第九章自动定向机.ppt

第九章第九章 自动定向机自动定向机本章学习要点本章学习要点①①了解自动定向机的基本知识；了解自动定向机的基本知识；②②理解理解自动定向的原理；自动定向的原理；③③理解理解自动定向机的使用自动定向机的使用；；④④了解了解误差与干扰误差与干扰；；⑤⑤了解了解ADF—700型自动定向机型自动定向机；；Ø课时分配课时分配5学时学时本章主要内容本章主要内容Ø第一节第一节 自动定向机综述自动定向机综述Ø第二节第二节 自动定向原理自动定向原理Ø第三节第三节 自动定向机的使用自动定向机的使用Ø第四节第四节 误差与干扰误差与干扰第一节第一节 自动定向机综述自动定向机综述v一、引一、引 言言Ø自动定向机自动定向机(ADF)(ADF)也称无线电也称无线电罗盘罗盘，是一种利用无线电技，是一种利用无线电技术进行测向的设备它与地面无线电台配合，可测量无线术进行测向的设备它与地面无线电台配合，可测量无线电波的电波的来波方向来波方向Ø在导航领域中，无线电测向设备是最先使用的设备，早期在导航领域中，无线电测向设备是最先使用的设备，早期的无线电测向设备是由人工转动、具有方向性的环形天线，的无线电测向设备是由人工转动、具有方向性的环形天线，当环形天线平面对准地面无线电台的方向时，无线电测向当环形天线平面对准地面无线电台的方向时，无线电测向设备的接收机接收到的无线电信号强度最小，因此，接收设备的接收机接收到的无线电信号强度最小，因此，接收机输出的音频机输出的音频信号强度最弱信号强度最弱，称做，称做““哑点哑点””。

Ø如测向设备在飞机上，那么，如测向设备在飞机上，那么，环形天线从飞机纵轴的机头环形天线从飞机纵轴的机头方向顺时针所转过的角度称为方向顺时针所转过的角度称为““飞机到地面无线电台的相飞机到地面无线电台的相对方位角对方位角””( (以下简称为相对方以下简称为相对方 位角位角) )，即从飞机纵轴的机头方，即从飞机纵轴的机头方 向顺时针转至地面无线电台与向顺时针转至地面无线电台与 飞机连线之间的夹角飞机连线之间的夹角θθ，，如图如图 9 9——l l所示飞机驾驶员便可根飞机驾驶员便可根 据无线电测向设备所测得的相据无线电测向设备所测得的相 对方位确定飞机的飞行方向，对方位确定飞机的飞行方向， 引导飞机沿某一航线飞行，并引导飞机沿某一航线飞行，并 可完成其他导航任务可完成其他导航任务 图9—1 飞机到地面无线电台的相对方位角Ø无线电测向设备无线电测向设备的的发展发展ü人工手动无线电罗盘人工手动无线电罗盘ü无线电半自动罗盘无线电半自动罗盘 ü无线电自动罗盘无线电自动罗盘( (自动定向机自动定向机-ADF)-ADF) Ø自动定向机自动定向机的的发展发展ü4040——5050年代：年代：采用电子管电路，对地面无线电台频率采用电子管电路，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，其典型设备为形天线，其典型设备为 R5R5／／ARN7ARN7和和 APK-5APK-5型定向机。

型定向机ü6060——7070年代：年代：采用晶体管电路，频率选择采用粗、细采用晶体管电路，频率选择采用粗、细同步器调谐，有些设备使用晶体频率网采用同步器调谐，有些设备使用晶体频率网采用““五中取五中取二二””方法调谐，定向天线采用二个正交的旋转式或固方法调谐，定向天线采用二个正交的旋转式或固定式环形天线，如定式环形天线，如 APKAPK——1111、、WLWL——7 7——6A6A型定向机等型定向机等 ü8080年代：年代：自动定向机基本采用集成电路或大规模集成自动定向机基本采用集成电路或大规模集成电路，并使用频率合成器、二一十进制编码数字选频电路，并使用频率合成器、二一十进制编码数字选频及微处理器，天线系统有了较大的改进，如在及微处理器，天线系统有了较大的改进，如在 APKAPK——15M15M，，DFDF——206206型等自动定向机的天线系统中采用旋转型等自动定向机的天线系统中采用旋转测角器来代替环形天线的旋转，而最新式的测角器来代替环形天线的旋转，而最新式的700700型自动型自动定向机则采用组合式环形垂直天线，从而在天线系统定向机则采用组合式环形垂直天线，从而在天线系统中取消了任何机械传动部件。

