无线电导航设备解读.ppt

¬VHF/HF COMM SYSTEM ¬ ADF ¬ VOR ¬ ILS ¬DME ¬LRRA ¬XPDR 第二篇 无线电通信/导航设备 无线电波传播的基本知识 ¬无线电波的传播规律 ¬各波段电波的传播特点 （一）无线电波 ¬ 在空间传播的交变电磁场称为电磁波无 线电波通常指频率在300000MHz(300GHZ)以下 的电磁波，简称电波 1.电磁波的形成与传播 2.电波的分布 3.电波的传播方向 4.电波的传播速度 在不同的媒质中，电波的传播速度为： 其中，εr为媒质的相对介电系数，μr为媒质 的相对导磁系数 ，C为光速 （二）在不均匀媒质中电波的传播 ¬ 当电波在不均匀媒质中传播时，电波 的传播速度会发生变化，传播方向也会 改变，产生反射、折射、绕射和散射现 象 1.反射 ：电波在经过不同交界面时会产生反射现象 电波频率越高，反射越强 介质的介电系数越大，反射越强 2.折射：电波从一种媒质进入另一种媒质时，会发生折射现象 3.绕射 电波遇到障碍物时，有时能绕过障碍 物继续前进，这种现象称为绕射 电波的绕射能力与波长有关，波长 越长，绕射能力越强 4.散射 当电波遇到大气对流层中一些尺寸很 小且不均匀的尘埃和小水滴时，就会向四 面八方发散，这就是散射 （三）无线电波的传播方式 ¬电波在大气层中传播，由于本身的频率 不同以及地面和电离层对它的不同影响 ，形成了不同的传播方式。

¬电波的传播方式主要有：天波，地波， 空间波和散射波 天波 地波 空间波 散射波 ¬天波：靠电离层的反射传播的电波称为天波 ¬地波：沿地球表面传播的电波称为地波 ¬空间波：空间波包括直达波和地面反射波 电波沿视线直接传播至接收点，称为直达波 ；经地面反射后到达接收点的电波，称为地 面反射波 ¬散射波：利用电离层或对流层的散射作用而 传播的电波称为散射波 二 、无线电波各波段的传播特点 ¬无线电波频段（波段）的划分 ¬各波段电波的传播特点 (一)无线电波频段的划分 （二）各波段电波的传播特点 ¬长波主要是以地波方式传播 ¬ 传播距离远，传播稳定 1.长波 2.中波 ¬中波主要以地波的方式传播 ¬在夜间中波也可以天波的方式传播 ¬中波的传播具有稳定可靠的特点，而且 所需的天线比长波要小，发射设备也较 为简单 3.短波 ¬ 短波传播的主要特点是：地波衰减快，天 波不稳定但其能以较小功率获得较远的传 播距离 ¬主要以天波传播 4.超短波 ¬它主要以空间波进行传播，其有效传播 距离一般限于视线范围 ¬传播受天电干扰小，其信号较稳定；频 带很宽，可以容纳大量的电台；容易获 得高增益的方向性天线 。

2.1 2.1 甚高频甚高频/ /高频高频通信系统通信系统 2.1 2.1 甚高频甚高频/ /高频高频通信系统通信系统 2.1 2.1 甚高频甚高频/ /高频高频通信系统通信系统 2.1 2.1 甚高频甚高频通信系统通信系统 甚高频通信系统主要用于飞机在起飞着陆期 间以及飞机通过管制区域时与地面交通人员之 间的双向语言通信工作频段通常为118  135.975MHz工作方式为AM 由于甚高频信号只能以空间波的形式在视距 内传播，因此通信距离较近，并受飞行高度的 影响 高频通信系统工作频段通常为2  29.999MHz 工作方式为AM或SSB 2.2自动定向仪ADF （一）概述 自动定向仪又称为无线电罗盘 地面配套设施为NDB，发射的识别呼号 为2个英文字符的莫尔斯电码 工作频率为190KHZ-1750KHZ ADF利用地面导航台发射的无方向性电 波工作用于测量地面导航台相对于飞机 纵轴的方位（电台相对方位角） 1、垂直天线的方向特性 （二）定向原理 ADF使用无方向性天线（如垂直天线 ）和定向天线（如环形天线）来接收无线 电波从而定向 2、环形天线的方向特性 （二）定向原理 2、自动定向机的单值定向 （二）定向原理 3、自动定向原理 （二）定向原理 （三）组成 1、夜间极化误差 （四）误差 1、夜间极化误差 2、山地绕射误差 （四）误差 2、山地绕射误差 3、海岸折射误差 （四）误差 避免海岸折射误差的方法 ¬选择无线电方位线与海岸线之间的夹角 近于90度的电台定向 ¬增加飞行高度 ¬选用频率低的电台 4、大气干扰误差 （四）误差 小 结 自动定向仪又称为无线电罗盘。

