機(jī)連線之間的夾角，如圖如圖 9 9l l所示。所示。飛機(jī)駕駛員便可根飛機(jī)駕駛員便可根 據(jù)無(wú)線電測(cè)向設(shè)備所測(cè)得的相據(jù)無(wú)線電測(cè)向設(shè)備所測(cè)得的相 對(duì)方位確定飛機(jī)的飛行方向，對(duì)方位確定飛機(jī)的飛行方向， 引導(dǎo)飛機(jī)沿某一航線飛行，并引導(dǎo)飛機(jī)沿某

4、一航線飛行，并 可完成其他導(dǎo)航任務(wù)?？赏瓿善渌麑?dǎo)航任務(wù)。 圖91 飛機(jī)到地面無(wú)線電臺(tái)的相對(duì)方位角 無(wú)線電測(cè)向設(shè)備無(wú)線電測(cè)向設(shè)備的的發(fā)展發(fā)展人工手動(dòng)無(wú)線電羅盤人工手動(dòng)無(wú)線電羅盤無(wú)線電半自動(dòng)羅盤無(wú)線電半自動(dòng)羅盤 無(wú)線電自動(dòng)羅盤無(wú)線電自動(dòng)羅盤( (自動(dòng)定向機(jī)自動(dòng)定向機(jī)-ADF)-ADF) 自動(dòng)定向機(jī)自動(dòng)定向機(jī)的的發(fā)展發(fā)展40405050年代：年代：采用電子管電路，對(duì)地面無(wú)線電臺(tái)頻率采用電子管電路，對(duì)地面無(wú)線電臺(tái)頻率采用機(jī)械軟軸進(jìn)行調(diào)諧，定向天線為單個(gè)的旋轉(zhuǎn)式環(huán)采用機(jī)械軟軸進(jìn)行調(diào)諧，定向天線為單個(gè)的旋轉(zhuǎn)式環(huán)形天線，其典型設(shè)備為形天線，其典型設(shè)備為 R5R5ARN7ARN7和和 APK-5APK-5型定

5、向機(jī)。型定向機(jī)。60607070年代：年代：采用晶體管電路，頻率選擇采用粗、細(xì)采用晶體管電路，頻率選擇采用粗、細(xì)同步器調(diào)諧，有些設(shè)備使用晶體頻率網(wǎng)采用同步器調(diào)諧，有些設(shè)備使用晶體頻率網(wǎng)采用“五中取五中取二二”方法調(diào)諧，定向天線采用二個(gè)正交的旋轉(zhuǎn)式或固方法調(diào)諧，定向天線采用二個(gè)正交的旋轉(zhuǎn)式或固定式環(huán)形天線，如定式環(huán)形天線，如 APKAPK1111、WLWL7 76A6A型定向機(jī)等。型定向機(jī)等。 8080年代：年代：自動(dòng)定向機(jī)基本采用集成電路或大規(guī)模集成自動(dòng)定向機(jī)基本采用集成電路或大規(guī)模集成電路，并使用頻率合成器、二一十進(jìn)制編碼數(shù)字選頻電路，并使用頻率合成器、二一十進(jìn)制編碼數(shù)字選頻及微處理器，天線

6、系統(tǒng)有了較大的改進(jìn)，如在及微處理器，天線系統(tǒng)有了較大的改進(jìn)，如在 APKAPK15M15M，DFDF206206型等自動(dòng)定向機(jī)的天線系統(tǒng)中采用旋轉(zhuǎn)型等自動(dòng)定向機(jī)的天線系統(tǒng)中采用旋轉(zhuǎn)測(cè)角器來(lái)代替環(huán)形天線的旋轉(zhuǎn)，而最新式的測(cè)角器來(lái)代替環(huán)形天線的旋轉(zhuǎn)，而最新式的700700型自動(dòng)型自動(dòng)定向機(jī)則采用組合式環(huán)形垂直天線，從而在天線系統(tǒng)定向機(jī)則采用組合式環(huán)形垂直天線，從而在天線系統(tǒng)中取消了任何機(jī)械傳動(dòng)部件。中取消了任何機(jī)械傳動(dòng)部件。 功能：功能：自動(dòng)定向機(jī)不僅具有測(cè)量飛機(jī)相對(duì)方位角的自動(dòng)定向機(jī)不僅具有測(cè)量飛機(jī)相對(duì)方位角的定向定向功功能，而且還可以利用飛機(jī)上裝用的二套自動(dòng)定向機(jī)分別調(diào)能，而且還可以利用飛機(jī)上

7、裝用的二套自動(dòng)定向機(jī)分別調(diào)諧在二個(gè)不同的地面無(wú)線電臺(tái)的頻率上，以確定飛機(jī)的地諧在二個(gè)不同的地面無(wú)線電臺(tái)的頻率上，以確定飛機(jī)的地理位置理位置( (定位定位) )。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維護(hù)方便，價(jià)格低廉。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維護(hù)方便，價(jià)格低廉。 v二、二、 自動(dòng)定向機(jī)的功用自動(dòng)定向機(jī)的功用 自動(dòng)定向機(jī)是利用自動(dòng)定向機(jī)是利用無(wú)線電技術(shù)無(wú)線電技術(shù)進(jìn)行導(dǎo)航測(cè)向的設(shè)備。進(jìn)行導(dǎo)航測(cè)向的設(shè)備。 元論機(jī)上測(cè)向還是地面測(cè)向，均包括元論機(jī)上測(cè)向還是地面測(cè)向，均包括機(jī)載設(shè)備機(jī)載設(shè)備和和地面設(shè)備地面設(shè)備二部分。利用機(jī)載自動(dòng)定向機(jī)和地面導(dǎo)航臺(tái)二部分。利用機(jī)載自動(dòng)定向機(jī)和地面導(dǎo)航臺(tái)( (或稱無(wú)方向或稱無(wú)方向性信標(biāo)性信標(biāo)N

8、DB)NDB)組成的導(dǎo)航系統(tǒng)，可以引導(dǎo)飛機(jī)飛向?qū)Ш脚_(tái)組成的導(dǎo)航系統(tǒng)，可以引導(dǎo)飛機(jī)飛向?qū)Ш脚_(tái)或飛離導(dǎo)航臺(tái)，以及提供某些導(dǎo)航計(jì)算所需要的參數(shù)?；蝻w離導(dǎo)航臺(tái)，以及提供某些導(dǎo)航計(jì)算所需要的參數(shù)。 自動(dòng)定向機(jī)的主要功用有：自動(dòng)定向機(jī)的主要功用有：(1)(1)測(cè)量飛機(jī)縱軸方向測(cè)量飛機(jī)縱軸方向( (航向航向) )到地面導(dǎo)航臺(tái)的相對(duì)方位角到地面導(dǎo)航臺(tái)的相對(duì)方位角， 并顯示在方位指示器上。并顯示在方位指示器上。 (2) (2) 對(duì)飛機(jī)進(jìn)行定位測(cè)量。對(duì)飛機(jī)進(jìn)行定位測(cè)量。在現(xiàn)代飛機(jī)上，一般都裝有二部在現(xiàn)代飛機(jī)上，一般都裝有二部自動(dòng)定向機(jī)，在使用中將它們分別調(diào)諧在二個(gè)不同方位的自動(dòng)定向機(jī)，在使用中將它們分別調(diào)諧在二個(gè)

9、不同方位的已知地面導(dǎo)航臺(tái)或廣播電臺(tái)的已知地面導(dǎo)航臺(tái)或廣播電臺(tái)的 頻率上。二部自動(dòng)定向機(jī)所測(cè)頻率上。二部自動(dòng)定向機(jī)所測(cè) 得的相對(duì)方位，分別顯示在同得的相對(duì)方位，分別顯示在同 一個(gè)指示器一個(gè)指示器( (無(wú)線電磁指示器無(wú)線電磁指示器) ) 上，其中上，其中單指針指示第一部自單指針指示第一部自 動(dòng)定向機(jī)所測(cè)得的相對(duì)方位角，動(dòng)定向機(jī)所測(cè)得的相對(duì)方位角， 雙指針指示第二部自動(dòng)定向機(jī)雙指針指示第二部自動(dòng)定向機(jī) 所測(cè)得的相對(duì)方位角。所測(cè)得的相對(duì)方位角。根據(jù)這根據(jù)這 二個(gè)相對(duì)方位角在地圖上可畫二個(gè)相對(duì)方位角在地圖上可畫 出飛機(jī)對(duì)地面導(dǎo)航臺(tái)的二條相出飛機(jī)對(duì)地面導(dǎo)航臺(tái)的二條相 應(yīng)的位置線，二條位置線的交應(yīng)的位置線，