中取消了任何机械传动部件Ø功能：功能：自动定向机不仅具有测量飞机相对方位角的自动定向机不仅具有测量飞机相对方位角的定向定向功功能，而且还可以利用飞机上装用的二套自动定向机分别调能，而且还可以利用飞机上装用的二套自动定向机分别调谐在二个不同的地面无线电台的频率上，以确定飞机的地谐在二个不同的地面无线电台的频率上，以确定飞机的地理位置理位置( (定位定位) )Ø优点：优点：结构简单，使用维护方便，价格低廉结构简单，使用维护方便，价格低廉 v二、二、 自动定向机的功用自动定向机的功用Ø自动定向机是利用自动定向机是利用无线电技术无线电技术进行导航测向的设备进行导航测向的设备Ø元论机上测向还是地面测向，均包括元论机上测向还是地面测向，均包括机载设备机载设备和和地面设备地面设备二部分利用机载自动定向机和地面导航台二部分利用机载自动定向机和地面导航台( (或称无方向或称无方向性信标性信标——NDB)NDB)组成的导航系统，可以引导飞机飞向导航台组成的导航系统，可以引导飞机飞向导航台或飞离导航台，以及提供某些导航计算所需要的参数或飞离导航台，以及提供某些导航计算所需要的参数Ø自动定向机的主要功用有：自动定向机的主要功用有：(1)(1)测量飞机纵轴方向测量飞机纵轴方向( (航向航向) )到地面导航台的相对方位角到地面导航台的相对方位角，， 并显示在方位指示器上。

并显示在方位指示器上 (2) (2) 对飞机进行定位测量对飞机进行定位测量在现代飞机上，一般都装有二部在现代飞机上，一般都装有二部自动定向机，在使用中将它们分别调谐在二个不同方位的自动定向机，在使用中将它们分别调谐在二个不同方位的已知地面导航台或广播电台的已知地面导航台或广播电台的 频率上二部自动定向机所测频率上二部自动定向机所测 得的相对方位，分别显示在同得的相对方位，分别显示在同 一个指示器一个指示器( (无线电磁指示器无线电磁指示器) ) 上，其中上，其中单指针指示第一部自单指针指示第一部自 动定向机所测得的相对方位角，动定向机所测得的相对方位角， 双指针指示第二部自动定向机双指针指示第二部自动定向机 所测得的相对方位角所测得的相对方位角根据这根据这 二个相对方位角在地图上可画二个相对方位角在地图上可画 出飞机对地面导航台的二条相出飞机对地面导航台的二条相 应的位置线，二条位置线的交应的位置线，二条位置线的交 点便是飞机的位置，如图点便是飞机的位置，如图 9 9——2 2所示图 9—2 利用两个地面导航台为飞机定位 1-航向标记 2-罗牌 3-ADF-2方位指针 4-ADF-1方位指针 (3)(3)利用自动定向机判断飞利用自动定向机判断飞机飞越导航台的时间。

机飞越导航台的时间当当飞机飞向导航台时，可根飞机飞向导航台时，可根据相对方位角的变化来判据相对方位角的变化来判断飞越导航台的时间如断飞越导航台的时间如方位指示器的指针由方位指示器的指针由0 0°°转转向向180180°°的瞬间即为飞机飞的瞬间即为飞机飞越导航台的时间，如图越导航台的时间，如图 9 9——3 3所示图9—3 判断飞机飞越导航台的时间(4) (4) 当飞机飞越导航台后，可利用自动定向机的方位指示当飞机飞越导航台后，可利用自动定向机的方位指示 保持沿预定航线飞行保持沿预定航线飞行，即向，即向/ /背台飞行向台背台飞行向台( (对准导航台对准导航台) ) 飞行或背台飞行时，还可以求出飞行或背台飞行时，还可以求出偏流修正航迹偏流修正航迹  (5)(5)由于自动定向机一般工作在由于自动定向机一般工作在190190一一17501750千赫的中长波段千赫的中长波段范围内，因此可以范围内，因此可以接收民用广播电台的信号接收民用广播电台的信号，并可用于定，并可用于定向；还可向；还可收听收听500500千赫的遇险信号千赫的遇险信号(700(700型自动定向机可收型自动定向机可收听听21822182千赫的另一海岸遇险信号千赫的另一海岸遇险信号) )，并确定遇险方位。