其地面配套设施为 NDB，发射的识别呼号为2个英文字符的莫尔斯电码 自动定向仪由接收机、环形天线、垂直天线、控制 盒和指示器等组成控制盒上的“ANT”位用于准确地 调谐电台，“ADF”位用于自动定向 在一些飞机上，自动定向仪所测得的电台相对方位在 无线电方位指示器（RBI）上指示，此时，指示器直接 指示电台的相对方位在现代飞机上，自动定向仪总是 与甚高频全向信标系统共用一个无线电磁指示器（RMI ），在RMI上，能指示电台磁方位、飞机磁方位和相对 方位 由于自动定向仪是依靠无线电波的传播而工作的， 因此，容易受各种自然条件的影响和干扰，产生定向误 差在雷雨云附近飞行时，应尽可能选择近距离的电台 定位，强烈闪电时，不用ADF定向在海上飞行时，应 选择无线电方位线与海岸线之间的夹角接近 90的电台 定向在黄昏和日出期间飞行时，应选用低频率、近距 离的电台定向，准确调谐，辨清识别信号，增加飞行高 度 使用NDB导航时，应考虑NDB的作用范围调台时， 应正确调整频率，辨清电台识别信号 小 结 2.3甚高频全向信标系统VOR （一） 概述 甚高频全向信标系统简称为VOR，它是一种近程无线 电导航系统。

1946年成为美国的标准导航设备，1949 年被国际民航组织采用，正式成为国际标准航线的无 线电导航设备由地面发射台和机载设备组成地面 VOR台通过天线辐射无限多的方位线或称径向线，每条 径向线表示一个磁方位角发射的识别呼号为3个英文 字符的莫尔斯电码机载设备接收和处理地面台发射 的这些信息，并在相关的指示器上进行指示 地面VOR台分为终端VOR（TVOR）和航路VOR两种， TVOR的频率范围为108-112MHZ，且小数点第一位为偶 数；发射功率约50瓦，工作距离25海里航路VOR的频 率范围为112-118MHZ发射功率200瓦，工作距离200 海里 （二）VOR导航系统的功用 ¬定位 ¬沿选定的航路导航 （三）基本原理 ¬地面台发射两种信号 1、基准相位信号 2、可变相位信号 ¬ 机载设备接收地面VOR台发射的基 准相位信号和可变相位信号，并测量出 这两个信号的相位差，于是可得到飞机 磁方位角，加上180度，得到VOR方位 （三）基本原理 （四）机载组成 指示器 向/背台 （五）误差 小 结 甚高频全向信标系统简称为VOR，它是一种近程无 线电导航系统由地面发射台和机载设备组成。

地面 VOR台能够辐射无限多的方位线或称径向线，每条径向 线表示一个磁方位角 地面VOR台分为终端VOR（TVOR）和航路VOR两种 ，TVOR的频率范围为108-112MHZ，且小数点第一位 为偶数；航路VOR的频率范围为112-118MHZ VOR的机载设备包括天线、控制盒、接收机和指示 器通过机上的预选航道选择器可选择一条要飞的方位 线，即预选航道 VOR台所提供的航道信号只能在水平面到仰角45度的 垂直范围内，在电台上空有一个盲区不能提供方位信号 当飞机飞越VOR台上空时，指示器上的“OFF”警告旗 将瞬时出现，且向/背台指标的指示转换 飞机沿着预选航道可以飞向或飞离VOR台，航道偏 离指示器CDI（或水平状态指示器HSI）上的偏离杆将 指示飞机偏离预选航道的方向和角度，以进行航道指引 ，引导飞机沿预选航道飞往目的地如果飞机沿给定的 径向线飞向一个VOR台，则飞机无风航向与所给径向 方位相差180度 小 结 VOR台的作用距离为视线范围，随飞行高度的增加而 增加如果电台位置选在山区和附近有较大建筑物的地 点，由于电波的反射，将导致较大的方位误差，因此建 筑物，地形特征对飞机低高度接收时有阻隔。