10、二條位置線的交 點(diǎn)便是飛機(jī)的位置，如圖點(diǎn)便是飛機(jī)的位置，如圖 9 92 2所示。所示。圖 92 利用兩個(gè)地面導(dǎo)航臺(tái)為飛機(jī)定位 1-航向標(biāo)記 2-羅牌 3-ADF-2方位指針 4-ADF-1方位指針 (3)(3)利用自動(dòng)定向機(jī)判斷飛利用自動(dòng)定向機(jī)判斷飛機(jī)飛越導(dǎo)航臺(tái)的時(shí)間。機(jī)飛越導(dǎo)航臺(tái)的時(shí)間。當(dāng)當(dāng)飛機(jī)飛向?qū)Ш脚_(tái)時(shí)，可根飛機(jī)飛向?qū)Ш脚_(tái)時(shí)，可根據(jù)相對(duì)方位角的變化來(lái)判據(jù)相對(duì)方位角的變化來(lái)判斷飛越導(dǎo)航臺(tái)的時(shí)間。如斷飛越導(dǎo)航臺(tái)的時(shí)間。如方位指示器的指針由方位指示器的指針由0 0轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向180180的瞬間即為飛的瞬間即為飛機(jī)飛越導(dǎo)航臺(tái)的時(shí)間，如機(jī)飛越導(dǎo)航臺(tái)的時(shí)間，如圖圖 9 93 3所示。所示。圖93 判斷飛

11、機(jī)飛越導(dǎo)航臺(tái)的時(shí)間(4) (4) 當(dāng)飛機(jī)飛越導(dǎo)航臺(tái)后，可利用自動(dòng)定向機(jī)的方位指示當(dāng)飛機(jī)飛越導(dǎo)航臺(tái)后，可利用自動(dòng)定向機(jī)的方位指示 保持沿預(yù)定航線飛行保持沿預(yù)定航線飛行，即向，即向/ /背臺(tái)飛行。向臺(tái)背臺(tái)飛行。向臺(tái)( (對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)航臺(tái)對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)航臺(tái)) ) 飛行或背臺(tái)飛行時(shí)，還可以求出飛行或背臺(tái)飛行時(shí)，還可以求出偏流修正航跡偏流修正航跡。 (5) (5)由于自動(dòng)定向機(jī)一般工作在由于自動(dòng)定向機(jī)一般工作在190190一一17501750千赫的中長(zhǎng)波段千赫的中長(zhǎng)波段范圍內(nèi)，因此可以范圍內(nèi)，因此可以接收民用廣播電臺(tái)的信號(hào)接收民用廣播電臺(tái)的信號(hào)，并可用于定，并可用于定向；還可向；還可收聽收聽500500千赫的遇險(xiǎn)信號(hào)

12、千赫的遇險(xiǎn)信號(hào)(700(700型自動(dòng)定向機(jī)可收型自動(dòng)定向機(jī)可收聽聽21822182千赫的另一海岸遇險(xiǎn)信號(hào)千赫的另一海岸遇險(xiǎn)信號(hào)) )，并確定遇險(xiǎn)方位。，并確定遇險(xiǎn)方位。v三、三、 自動(dòng)定向機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)定向機(jī)系統(tǒng) 組成：地面設(shè)備和機(jī)載自動(dòng)定向機(jī)組成：地面設(shè)備和機(jī)載自動(dòng)定向機(jī) （一）（一） 地面設(shè)備地面設(shè)備 中波導(dǎo)航機(jī)中波導(dǎo)航機(jī)( (發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)) ) 地面導(dǎo)航臺(tái)地面導(dǎo)航臺(tái) 發(fā)射天線發(fā)射天線 輔助設(shè)備輔助設(shè)備 地面導(dǎo)航臺(tái)安裝在每個(gè)航站和航線中的某些檢查點(diǎn)上，不地面導(dǎo)航臺(tái)安裝在每個(gè)航站和航線中的某些檢查點(diǎn)上，不斷地向空間全方位地發(fā)射無(wú)線電信號(hào)，因此也叫做斷地向空間全方位地發(fā)射無(wú)線電信號(hào)，因此也叫做無(wú)方

13、向無(wú)方向性信標(biāo)性信標(biāo)(NDB)(NDB)。 根據(jù)不同的用途，地面導(dǎo)航臺(tái)又可分為：根據(jù)不同的用途，地面導(dǎo)航臺(tái)又可分為： 航線導(dǎo)航臺(tái)航線導(dǎo)航臺(tái) ：供飛機(jī)在航線上定向和定位使用的，：供飛機(jī)在航線上定向和定位使用的， 要求發(fā)射功率大，作用距離遠(yuǎn)。要求發(fā)射功率大，作用距離遠(yuǎn)。 雙歸航臺(tái)雙歸航臺(tái) ：供飛機(jī)在著陸時(shí)使用的，安裝在飛機(jī)著：供飛機(jī)在著陸時(shí)使用的，安裝在飛機(jī)著 陸方向的跑道延長(zhǎng)線上。因?yàn)樾枰€(gè)陸方向的跑道延長(zhǎng)線上。因?yàn)樾枰€(gè) 導(dǎo)航臺(tái)。導(dǎo)航臺(tái)。 1. 1. 航線導(dǎo)航臺(tái)航線導(dǎo)航臺(tái) 航線導(dǎo)航臺(tái)工作在航線導(dǎo)航臺(tái)工作在190190550550千赫千赫的頻率范圍內(nèi)，發(fā)射的頻率范圍內(nèi)，發(fā)射功率為功率為400

14、40010001000瓦瓦( (我國(guó)一般用我國(guó)一般用500500瓦瓦) )，有效作用距離不，有效作用距離不少于少于150150公里公里。 不同的航線導(dǎo)航臺(tái)使用不同的識(shí)別信號(hào)，識(shí)別信號(hào)由不同的航線導(dǎo)航臺(tái)使用不同的識(shí)別信號(hào)，識(shí)別信號(hào)由2 2個(gè)英文字母組成個(gè)英文字母組成( (如如 EK)EK)，用國(guó)際莫爾斯電碼拍發(fā)，拍發(fā)，用國(guó)際莫爾斯電碼拍發(fā)，拍發(fā)速度為速度為20203030個(gè)字母分，一般用個(gè)字母分，一般用等幅報(bào)方式等幅報(bào)方式發(fā)射識(shí)別信發(fā)射識(shí)別信號(hào)，每隔號(hào)，每隔4545秒連續(xù)拍發(fā)兩遍，跟著發(fā)一長(zhǎng)劃秒連續(xù)拍發(fā)兩遍，跟著發(fā)一長(zhǎng)劃( (約占約占3030秒秒) )，供機(jī)載自動(dòng)定向機(jī)定向用；也可以用調(diào)幅報(bào)方式

15、以相等的供機(jī)載自動(dòng)定向機(jī)定向用；也可以用調(diào)幅報(bào)方式以相等的間隔發(fā)射識(shí)別信號(hào)，每間隔發(fā)射識(shí)別信號(hào)，每3030秒至少拍發(fā)秒至少拍發(fā)3 3遍。遍。 航線導(dǎo)航臺(tái)可用于歸航。當(dāng)飛機(jī)要求飛往某導(dǎo)航臺(tái)時(shí)，航線導(dǎo)航臺(tái)可用于歸航。當(dāng)飛機(jī)要求飛往某導(dǎo)航臺(tái)時(shí)，飛行人員首先調(diào)節(jié)機(jī)載自動(dòng)定向機(jī)接收該導(dǎo)航臺(tái)的信號(hào)，飛行人員首先調(diào)節(jié)機(jī)載自動(dòng)定向機(jī)接收該導(dǎo)航臺(tái)的信號(hào)，觀察指示器所指刻度，然后改變飛機(jī)航向、使指針對(duì)準(zhǔn)指觀察指示器所指刻度，然后改變飛機(jī)航向、使指針對(duì)準(zhǔn)指示器的航向標(biāo)記示器的航向標(biāo)記( (即機(jī)頭方向即機(jī)頭方向) )，并且在飛行中保持航向不，并且在飛行中保持航向不變，飛機(jī)就能飛到該導(dǎo)航臺(tái)上空。變，飛機(jī)就能飛到該導(dǎo)航臺(tái)