并确定遇险方位v三、三、 自动定向机系统自动定向机系统Ø组成：组成：地面设备和机载自动定向机地面设备和机载自动定向机 （一）（一） 地面设备地面设备 中波导航机中波导航机( (发射机发射机) ) Ø地面导航台地面导航台 发射天线发射天线 辅助设备辅助设备 Ø地面导航台安装在每个航站和航线中的某些检查点上，不地面导航台安装在每个航站和航线中的某些检查点上，不断地向空间全方位地发射无线电信号，因此也叫做断地向空间全方位地发射无线电信号，因此也叫做无方向无方向性信标性信标(NDB)(NDB)Ø根据不同的用途，地面导航台又可分为：根据不同的用途，地面导航台又可分为： 航线导航台航线导航台 ：供飞机在航线上定向和定位使用的，：供飞机在航线上定向和定位使用的， 要求发射功率大，作用距离远要求发射功率大，作用距离远。

双归航台双归航台 ：供飞机在着陆时使用的，安装在飞机着：供飞机在着陆时使用的，安装在飞机着 陆方向的跑道延长线上因为需要二个陆方向的跑道延长线上因为需要二个 导航台  1. 1. 航线导航台航线导航台 航线导航台工作在航线导航台工作在190190～～550550千赫千赫的频率范围内，发射的频率范围内，发射功率为功率为400400～～10001000瓦瓦( (我国一般用我国一般用500500瓦瓦) )，有效作用距离不，有效作用距离不少于少于150150公里公里 不同的航线导航台使用不同的识别信号，识别信号由不同的航线导航台使用不同的识别信号，识别信号由2 2个英文字母组成个英文字母组成( (如如 EK)EK)，用国际莫尔斯电码拍发，拍发，用国际莫尔斯电码拍发，拍发速度为速度为2020——3030个字母／分，一般用个字母／分，一般用等幅报方式等幅报方式发射识别信发射识别信号，每隔号，每隔4545秒连续拍发两遍，跟着发一长划秒连续拍发两遍，跟着发一长划( (约占约占3030秒秒) )，，供机载自动定向机定向用；也可以用调幅报方式以相等的供机载自动定向机定向用；也可以用调幅报方式以相等的间隔发射识别信号，每间隔发射识别信号，每3030秒至少拍发秒至少拍发3 3遍。

遍  航线导航台可用于归航航线导航台可用于归航当飞机要求飞往某导航台时，当飞机要求飞往某导航台时，飞行人员首先调节机载自动定向机接收该导航台的信号，飞行人员首先调节机载自动定向机接收该导航台的信号，观察指示器所指刻度，然后改变飞机航向、使指针对准指观察指示器所指刻度，然后改变飞机航向、使指针对准指示器的航向标记示器的航向标记( (即机头方向即机头方向) )，并且在飞行中保持航向不，并且在飞行中保持航向不变，飞机就能飞到该导航台上空变，飞机就能飞到该导航台上空2. 2. 双归航台着陆系统双归航台着陆系统 用于飞机着陆的双归航台，不仅可引导飞机进场，完用于飞机着陆的双归航台，不仅可引导飞机进场，完成机动飞行和保持着陆航向，而且可在夜间或气象条件很成机动飞行和保持着陆航向，而且可在夜间或气象条件很坏的白天，利用双归航台和机载自动定向机引导飞机对准坏的白天，利用双归航台和机载自动定向机引导飞机对准跑道，安全地下降到一定高度跑道，安全地下降到一定高度( (一般为一般为5050米米) )穿出云层，然穿出云层，然后进行目视着陆后进行目视着陆  双归航台系统要求安装在主着陆方向的跑道中心延长双归航台系统要求安装在主着陆方向的跑道中心延长线上，分为线上，分为近台和远台近台和远台，近台离跑道头，近台离跑道头10001000米，远台离跑米，远台离跑道头道头40004000米，近台和远台除有导航台外，还必须配有指点米，近台和远台除有导航台外，还必须配有指点信标台，以便指示飞机过台的时刻信标台，以便指示飞机过台的时刻 。