小 结 2.4 仪表着陆系统ILS （一）概述 仪表着陆系统在1949年被国际民航组织定为飞机标 准进近和着陆系统它能在气象条件恶劣和能见度差的 条件下给驾驶员提供指引信息，保证飞机安全进近和着 陆 ILS提供的引导信号，由驾驶舱指示仪表显示驾 驶员根据仪表的指示操纵飞机或使用自动驾驶仪“跟踪 ”仪表的指示，使飞机沿着跑道中心线的垂直面和规定 的下滑角，从450米的高空引导到跑道入口的水平面以 上的一定高度，然后再由驾驶员看着跑道操纵飞机目视 着陆 （二）组成 仪表着陆系统的地面设备包括提供横向指引的航 向信标台（LOC）、提供垂直指引的下滑信标台（GS ）和提供距离指引的指点信标台（MB） (三) 基本原理 1、航向信标的工作原理 航向信标台天线产生的辐射场在通过跑道中心延长 线的垂直平面内，形成航向面或称航向道若飞机在航 向道上，即对准跑道中心线，指示器（HSI、ADI）上 的偏离指示为零；如果飞机在航向道的左边或右边，指 示器（HSI、ADI）上航道偏离指针就向右或向左偏， 给驾驶员提供“飞右”或“飞左”的指令截获到航向信号 的依据是航道偏离杆动 有的航向信标台天线发射双向辐射场，既提供跑道 方向的辐射场，又提供跑道反方向的辐射场。

若ILS指 示器上无反航道电门，用基本的航道偏离指示器（CDI ）指示，当飞机沿正航道进近时，CDI指示偏右，表示 航向道在飞机右侧；当飞机沿ILS反航道进近时，CDI 指示偏右，表示航向道在飞机的左侧 1、航向信标的工作原理 2、下滑信标的工作原理 2、下滑信标的工作原理 下滑信标台天线产生的辐射场形成下滑面，与地面 成3度仰角 若飞机在下滑面上，下滑指针在中心位置； 若飞机在下滑面的上面或下面，指针向下或向上指 ，给飞行员提供“飞下”或“飞上”的指令 刻度盘上一个点，代表偏离下滑道0.35度 3、指点信标系统 ¬航路指点信标 ¬航道指点信标 航路指点信标 航道指点信标 指点信标系统按其用途分为航路指点信标和航道指点 信标 航路指点信标安装在航路上，用于向飞行员报告飞 机正在通过航路上某些特定点的地理位置 航道指点信标用于飞机进场着陆，有2个或3个，装 在顺着着陆方向的跑道中心延长线的规定距离上，分别 称为内、中、外指点标台 3、指点信标系统 为了满足进场和航路两种情况下使用的要求，飞机 上设置有高-低灵敏度控制开关，以控制接收机灵敏度 ，便于判断过台时机一般情况下，指点标灵敏度控制 开关置于低位（L） 过内、中、外台时，相应的灯（白色、琥珀色、蓝 色）燃亮，同时出现对应的音频信号（3000HZ、1300HZ 、400HZ），以便于飞行员判断着陆飞机离跑道头预定 点（内、中、外指点标台上空）的距离。

3、指点信标系统 小 结 仪表着陆系统的地面设备包括提供横向指引的航向 信标台（LOC）、提供垂直指引的下滑信标台（GS）和 提供距离指引的指点信标台（MB）HSI和ADI上将显 示偏离情况 航向信标台工作频率范围为108-112MHZ，且小数 点第一位为奇数 航向信标台天线产生的辐射场在通过跑道中心延长 线的垂直平面内，形成航向面或称航向道有的航向信 标台天线发射双向辐射场，既提供跑道方向的辐射场， 又提供跑道反方向的辐射场 若ILS指示器上无反航道电门，用基本的航道偏离指 示器（CDI）指示，当飞机沿正航道进近时，CDI指示 偏右，表示航向道在飞机右侧；当飞机沿ILS反航道进 近时，CDI指示偏右，表示航向道在飞机的左侧 小 结 下滑信标台天线产生的辐射场形成下滑面，与地面 成3度仰角若飞机在下滑面上，下滑指针在中心位置 ；若飞机在下滑面的上面或下面，指针向下或向上指， 给飞行员提供“飞下”或“飞上”的指令偏离一个点 代表偏离下滑道0。