16、上空。2. 2. 雙歸航臺(tái)著陸系統(tǒng)雙歸航臺(tái)著陸系統(tǒng) 用于飛機(jī)著陸的雙歸航臺(tái)，不僅可引導(dǎo)飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)，完用于飛機(jī)著陸的雙歸航臺(tái)，不僅可引導(dǎo)飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)，完成機(jī)動(dòng)飛行和保持著陸航向，而且可在夜間或氣象條件很成機(jī)動(dòng)飛行和保持著陸航向，而且可在夜間或氣象條件很壞的白天，利用雙歸航臺(tái)和機(jī)載自動(dòng)定向機(jī)引導(dǎo)飛機(jī)對(duì)準(zhǔn)壞的白天，利用雙歸航臺(tái)和機(jī)載自動(dòng)定向機(jī)引導(dǎo)飛機(jī)對(duì)準(zhǔn)跑道，安全地下降到一定高度跑道，安全地下降到一定高度( (一般為一般為5050米米) )穿出云層，然穿出云層，然后進(jìn)行目視著陸。后進(jìn)行目視著陸。 雙歸航臺(tái)系統(tǒng)要求安裝在主著陸方向的跑道中心延長(zhǎng)雙歸航臺(tái)系統(tǒng)要求安裝在主著陸方向的跑道中心延長(zhǎng)線上，分為線上，分

17、為近臺(tái)和遠(yuǎn)臺(tái)近臺(tái)和遠(yuǎn)臺(tái)，近臺(tái)離跑道頭，近臺(tái)離跑道頭10001000米，遠(yuǎn)臺(tái)離跑米，遠(yuǎn)臺(tái)離跑道頭道頭40004000米，近臺(tái)和遠(yuǎn)臺(tái)除有導(dǎo)航臺(tái)外，還必須配有指點(diǎn)米，近臺(tái)和遠(yuǎn)臺(tái)除有導(dǎo)航臺(tái)外，還必須配有指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)，以便指示飛機(jī)過(guò)臺(tái)的時(shí)刻信標(biāo)臺(tái)，以便指示飛機(jī)過(guò)臺(tái)的時(shí)刻 。 遠(yuǎn)臺(tái)一般都兼作航線導(dǎo)航臺(tái)使用，故發(fā)射功率與航線遠(yuǎn)臺(tái)一般都兼作航線導(dǎo)航臺(tái)使用，故發(fā)射功率與航線導(dǎo)航臺(tái)的規(guī)定相同，有效作用距離導(dǎo)航臺(tái)的規(guī)定相同，有效作用距離不小于不小于50O50O公里公里。近臺(tái)。近臺(tái)發(fā)射功率為發(fā)射功率為100100瓦瓦左右，有效作用距離為左右，有效作用距離為5050公里公里 遠(yuǎn)臺(tái)發(fā)射的識(shí)別信號(hào)由遠(yuǎn)臺(tái)發(fā)射的識(shí)別信號(hào)由2 2

18、個(gè)英文字母組成，如個(gè)英文字母組成，如 DFDF；近；近臺(tái)識(shí)別信號(hào)用遠(yuǎn)臺(tái)的頭一個(gè)宇母，如臺(tái)識(shí)別信號(hào)用遠(yuǎn)臺(tái)的頭一個(gè)宇母，如D D。二臺(tái)的識(shí)別信號(hào)。二臺(tái)的識(shí)別信號(hào)均采用國(guó)際莫爾斯電碼發(fā)射，拍發(fā)速度為均采用國(guó)際莫爾斯電碼發(fā)射，拍發(fā)速度為20203030個(gè)字母?jìng)€(gè)字母分，拍發(fā)次數(shù)要求用相同間隔，每分鐘拍發(fā)分，拍發(fā)次數(shù)要求用相同間隔，每分鐘拍發(fā)6 6遍。遍。 遠(yuǎn)臺(tái)和近臺(tái)都要以調(diào)幅報(bào)方式發(fā)射識(shí)別信號(hào)，調(diào)制頻遠(yuǎn)臺(tái)和近臺(tái)都要以調(diào)幅報(bào)方式發(fā)射識(shí)別信號(hào)，調(diào)制頻率為率為10201020赫。赫。 3. 3. 中波導(dǎo)航機(jī)的基本工作原理中波導(dǎo)航機(jī)的基本工作原理 中波導(dǎo)航機(jī)是地面導(dǎo)航臺(tái)的主要組成部分，它與普通中波導(dǎo)航機(jī)是地面導(dǎo)

19、航臺(tái)的主要組成部分，它與普通調(diào)幅發(fā)射機(jī)一樣，但由于中波導(dǎo)航機(jī)的工作頻率低，它的調(diào)幅發(fā)射機(jī)一樣，但由于中波導(dǎo)航機(jī)的工作頻率低，它的調(diào)節(jié)回路所需要的電感量和電容量都比較大，故電感線圈調(diào)節(jié)回路所需要的電感量和電容量都比較大，故電感線圈和電容器的體積比短波機(jī)大得多。同時(shí)還要按時(shí)自動(dòng)拍發(fā)和電容器的體積比短波機(jī)大得多。同時(shí)還要按時(shí)自動(dòng)拍發(fā)識(shí)別信號(hào)，因此必須配備識(shí)別信號(hào)，因此必須配備自動(dòng)電鍵自動(dòng)電鍵。 中波導(dǎo)航機(jī)的基本原理及組成如圖中波導(dǎo)航機(jī)的基本原理及組成如圖 9-49-4所示。所示。 圖94 中波導(dǎo)航機(jī)方框圖 ( (二二) ) 機(jī)載設(shè)備機(jī)載設(shè)備 自動(dòng)定向接收機(jī)自動(dòng)定向接收機(jī) 控制盒控制盒 機(jī)載自動(dòng)定向設(shè)

20、備機(jī)載自動(dòng)定向設(shè)備 方位指示器方位指示器 環(huán)形天線和垂直天線（組合式環(huán)形環(huán)形天線和垂直天線（組合式環(huán)形 垂直天線）垂直天線） 如目前最新式如目前最新式 的的700700型自動(dòng)定型自動(dòng)定 向機(jī)系統(tǒng)，其向機(jī)系統(tǒng)，其 組成如圖組成如圖9 95 5 所示。所示。圖9-5 700型自動(dòng)定向機(jī)系統(tǒng)的組成1 ADF-7OO；2 控制盒DFP-7O2；3 方位指示器 RDMI-743；4 組合式環(huán)形垂直 天線DFA-701 圖圖 9 96 6示出了小型飛示出了小型飛 機(jī)上使用的自動(dòng)定向機(jī)機(jī)上使用的自動(dòng)定向機(jī) ADFADF650650系統(tǒng)，它的控系統(tǒng)，它的控 制盒裝在接收機(jī)面板上。制盒裝在接收機(jī)面板上。 1.

21、1. 自動(dòng)定向接收機(jī)自動(dòng)定向接收機(jī) 功用：功用：(1)(1)接收和處理環(huán)形天線和垂直天線收到的地面導(dǎo)航臺(tái)的接收和處理環(huán)形天線和垂直天線收到的地面導(dǎo)航臺(tái)的信號(hào)，并將處理后的方位信息送至自動(dòng)定向機(jī)的方位信號(hào)，并將處理后的方位信息送至自動(dòng)定向機(jī)的方位指示器指示器( (數(shù)字式方位信息送至電子飛行儀表系統(tǒng)一數(shù)字式方位信息送至電子飛行儀表系統(tǒng)一EFIS)EFIS)顯示出飛機(jī)與地面導(dǎo)航臺(tái)的相對(duì)方位，分離出來(lái)的地顯示出飛機(jī)與地面導(dǎo)航臺(tái)的相對(duì)方位，分離出來(lái)的地面導(dǎo)航臺(tái)的音頻識(shí)別信號(hào)送至飛機(jī)音頻系統(tǒng)。面導(dǎo)航臺(tái)的音頻識(shí)別信號(hào)送至飛機(jī)音頻系統(tǒng)。圖96 ADF650自動(dòng)定向機(jī)系統(tǒng)1 自動(dòng)定向接收機(jī)RCR650；2 方位

22、指示器 IND56O；3 組合式環(huán)形垂直天線。(2)(2)作為普通中波收音機(jī)使用，收聽廣播信號(hào)，接收和處作為普通中波收音機(jī)使用，收聽廣播信號(hào)，接收和處理地面廣播電臺(tái)的信號(hào)，也能用中波廣播電臺(tái)進(jìn)行定理地面廣播電臺(tái)的信號(hào)，也能用中波廣播電臺(tái)進(jìn)行定向。向。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：(1)(1)采用集成電路和采用集成電路和全固態(tài)數(shù)字化全固態(tài)數(shù)字化微處理器，與第一代微處理器，與第一代( (電子管電路電子管電路) )、第二代、第二代( (晶體管電路晶體管電路) )相比，相比，體積和重體積和重量更小量更小，耗電更少耗電更少，可靠性也大大提高可靠性也大大提高。(2)(2)現(xiàn)代自動(dòng)定向接收機(jī)大多采用現(xiàn)代自動(dòng)定向接收機(jī)大多采