远台一般都兼作航线导航台使用，故发射功率与航线远台一般都兼作航线导航台使用，故发射功率与航线导航台的规定相同，有效作用距离导航台的规定相同，有效作用距离不小于不小于50O50O公里公里近台发射功率为发射功率为100100瓦瓦左右，有效作用距离为左右，有效作用距离为5050公里公里 远台发射的识别信号由远台发射的识别信号由2 2个英文字母组成，如个英文字母组成，如 DFDF；近；近台识别信号用远台的头一个宇母，如台识别信号用远台的头一个宇母，如D D二台的识别信号二台的识别信号均采用国际莫尔斯电码发射，拍发速度为均采用国际莫尔斯电码发射，拍发速度为2020——3030个字母／个字母／分，拍发次数要求用相同间隔，每分钟拍发分，拍发次数要求用相同间隔，每分钟拍发6 6遍 远台和近台都要以调幅报方式发射识别信号，调制频远台和近台都要以调幅报方式发射识别信号，调制频率为率为10201020赫 3. 3. 中波导航机的基本工作原理中波导航机的基本工作原理 中波导航机是地面导航台的主要组成部分，它与普通中波导航机是地面导航台的主要组成部分，它与普通调幅发射机一样，但由于中波导航机的工作频率低，它的调幅发射机一样，但由于中波导航机的工作频率低，它的调节回路所需要的电感量和电容量都比较大，故电感线圈调节回路所需要的电感量和电容量都比较大，故电感线圈和电容器的体积比短波机大得多。

同时还要按时自动拍发和电容器的体积比短波机大得多同时还要按时自动拍发识别信号，因此必须配备识别信号，因此必须配备自动电键自动电键 中波导航机的基本原理及组成如图中波导航机的基本原理及组成如图 9-49-4所示 图9—4 中波导航机方框图 ( (二二) ) 机载设备机载设备 自动定向接收机自动定向接收机 控制盒控制盒Ø机载自动定向设备机载自动定向设备 方位指示器方位指示器 环形天线和垂直天线（组合式环形环形天线和垂直天线（组合式环形 ／垂直天线）／垂直天线）Ø如目前最新式如目前最新式 的的700700型自动定型自动定 向机系统，其向机系统，其 组成如图组成如图9 9——5 5 所示。

所示图9-5 700型自动定向机系统的组成1 ADF-7OO；2 控制盒DFP-7O2；3 方位指示器 RDMI-743；4 组合式环形／垂直 天线DFA-701返回返回返回返回Ø图图 9 9——6 6示出了小型飞示出了小型飞 机上使用的自动定向机机上使用的自动定向机 ADFADF——650650系统，它的控系统，它的控 制盒装在接收机面板上制盒装在接收机面板上 1. 1. 自动定向接收机自动定向接收机 Ø功用：功用：(1)(1)接收和处理环形天线和垂直天线收到的地面导航台的接收和处理环形天线和垂直天线收到的地面导航台的信号，并将处理后的方位信息送至自动定向机的方位信号，并将处理后的方位信息送至自动定向机的方位指示器指示器( (数字式方位信息送至电子飞行仪表系统一数字式方位信息送至电子飞行仪表系统一EFIS)EFIS)显示出飞机与地面导航台的相对方位，分离出来显示出飞机与地面导航台的相对方位，分离出来的地面导航台的音频识别信号送至飞机音频系统的地面导航台的音频识别信号送至飞机音频系统图9—6 ADF—650自动定向机系统1 自动定向接收机RCR—650；2 方位指示器 IND—56O；3 组合式环形／垂直天线。

(2)(2)作为普通中波收音机使用，收听广播信号，接收和处作为普通中波收音机使用，收听广播信号，接收和处理地面广播电台的信号，也能用中波广播电台进行定理地面广播电台的信号，也能用中波广播电台进行定向 Ø特点：特点：(1)(1)采用集成电路和采用集成电路和全固态数字化全固态数字化微处理器，与第一代微处理器，与第一代( (电子管电路电子管电路) )、第二代、第二代( (晶体管电路晶体管电路) )相比，相比，体积和重体积和重量更小量更小，，耗电更少耗电更少，，可靠性也大大提高可靠性也大大提高2)(2)现代自动定向接收机大多采用现代自动定向接收机大多采用频率合成器频率合成器、、超外差二超外差二次混频电路，直接以二一十进制编码次混频电路，直接以二一十进制编码(BCD(BCD码码) )和数据总和数据总线的调谐方式，线的调谐方式，采用组台式环形／垂直天线和环形天采用组台式环形／垂直天线和环形天线测角器电路，或采用正余弦调制的方位信息处理电线测角器电路，或采用正余弦调制的方位信息处理电路和监控电路监控电路主要用来监视接收机信号是路和监控电路监控电路主要用来监视接收机信号是否有效，以及接收机自身的工作状态正常与否。