23、用頻率合成器頻率合成器、超外差二超外差二次混頻電路，直接以二一十進(jìn)制編碼次混頻電路，直接以二一十進(jìn)制編碼(BCD(BCD碼碼) )和數(shù)據(jù)總和數(shù)據(jù)總線的調(diào)諧方式，線的調(diào)諧方式，采用組臺(tái)式環(huán)形垂直天線和環(huán)形天采用組臺(tái)式環(huán)形垂直天線和環(huán)形天線測(cè)角器電路，或采用正余弦調(diào)制的方位信息處理電線測(cè)角器電路，或采用正余弦調(diào)制的方位信息處理電路和監(jiān)控電路。監(jiān)控電路主要用來(lái)監(jiān)視接收機(jī)信號(hào)是路和監(jiān)控電路。監(jiān)控電路主要用來(lái)監(jiān)視接收機(jī)信號(hào)是否有效，以及接收機(jī)自身的工作狀態(tài)正常與否。否有效，以及接收機(jī)自身的工作狀態(tài)正常與否。 如如現(xiàn)代自動(dòng)定向接收機(jī)現(xiàn)代自動(dòng)定向接收機(jī) ADFADF700700，在機(jī)器面板上有一個(gè)，在機(jī)器面

24、板上有一個(gè)測(cè)試測(cè)試(TEST)(TEST)按鈕按鈕( (如圖如圖 9 97 7所示所示) )和三個(gè)監(jiān)視燈和三個(gè)監(jiān)視燈，按下測(cè)試按鈕后，按下測(cè)試按鈕后，如接收機(jī)工作狀態(tài)正常，則綠色如接收機(jī)工作狀態(tài)正常，則綠色監(jiān)視燈亮監(jiān)視燈亮(PASS)(PASS)，如不正常，如不正常( (故故障障) )時(shí)，則紅色監(jiān)視燈亮?xí)r，則紅色監(jiān)視燈亮(FAIL)(FAIL)，如輸入控制部分有故障，則另一如輸入控制部分有故障，則另一個(gè)紅燈亮個(gè)紅燈亮(FAIL)(FAIL)。圖9-7 ADF-700自動(dòng)定向接收機(jī)2. 2. 控制盒控制盒控制盒用來(lái)控制接收機(jī)的工作方式和選擇電臺(tái)的頻率。工控制盒用來(lái)控制接收機(jī)的工作方式和選擇電臺(tái)的

25、頻率。工 作方式一般有斷開作方式一般有斷開(OFF)(OFF)、天線、天線(ANT)(ANT)、定向、定向(ADF)(ADF)和測(cè)試和測(cè)試(TEST)(TEST)等等4 4個(gè)位置。個(gè)位置。 如圖如圖 9 98(a)8(a)為為51Y51Y一一7 7自動(dòng)定向自動(dòng)定向 接收機(jī)的雙頻率選擇控制盒接收機(jī)的雙頻率選擇控制盒614L614L -12 -12，圖，圖9 98(b)8(b)為自動(dòng)定向接收機(jī)為自動(dòng)定向接收機(jī) ADFADF一一650650面板上的控制盒。面板上的控制盒。 614L614L一一1212雙頻率選擇可以預(yù)選雙頻率選擇可以預(yù)選 二個(gè)頻率，一個(gè)在用，另一個(gè)二個(gè)頻率，一個(gè)在用，另一個(gè) 備用，可

26、以轉(zhuǎn)換，以便飛機(jī)進(jìn)備用，可以轉(zhuǎn)換，以便飛機(jī)進(jìn) 近時(shí)轉(zhuǎn)換遠(yuǎn)、近歸航臺(tái)頻率時(shí)使用。近時(shí)轉(zhuǎn)換遠(yuǎn)、近歸航臺(tái)頻率時(shí)使用。ADFADF一一700700接收機(jī)的控接收機(jī)的控制盒選頻調(diào)諧為數(shù)字式，可預(yù)先調(diào)諧在沿航路各航線導(dǎo)航制盒選頻調(diào)諧為數(shù)字式，可預(yù)先調(diào)諧在沿航路各航線導(dǎo)航臺(tái)的頻率上，并輸入到飛機(jī)上的飛行管理計(jì)算機(jī)臺(tái)的頻率上，并輸入到飛機(jī)上的飛行管理計(jì)算機(jī)(FMC)(FMC)中，中，在飛行中由飛行管理計(jì)算機(jī)控制可自動(dòng)轉(zhuǎn)換到各航線導(dǎo)航在飛行中由飛行管理計(jì)算機(jī)控制可自動(dòng)轉(zhuǎn)換到各航線導(dǎo)航臺(tái)的頻率上。臺(tái)的頻率上。圖9-8 控制盒面板圖(a)614L-12控制盒 (b)RCR-650控制盒3. 3. 方位指示器方位指示

27、器( (航向指示器航向指示器) ) 如圖如圖9 99(a)9(a)所示。所示。 INDIND650650即為人工轉(zhuǎn)動(dòng)即為人工轉(zhuǎn)動(dòng) 刻度盤的方位指示器?？潭缺P的方位指示器。 如圖如圖9 99(b)9(b)所示。所示。 現(xiàn)代普遍使用的是無(wú)線電現(xiàn)代普遍使用的是無(wú)線電 磁指示器磁指示器 (RMI)(RMI)，這種指，這種指 示器的刻度盤，也叫羅牌，示器的刻度盤，也叫羅牌， 是由磁羅盤或慣性基準(zhǔn)組是由磁羅盤或慣性基準(zhǔn)組 件件(IRU)(IRU)驅(qū)動(dòng)的。指示器頂驅(qū)動(dòng)的。指示器頂 端固定標(biāo)記端固定標(biāo)記( (航向標(biāo)記航向標(biāo)記) )所所 指羅牌的刻度數(shù)為飛機(jī)的指羅牌的刻度數(shù)為飛機(jī)的圖9-9 方位指示器 磁航向，

28、指示器指針指示羅牌上的刻度數(shù)為地面導(dǎo)航臺(tái)的磁航向，指示器指針指示羅牌上的刻度數(shù)為地面導(dǎo)航臺(tái)的磁方位角，而指示器的航向標(biāo)記與指針之間的夾角為飛機(jī)磁方位角，而指示器的航向標(biāo)記與指針之間的夾角為飛機(jī)與地面導(dǎo)航臺(tái)的相對(duì)方位角。三者之間的關(guān)系可由下述公與地面導(dǎo)航臺(tái)的相對(duì)方位角。三者之間的關(guān)系可由下述公式說(shuō)明：式說(shuō)明： 電臺(tái)磁方位飛機(jī)磁航向十電臺(tái)相對(duì)方位電臺(tái)磁方位飛機(jī)磁航向十電臺(tái)相對(duì)方位 如圖如圖 9 99(c)9(c)所示所示, ,現(xiàn)代飛機(jī)上所使用的方位指示器是一現(xiàn)代飛機(jī)上所使用的方位指示器是一個(gè)綜合性儀表，叫做無(wú)線電距離磁指示器個(gè)綜合性儀表，叫做無(wú)線電距離磁指示器(RDMI)(RDMI)，（也有，（也

29、有的叫無(wú)線電方位距離磁指示器的叫無(wú)線電方位距離磁指示器RDDMI)RDDMI)。 這種儀表的選擇開關(guān)置于這種儀表的選擇開關(guān)置于“ADF”ADF”位時(shí)，可指示飛機(jī)位時(shí)，可指示飛機(jī)與地面導(dǎo)航臺(tái)的相對(duì)方位角；當(dāng)轉(zhuǎn)換到與地面導(dǎo)航臺(tái)的相對(duì)方位角；當(dāng)轉(zhuǎn)換到“VOR”VOR”位時(shí)，指位時(shí)，指針將指示針將指示 VORVOR方位，同時(shí)用數(shù)字顯示出無(wú)線電測(cè)距機(jī)方位，同時(shí)用數(shù)字顯示出無(wú)線電測(cè)距機(jī)(DME)(DME)測(cè)出的飛機(jī)到地面測(cè)出的飛機(jī)到地面VOR VOR 臺(tái)的斜距臺(tái)的斜距(VOR (VOR 與與DMEDME頻率配套，同頻率配套，同時(shí)調(diào)諧時(shí)調(diào)諧) )。 700700型數(shù)字式自動(dòng)定向機(jī)將自動(dòng)定向接收機(jī)型數(shù)字式自動(dòng)

30、定向機(jī)將自動(dòng)定向接收機(jī)ADFADF700700輸出輸出的方位信息加至電子飛行儀表系統(tǒng)的方位信息加至電子飛行儀表系統(tǒng)(EFlS(EFlS) )的符號(hào)產(chǎn)生器中，的符號(hào)產(chǎn)生器中，并顯示在電子水平位置指示器并顯示在電子水平位置指示器(EHSI)(EHSI)上，如圖上，如圖9-10(a)9-10(a)所所示，細(xì)針指示第一部示，細(xì)針指示第一部ADFADF方位，粗針指示第二部方位，粗針指示第二部ADFADF方位。方位。當(dāng)方位信號(hào)源或當(dāng)方位信號(hào)源或 EFISEFIS符號(hào)產(chǎn)生器故障時(shí)，在符號(hào)產(chǎn)生器故障時(shí)，在 EHSIEHSI上出長(zhǎng)上出長(zhǎng)方形故障旗，見(jiàn)圖方形故障旗，見(jiàn)圖9 910(b)10(b)，左框內(nèi)，左框內(nèi)A

31、DFLADFL表示第一部表示第一部( (左左) )故障，右框內(nèi)故障，右框內(nèi) ADFRADFR表示第二部故障。表示第二部故障。圖9-10 電子水平位置指示器(a)EHSI；(b)ADF故障旗4. 4. 天線天線 自動(dòng)定向機(jī)在進(jìn)行自動(dòng)定向時(shí)需要二個(gè)天線。二種天線都自動(dòng)定向機(jī)在進(jìn)行自動(dòng)定向時(shí)需要二個(gè)天線。二種天線都工作于工作于190190一一17501750千赫波段。千赫波段。 無(wú)方向性天線無(wú)方向性天線（垂直天線或辨向天線）：其接收的信（垂直天線或辨向天線）：其接收的信號(hào)用來(lái)調(diào)諧接收機(jī)，并與環(huán)形天線接收的信號(hào)疊加，號(hào)用來(lái)調(diào)諧接收機(jī)，并與環(huán)形天線接收的信號(hào)疊加，為自動(dòng)定向機(jī)提供單值定向。為自動(dòng)定向機(jī)提

32、供單值定向。方向性天線方向性天線（環(huán)形天線）：提供方位信息。（環(huán)形天線）：提供方位信息。 環(huán)形天線的發(fā)展環(huán)形天線的發(fā)展早期的環(huán)形天線是一個(gè)圓環(huán)，早期的環(huán)形天線是一個(gè)圓環(huán)，安裝在機(jī)身外部密封的蛋狀流安裝在機(jī)身外部密封的蛋狀流線形的罩殼中線形的罩殼中( (如圖如圖 9-119-11所示所示),),圖9-11 早期的環(huán)形天線固定在飛機(jī)縱軸線上，圓環(huán)可由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。這種天固定在飛機(jī)縱軸線上，圓環(huán)可由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。這種天線用于老式自動(dòng)定向機(jī)線用于老式自動(dòng)定向機(jī)SCRSCR一一269G269G和和R5R5ARNARN7 7上。上。后來(lái)出現(xiàn)了帶有鐵淦氧體磁芯后來(lái)出現(xiàn)了帶有鐵淦氧體磁芯的矩形環(huán)形天線，在矩形

33、磁芯上的矩形環(huán)形天線，在矩形磁芯上繞有若干線匝。這種環(huán)形天線的繞有若干線匝。這種環(huán)形天線的體積大大減小了，底座部分在機(jī)體積大大減小了，底座部分在機(jī)身內(nèi)部，突出在機(jī)身外部的環(huán)形身內(nèi)部，突出在機(jī)身外部的環(huán)形天線部分只是被一個(gè)稍高出飛機(jī)天線部分只是被一個(gè)稍高出飛機(jī)蒙皮的罩殼罩著。它用于蒙皮的罩殼罩著。它用于APKAPK5 5自動(dòng)定向機(jī)自動(dòng)定向機(jī), ,天線外形如圖天線外形如圖9 91212所示。所示。 圖9-12 帶有磁芯的矩形環(huán)形天線現(xiàn)代飛機(jī)使用的環(huán)形天線一般都制成與飛機(jī)蒙皮平齊現(xiàn)代飛機(jī)使用的環(huán)形天線一般都制成與飛機(jī)蒙皮平齊的偏平型二個(gè)正交的固定式環(huán)形天線，它不僅可以減的偏平型二個(gè)正交的固定式環(huán)形天

34、線，它不僅可以減小環(huán)形天線安裝對(duì)飛機(jī)在飛行中空氣的阻力，而且由小環(huán)形天線安裝對(duì)飛機(jī)在飛行中空氣的阻力，而且由于采用測(cè)角器旋轉(zhuǎn)代替環(huán)形天線的轉(zhuǎn)動(dòng)，可以減少大于采用測(cè)角器旋轉(zhuǎn)代替環(huán)形天線的轉(zhuǎn)動(dòng)，可以減少大量的機(jī)械傳動(dòng)部件，從而可提高定向機(jī)工作的可靠性量的機(jī)械傳動(dòng)部件，從而可提高定向機(jī)工作的可靠性, ,維護(hù)更為簡(jiǎn)便。維護(hù)更為簡(jiǎn)便。 最新式的自動(dòng)定向機(jī)的天線是在二個(gè)正交的鐵淦氧體上最新式的自動(dòng)定向機(jī)的天線是在二個(gè)正交的鐵淦氧體上繞成正交的固定環(huán)形天線并與垂直天線組裝在一起，形成繞成正交的固定環(huán)形天線并與垂直天線組裝在一起，形成組合式環(huán)形垂直天線，其外觀如圖組合式環(huán)形垂直天線，其外觀如圖所示。所示。 這

35、種組合式天線的環(huán)形天線部分因?yàn)槭钦坏膬蓚€(gè)環(huán)這種組合式天線的環(huán)形天線部分因?yàn)槭钦坏膬蓚€(gè)環(huán)形天線，在飛機(jī)上安裝時(shí)，其中形天線，在飛機(jī)上安裝時(shí)，其中一個(gè)環(huán)面與飛機(jī)縱軸垂直，一個(gè)環(huán)面與飛機(jī)縱軸垂直，稱作正弦環(huán)形天線稱作正弦環(huán)形天線，安裝在飛機(jī)縱軸中心線上，當(dāng)飛，安裝在飛機(jī)縱軸中心線上，當(dāng)飛 機(jī)正對(duì)準(zhǔn)地面導(dǎo)航臺(tái)時(shí)，接收信號(hào)機(jī)正對(duì)準(zhǔn)地面導(dǎo)航臺(tái)時(shí)，接收信號(hào)最小最??；另一個(gè)環(huán)形天線另一個(gè)環(huán)形天線平面與飛機(jī)橫軸垂直，稱作余弦環(huán)形天線，平面與飛機(jī)橫軸垂直，稱作余弦環(huán)形天線，當(dāng)飛機(jī)正對(duì)準(zhǔn)當(dāng)飛機(jī)正對(duì)準(zhǔn)地面導(dǎo)航臺(tái)時(shí)，接收信號(hào)地面導(dǎo)航臺(tái)時(shí)，接收信號(hào)最大最大。 圖圖9 91313示出了飛機(jī)航示出了飛機(jī)航 向向( (機(jī)頭

36、方向機(jī)頭方向) )與地面導(dǎo)航臺(tái)與地面導(dǎo)航臺(tái) 成不同角度時(shí)，正、余弦環(huán)成不同角度時(shí)，正、余弦環(huán) 形天線輸出信號(hào)幅值變化情形天線輸出信號(hào)幅值變化情 況。況。 圖9-13 正余弦環(huán)形天線輸出幅值v四、現(xiàn)代自動(dòng)定向機(jī)的主要特征四、現(xiàn)代自動(dòng)定向機(jī)的主要特征 現(xiàn)代最新式自動(dòng)定向接收機(jī)均為現(xiàn)代最新式自動(dòng)定向接收機(jī)均為全固態(tài)數(shù)字化全固態(tài)數(shù)字化設(shè)備，設(shè)備，符合符合ARINC712ARINC712規(guī)范，如美國(guó)規(guī)范，如美國(guó)CollinsCollins公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的 ADFADF70O70O接收機(jī)和接收機(jī)和BendixBendix公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的 DFADFA75A75A接收機(jī)等，目前已接收機(jī)等，目前已廣泛

37、用于民航各種新型客機(jī)上。它們的主要特征是：廣泛用于民航各種新型客機(jī)上。它們的主要特征是： (1)(1)利用數(shù)字技術(shù)利用數(shù)字技術(shù)，如采用微處理器和數(shù)字集成電路等使接，如采用微處理器和數(shù)字集成電路等使接收機(jī)數(shù)字化收機(jī)數(shù)字化 。 (2)(2)采用組合式環(huán)形垂直天線采用組合式環(huán)形垂直天線，且天線接收的信號(hào)分別經(jīng)，且天線接收的信號(hào)分別經(jīng)3 3個(gè)前置放大器放大后，由同軸電纜接到接收機(jī)尾部插頭個(gè)前置放大器放大后，由同軸電纜接到接收機(jī)尾部插頭, ,不需要單獨(dú)的天線電纜和插頭，而且連接電纜的長(zhǎng)度不受不需要單獨(dú)的天線電纜和插頭，而且連接電纜的長(zhǎng)度不受限制，也無(wú)臨界值。限制，也無(wú)臨界值。 最新式自動(dòng)定向機(jī)同以最新式

38、自動(dòng)定向機(jī)同以 往自動(dòng)定向機(jī)的天線與接收往自動(dòng)定向機(jī)的天線與接收 機(jī)的連接及在飛機(jī)上布線的機(jī)的連接及在飛機(jī)上布線的 比較，如圖比較，如圖 9 91414所示。所示。 (3)(3)最新式自動(dòng)定向機(jī)不需要最新式自動(dòng)定向機(jī)不需要 單獨(dú)象限誤差修正器單獨(dú)象限誤差修正器，其象，其象 限誤差的修正只需改變接收限誤差的修正只需改變接收 機(jī)尾部插頭上不同插釘?shù)倪B機(jī)尾部插頭上不同插釘?shù)倪B 接組合。接組合。圖 9-14 天線與接收機(jī)連接及布線的比較(a)以前的；(b)最新式的。 利用無(wú)線電技術(shù)確定空間目標(biāo)利用無(wú)線電技術(shù)確定空間目標(biāo)( (如飛機(jī)如飛機(jī)) )相對(duì)于地面導(dǎo)相對(duì)于地面導(dǎo)航臺(tái)的角度坐標(biāo)，實(shí)際上是確定發(fā)射或接

39、收無(wú)線電波的傳航臺(tái)的角度坐標(biāo)，實(shí)際上是確定發(fā)射或接收無(wú)線電波的傳播方向。無(wú)線電波在空間的傳播方向可以用播方向。無(wú)線電波在空間的傳播方向可以用仰角仰角和和相對(duì)相對(duì)方位角方位角來(lái)表示來(lái)表示，如圖，如圖9-l59-l5所示。所示。 當(dāng)采用中長(zhǎng)波段測(cè)向時(shí)，當(dāng)采用中長(zhǎng)波段測(cè)向時(shí)， 由于它是表面波傳播由于它是表面波傳播, ,因地球因地球 表面空氣介質(zhì)的不均勻性表面空氣介質(zhì)的不均勻性( (如如 隨高度的增加隨高度的增加, ,介電系數(shù)減小介電系數(shù)減小 等等) )以及上層空氣游離的影響，以及上層空氣游離的影響， 使電波的傳播軌道在垂直平面使電波的傳播軌道在垂直平面 內(nèi)發(fā)生彎曲，因此在確定仰角內(nèi)發(fā)生彎曲，因此在確

40、定仰角 時(shí)將有很大誤差。時(shí)將有很大誤差。所以除超所以除超圖9l5 飛機(jī)相對(duì)于地面臺(tái)O的角坐標(biāo) 短波短波( (直達(dá)波直達(dá)波) )定向外，中長(zhǎng)波測(cè)向設(shè)備如定向外，中長(zhǎng)波測(cè)向設(shè)備如ADFADF自動(dòng)定向機(jī)自動(dòng)定向機(jī)不測(cè)量仰角不測(cè)量仰角，而測(cè)量相對(duì)方位角，而測(cè)量相對(duì)方位角。 無(wú)線電測(cè)向設(shè)備按其技術(shù)特性，可分為振幅式測(cè)向設(shè)無(wú)線電測(cè)向設(shè)備按其技術(shù)特性，可分為振幅式測(cè)向設(shè)備和相位式測(cè)向設(shè)備二大類。備和相位式測(cè)向設(shè)備二大類。利用發(fā)射信號(hào)的載波振幅利用發(fā)射信號(hào)的載波振幅( (稱為稱為E E型型) )或接收信號(hào)的調(diào)制深度或接收信號(hào)的調(diào)制深度( (稱為稱為 M M型型) )與無(wú)線電波與無(wú)線電波到達(dá)方向間的關(guān)系來(lái)測(cè)定方

41、向的設(shè)備，稱為振幅式測(cè)向設(shè)到達(dá)方向間的關(guān)系來(lái)測(cè)定方向的設(shè)備，稱為振幅式測(cè)向設(shè)備。備。 本章主要討論機(jī)載本章主要討論機(jī)載 ADFADF自動(dòng)定向機(jī)采用中、長(zhǎng)波的自動(dòng)定向機(jī)采用中、長(zhǎng)波的 M M型測(cè)向的基本工作原理。型測(cè)向的基本工作原理。 v一、天線的方向性一、天線的方向性（一）發(fā)射天線（一）發(fā)射天線 因素一：?jiǎn)卧褡虞椛涞姆较蛐浴Ｒ蛩匾唬簡(jiǎn)卧褡虞椛涞姆较蛐浴?1)(1)見(jiàn)圖見(jiàn)圖9 916(a)16(a)，與振子軸線平與振子軸線平 行并包括振子的平面行并包括振子的平面( (也稱子午面也稱子午面) ) 的方向性圖是一個(gè)的方向性圖是一個(gè)8 8字形，這說(shuō)明字形，這說(shuō)明 在子午面在子午面0 0一一3603

42、60的方向上單的方向上單 元振子輻射的場(chǎng)強(qiáng)不一樣；元振子輻射的場(chǎng)強(qiáng)不一樣；(2)(2)見(jiàn)圖見(jiàn)圖9 916(b)16(b)，與振子軸線垂與振子軸線垂 直的平面直的平面( (也稱赤道面也稱赤道面) )的方向性的方向性 圖為一個(gè)圓，它說(shuō)明在赤道面的圖為一個(gè)圓，它說(shuō)明在赤道面的 任意方向上單元振子輻射的場(chǎng)強(qiáng)任意方向上單元振子輻射的場(chǎng)強(qiáng) 都相等。都相等。圖916 單元振子的方向性圖 (3) (3)如圖如圖9 916(c),16(c),將上述二個(gè)平面的方向性圖加以綜合，將上述二個(gè)平面的方向性圖加以綜合，或?qū)㈦妶?chǎng)平面的方向性固繞振子旋轉(zhuǎn)一周，所得到曲面就或?qū)㈦妶?chǎng)平面的方向性固繞振子旋轉(zhuǎn)一周，所得到曲面就是單

43、元振子的立體是單元振子的立體( (或空間或空間) )方向性圖。它表明在振子軸線方向性圖。它表明在振子軸線方向上場(chǎng)強(qiáng)為零，而在所有垂直于振子軸并通過(guò)振子中心方向上場(chǎng)強(qiáng)為零，而在所有垂直于振子軸并通過(guò)振子中心的方向上，場(chǎng)強(qiáng)均為最大。的方向上，場(chǎng)強(qiáng)均為最大。 因素二：構(gòu)成天線的各單元振子輻射的電波到達(dá)空間各點(diǎn)因素二：構(gòu)成天線的各單元振子輻射的電波到達(dá)空間各點(diǎn)的行程差。的行程差。天線的各單元段所輻射的電波到達(dá)空問(wèn)各點(diǎn)的行程天線的各單元段所輻射的電波到達(dá)空問(wèn)各點(diǎn)的行程( (即即距離距離) )并不一定相等，于是就會(huì)產(chǎn)生并不一定相等，于是就會(huì)產(chǎn)生行程差行程差，而行程差，而行程差將引起電波間的將引起電波間的相

44、位差相位差。 各單元段輻射到空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是按矢量相加的。圖中各單元段輻射到空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是按矢量相加的。圖中示出了由對(duì)稱天線振子上的二個(gè)對(duì)應(yīng)單元段所發(fā)出的電示出了由對(duì)稱天線振子上的二個(gè)對(duì)應(yīng)單元段所發(fā)出的電波，在波，在A A和和AA方向上，存在有行程差方向上，存在有行程差，因而產(chǎn)生了，因而產(chǎn)生了相位差，影響到合成場(chǎng)強(qiáng)的大小。如果此行程差為二分相位差，影響到合成場(chǎng)強(qiáng)的大小。如果此行程差為二分之一波長(zhǎng)，即相位差為之一波長(zhǎng)，即相位差為180180時(shí)，則該方向上合成場(chǎng)強(qiáng)就時(shí)，則該方向上合成場(chǎng)強(qiáng)就抵消為零。如圖抵消為零。如圖9 917(a)17(a)所示。所示。 圖917 行程差及電流分布對(duì)天線方向性的

45、影響 因素三：天線振子上電流的分布因素三：天線振子上電流的分布天線對(duì)稱振子上電流分布是不均勻的，且當(dāng)振子每臂天線對(duì)稱振子上電流分布是不均勻的，且當(dāng)振子每臂長(zhǎng)度長(zhǎng)度( (稱臂長(zhǎng)稱臂長(zhǎng)) )大于二分之一波長(zhǎng)時(shí)，振子上將出現(xiàn)反大于二分之一波長(zhǎng)時(shí)，振子上將出現(xiàn)反向分布的電流。如圖向分布的電流。如圖9 917(b)17(b)示出了臂長(zhǎng)等于一個(gè)波示出了臂長(zhǎng)等于一個(gè)波長(zhǎng)的對(duì)稱振子上電流分布的情況。長(zhǎng)的對(duì)稱振子上電流分布的情況。由于振子上載有正向電流的線段長(zhǎng)度，等于載有反向由于振子上載有正向電流的線段長(zhǎng)度，等于載有反向電流的線段長(zhǎng)度，同時(shí)，正向電流和反向電流分布的電流的線段長(zhǎng)度，同時(shí)，正向電流和反向電流分布的

46、平均值相等，所以，在平均值相等，所以，在B B和和BB方向上，各單元段所輻方向上，各單元段所輻射的電波互相抵消，合成場(chǎng)強(qiáng)為零。射的電波互相抵消，合成場(chǎng)強(qiáng)為零。（二）接收天線（二）接收天線 由于天線上產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)的大小，與電波中平行于由于天線上產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)的大小，與電波中平行于天線軸線天線軸線( (子午面子午面) )的電場(chǎng)分量成正比，所以對(duì)與接收天線的電場(chǎng)分量成正比，所以對(duì)與接收天線等距離但不同方向的等場(chǎng)強(qiáng)的來(lái)波，天線的接收能力也將等距離但不同方向的等場(chǎng)強(qiáng)的來(lái)波，天線的接收能力也將不同。下面以半波對(duì)稱振子為例來(lái)說(shuō)明。不同。下面以半波對(duì)稱振子為例來(lái)說(shuō)明。 如圖如圖9 918(a)18(a)所示

47、，當(dāng)電波從所示，當(dāng)電波從S S1 1方向傳來(lái)，電場(chǎng)分量方向傳來(lái)，電場(chǎng)分量與天線振子軸線平行，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)最大，接收最與天線振子軸線平行，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)最大，接收最強(qiáng)；而電波從強(qiáng)；而電波從S S3 3方向傳來(lái)時(shí)，其電場(chǎng)分量與振子軸線垂直，方向傳來(lái)時(shí)，其電場(chǎng)分量與振子軸線垂直，不能產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，即天線不能接收；電波從不能產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，即天線不能接收；電波從S S2 2方向傳來(lái)方向傳來(lái)時(shí)，天線接收能力介于上述二者之間。時(shí)，天線接收能力介于上述二者之間。 其接收天線的方向性其接收天線的方向性 圖，如圖圖，如圖9 918(b)18(b)所示，所示， 與用作輻射時(shí)的天線方向與用作輻射時(shí)的天線方向

48、 性圖完全一樣。這說(shuō)明性圖完全一樣。這說(shuō)明同同 一天線可以用來(lái)輻射電波，一天線可以用來(lái)輻射電波， 又可以用來(lái)接收電波，而又可以用來(lái)接收電波，而 且無(wú)論天線作輻射或接收，且無(wú)論天線作輻射或接收， 天線的各個(gè)系數(shù)，如效率、天線的各個(gè)系數(shù)，如效率、 方向性、輸入阻抗等，均保持不變。方向性、輸入阻抗等，均保持不變。 圖9-18 半波對(duì)稱振子接收電波的方向性v二、二、 環(huán)形天線的方向性環(huán)形天線的方向性 環(huán)形天線由于其輻射電阻、效率都很低，所以實(shí)用中只做環(huán)形天線由于其輻射電阻、效率都很低，所以實(shí)用中只做接收天線接收天線使用。使用。 圖圖9 91919中示出了環(huán)形天線的矩中示出了環(huán)形天線的矩 形結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)

49、環(huán)形天線平面與形結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)環(huán)形天線平面與 地平面垂直時(shí)地平面垂直時(shí) 圖圖9 919(b)19(b)， 其赤道面的方向性分析：其赤道面的方向性分析： 由遠(yuǎn)處傳來(lái)的電波為垂直極由遠(yuǎn)處傳來(lái)的電波為垂直極 化波化波 圖圖9 919(a)19(a)，電場(chǎng)分量與，電場(chǎng)分量與 鉛垂邊平行，所以電波只能在鉛垂邊平行，所以電波只能在ACAC 和和BDBD二個(gè)鉛垂邊上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)二個(gè)鉛垂邊上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì) 和和 ，且在線環(huán)中的方向相反，所以在線環(huán)輸出端的且在線環(huán)中的方向相反，所以在線環(huán)輸出端的合成電勢(shì)合成電勢(shì) 一一 。圖9-19 簡(jiǎn)單矩形環(huán)形天線.1e.2e.合e.1e.2e 當(dāng)線環(huán)平面與遠(yuǎn)處電臺(tái)所在方向當(dāng)線環(huán)平

50、面與遠(yuǎn)處電臺(tái)所在方向( (電波傳播方向電波傳播方向) )成不同角成不同角度時(shí)，合成電勢(shì)的大小：度時(shí)，合成電勢(shì)的大?。?(l) (l) 線環(huán)與電臺(tái)所在方向垂直線環(huán)與電臺(tái)所在方向垂直 時(shí)，時(shí)，=90=90 見(jiàn)圖見(jiàn)圖9 920(a)20(a)。 因?yàn)殡姴ǖ竭_(dá)二個(gè)鉛垂邊的行因?yàn)殡姴ǖ竭_(dá)二個(gè)鉛垂邊的行 程相等，所以在鉛垂邊程相等，所以在鉛垂邊ACAC與與BDBD 上產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)上產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì) = = ，則，則 合成感應(yīng)電勢(shì)合成感應(yīng)電勢(shì) : : 一一 =0=0。 (2) (2) 線環(huán)與電臺(tái)所在方向一致時(shí)，線環(huán)與電臺(tái)所在方向一致時(shí)， 0 0 見(jiàn)圖見(jiàn)圖9 920(b)20(b)。電波。電波 先到達(dá)鉛垂邊先

51、到達(dá)鉛垂邊ACAC，產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì) 圖9-20 不同來(lái)波方向時(shí)產(chǎn)生的合成感應(yīng)電勢(shì).1e.2e.合e.1e.2e ，后到達(dá)鉛垂邊，后到達(dá)鉛垂邊BDBD，產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì) ，且，且 超前超前 一個(gè)一個(gè)相角相角。的大小取決于二個(gè)鉛垂邊問(wèn)的距離的大小取決于二個(gè)鉛垂邊問(wèn)的距離 d d，即電波傳，即電波傳播的行程差，播的行程差，=2d/=2d/，為電波波長(zhǎng)。又因?yàn)闉殡姴úㄩL(zhǎng)。又因?yàn)?d d遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)小于線環(huán)與電臺(tái)之間的距離，所以可認(rèn)為二個(gè)鉛垂邊所產(chǎn)生的感線環(huán)與電臺(tái)之間的距離，所以可認(rèn)為二個(gè)鉛垂邊所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)的幅度相等，即應(yīng)電勢(shì)的幅度相等，即e e1 1=e=e2 2=e=e。 此時(shí)

52、的行程差此時(shí)的行程差d d最大，相角最大，相角也最大，而合成感應(yīng)電勢(shì)也為最大也最大，而合成感應(yīng)電勢(shì)也為最大: : e合2esin(/2) (3) (3) 線環(huán)與電臺(tái)所在方向成線環(huán)與電臺(tái)所在方向成角，角，00、9090、180180、270270 見(jiàn)圖見(jiàn)圖9 920(c)20(c)。電波先到達(dá)。電波先到達(dá)ACAC邊產(chǎn)生邊產(chǎn)生 ，后到達(dá)，后到達(dá)BDBD邊產(chǎn)生邊產(chǎn)生 ，由于電波傳播的行程差為，由于電波傳播的行程差為=dcos=dcos, ,所以所以 與與 的相位差的相位差=2(dcos)/=2(dcos)/，此時(shí)的合成感應(yīng)電勢(shì)為，此時(shí)的合成感應(yīng)電勢(shì)為: : (cos(cos- -環(huán)形天線的方向性因數(shù)

53、環(huán)形天線的方向性因數(shù) ; K; K2ed/ )2ed/ ).1e.2e.1e.2e.1e.2e.2e.1ecoscos2)cossin(22sin2Kdedeee合 從以上分析可知，電波來(lái)向與環(huán)形天線平囪所成的角度從以上分析可知，電波來(lái)向與環(huán)形天線平囪所成的角度: :9090、270270時(shí)，時(shí)， ； 0 0、180180時(shí)，時(shí)， 為最大為最大 當(dāng)當(dāng)在在0 0一一9090之間時(shí)之間時(shí), ,在在0 0與最大值之間，且按余弦規(guī)與最大值之間，且按余弦規(guī)律變化。如圖律變化。如圖9 92121所示，環(huán)形所示，環(huán)形天線的方向性圖為天線的方向性圖為“8”8”字形。字形。當(dāng)電波從環(huán)形天線零接收方當(dāng)電波從環(huán)形天

54、線零接收方向向(90(90、270270) )左側(cè)或右側(cè)來(lái)左側(cè)或右側(cè)來(lái)時(shí)時(shí), ,環(huán)形天線的合成感應(yīng)電勢(shì)反環(huán)形天線的合成感應(yīng)電勢(shì)反相相180180, ,如圖如圖9 92121中用中用“十十”、“一一”號(hào)標(biāo)出。號(hào)標(biāo)出。0.合e合.e合.e圖921 環(huán)形天線的方向性圖v三、三、 心臟形方向性圖心臟形方向性圖 環(huán)形天線在環(huán)形天線在9090、270270上接收的合成電勢(shì)為零，而且在上接收的合成電勢(shì)為零，而且在零點(diǎn)附近場(chǎng)強(qiáng)變化最敏感，可以用于定向。但是在零點(diǎn)附近場(chǎng)強(qiáng)變化最敏感，可以用于定向。但是在0 0一一360360方位上出現(xiàn)兩個(gè)零點(diǎn)，而造成方位上出現(xiàn)兩個(gè)零點(diǎn)，而造成定向的多值性定向的多值性。為了。為了

55、準(zhǔn)確地測(cè)定方向，還必須加入無(wú)方向的垂直天線準(zhǔn)確地測(cè)定方向，還必須加入無(wú)方向的垂直天線( (也叫辨也叫辨向天線向天線) )。將環(huán)形天線產(chǎn)生的合成感應(yīng)電勢(shì)與垂直天線產(chǎn)將環(huán)形天線產(chǎn)生的合成感應(yīng)電勢(shì)與垂直天線產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)疊加在一起，將形成新的組合合成電勢(shì)生的感應(yīng)電勢(shì)疊加在一起，將形成新的組合合成電勢(shì) 。 環(huán)形天線與垂直天線之間的位置關(guān)系將決定二個(gè)感應(yīng)電勢(shì)環(huán)形天線與垂直天線之間的位置關(guān)系將決定二個(gè)感應(yīng)電勢(shì)的相位關(guān)系：的相位關(guān)系： (l) (l) 當(dāng)垂直天線位于環(huán)形天線線環(huán)的中間位置，如圖當(dāng)垂直天線位于環(huán)形天線線環(huán)的中間位置，如圖9 922(a)22(a)所示。所示。Te 如電波從如電波從 A A方向來(lái)

56、時(shí)方向來(lái)時(shí), ,在在acac邊邊 上產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)上產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì) 比垂直天線比垂直天線 上產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)上產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì) 超前超前/2/2， 又比又比bdbd邊上產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)邊上產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì) 超前超前/2/2。那么環(huán)形天線合成感。那么環(huán)形天線合成感 應(yīng)電勢(shì)應(yīng)電勢(shì) ( (前記為前記為 ) )比比 超前超前 9090 見(jiàn)圖見(jiàn)圖9 922(b)22(b)。 如電波從如電波從B B方向來(lái)時(shí)方向來(lái)時(shí)，在在bdbd邊邊 產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì) 比垂直天線上比垂直天線上 產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì) 超前超前/2/2， 又比又比acac邊上產(chǎn)生的感應(yīng)邊上產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)電勢(shì) 超前超前/2/2。那么

57、環(huán)形天線合成感應(yīng)電勢(shì)。那么環(huán)形天線合成感應(yīng)電勢(shì) 比比 落落后后9090 見(jiàn)圖見(jiàn)圖9 922(c)22(c)。圖922 環(huán)形天線合成感應(yīng)電勢(shì)與垂直天線感應(yīng)電勢(shì)的相位關(guān)系1esese2eLe合ese2esese1eLese 此外，電波從其他方向來(lái)時(shí)，由于行程差的不同，此外，電波從其他方向來(lái)時(shí)，由于行程差的不同，使使角減小，環(huán)形天線合成感應(yīng)電勢(shì)的幅度減小，但角減小，環(huán)形天線合成感應(yīng)電勢(shì)的幅度減小，但 與與 仍保持仍保持9090的相位差。的相位差。 (2) (2) 垂直天線不在線環(huán)面的中間位置。垂直天線不在線環(huán)面的中間位置。 垂直天線是無(wú)方向性的，其方向性圖為一個(gè)圓。規(guī)定垂直天線是無(wú)方向性的，其方向性

58、圖為一個(gè)圓。規(guī)定其產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)其產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì) l。 環(huán)形天線方向性圖為一個(gè)環(huán)形天線方向性圖為一個(gè)“8”8”字形，其合成感應(yīng)電字形，其合成感應(yīng)電勢(shì)勢(shì) Kcos，又因?yàn)榄h(huán)形天線產(chǎn)生的合成感應(yīng)電勢(shì)與垂，又因?yàn)榄h(huán)形天線產(chǎn)生的合成感應(yīng)電勢(shì)與垂直天線產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)相位差為直天線產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)相位差為9090，若將環(huán)形天線產(chǎn)生，若將環(huán)形天線產(chǎn)生的合成感應(yīng)電勢(shì)移相的合成感應(yīng)電勢(shì)移相9090，使其與垂直天線產(chǎn)生的感應(yīng)電，使其與垂直天線產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)同相或反相，再與垂直天線產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)疊加而形成勢(shì)同相或反相，再與垂直天線產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)疊加而形成組合合成電勢(shì)：組合合成電勢(shì)： = + =1Kcos Lesese

59、LeTeseLe 假設(shè)假設(shè) 與與 同相，則同相，則 =1+kcos=1+kcos 當(dāng)當(dāng)K Kl l時(shí)時(shí)， =1+Kcos=1+Kcos為一心臟形曲線，如圖為一心臟形曲線，如圖9 9 23(a) 23(a)所示；所示； 當(dāng)當(dāng)K K1 1時(shí)時(shí)，其方向性圖，其方向性圖 如圖如圖9 923(b)23(b)所示；所示； 當(dāng)當(dāng)K K1 1時(shí)時(shí)，其方向性圖，其方向性圖 如圖如圖9 923(c)23(c)所示。所示。 圖中最小值的方向不與環(huán)圖中最小值的方向不與環(huán)形天線平面垂線相一致。此時(shí)形天線平面垂線相一致。此時(shí)最小值的軸線為一折線。最小值的軸線為一折線。 seLeTe圖923 組合方向性圖Te 假如假如 與

60、與 反相，則反相，則 =1-Kcos=1-Kcos。 當(dāng)當(dāng)K K1 1時(shí)，時(shí)， =l-Kcos=l-Kcos也為一心臟形曲線，不過(guò)與也為一心臟形曲線，不過(guò)與圖圖 9 923(a)23(a)實(shí)線心臟形相反實(shí)線心臟形相反( (差差180180) )，是如虛線所示的，是如虛線所示的心臟形曲線。心臟形曲線。 如果環(huán)形天線產(chǎn)生的合成感應(yīng)電勢(shì)不移相如果環(huán)形天線產(chǎn)生的合成感應(yīng)電勢(shì)不移相9090，即與，即與垂直天線產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)相差垂直天線產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)相差9090時(shí)，則組合方向性圖如時(shí)，則組合方向性圖如圖圖9 92424所示。所示。 此時(shí)此時(shí)K K0 0時(shí)相當(dāng)于只有一根時(shí)相當(dāng)于只有一根 無(wú)方向性的天線無(wú)方向