否有效，以及接收机自身的工作状态正常与否  如如现代自动定向接收机现代自动定向接收机 ADFADF——700700，在机器面板上有一个，在机器面板上有一个测试测试(TEST)(TEST)按钮按钮( (如图如图 9 9——7 7所示所示) )和三个监视灯和三个监视灯，按下测试按钮后，，按下测试按钮后，如接收机工作状态正常，则绿色如接收机工作状态正常，则绿色监视灯亮监视灯亮(PASS)(PASS)，如不正常，如不正常( (故障故障) )时，则红色监视灯亮时，则红色监视灯亮(FAIL)(FAIL)，如，如输入控制部分有故障，则另一个输入控制部分有故障，则另一个红灯亮红灯亮(FAIL)(FAIL)图9-7 ADF-700自动定向接收机2. 2. 控制盒控制盒Ø控制盒用来控制接收机的工作方式和选择电台的频率工控制盒用来控制接收机的工作方式和选择电台的频率工 作方式一般有断开作方式一般有断开(OFF)(OFF)、天线、天线(ANT)(ANT)、定向、定向(ADF)(ADF)和测试和测试(TEST)(TEST)等等4 4个位置Ø如图如图 9 9——8(a)8(a)为为51Y51Y一一7 7自动定向自动定向 接收机的双频率选择控制盒接收机的双频率选择控制盒614L614L -12 -12，图，图9 9——8(b)8(b)为自动定向接收机为自动定向接收机 ADFADF一一650650面板上的控制盒。

面板上的控制盒Ø614L614L一一1212双频率选择可以预选双频率选择可以预选 二个频率，一个在用，另一个二个频率，一个在用，另一个 备用，可以转换，以便飞机进备用，可以转换，以便飞机进 近时转换远、近归航台频率时使用近时转换远、近归航台频率时使用ADFADF一一700700接收机的控接收机的控制盒选频调谐为数字式，可预先调谐在沿航路各航线导航制盒选频调谐为数字式，可预先调谐在沿航路各航线导航台的频率上，并输入到飞机上的飞行管理计算机台的频率上，并输入到飞机上的飞行管理计算机(FMC)(FMC)中，中，在飞行中由飞行管理计算机控制可自动转换到各航线导航在飞行中由飞行管理计算机控制可自动转换到各航线导航台的频率上台的频率上图9-8 控制盒面板图(a)614L-12控制盒 (b)RCR-650控制盒3. 3. 方位指示器方位指示器( (航向指示器航向指示器) ) Ø如图如图9 9——9(a)9(a)所示 INDIND——650650即为人工转动即为人工转动 刻度盘的方位指示器刻度盘的方位指示器Ø如图如图9 9——9(b)9(b)所示 现代普遍使用的是无线电现代普遍使用的是无线电 磁指示器磁指示器 (RMI)(RMI)，这种指，这种指 示器的刻度盘，也叫罗牌，示器的刻度盘，也叫罗牌， 是由磁罗盘或惯性基准组是由磁罗盘或惯性基准组 件件(IRU)(IRU)驱动的。

指示器顶驱动的指示器顶 端固定标记端固定标记( (航向标记航向标记) )所所 指罗牌的刻度数为飞机的指罗牌的刻度数为飞机的图9-9 方位指示器  磁磁航航向向，，指指示示器器指指针针指指示示罗罗牌牌上上的的刻刻度度数数为为地地面面导导航航台台的的磁磁方方位位角角，，而而指指示示器器的的航航向向标标记记与与指指针针之之间间的的夹夹角角为为飞飞机机与与地地面面导导航航台台的的相相对对方方位位角角三三者者之之间间的的关关系系可可由由下下述述公公式说明：式说明： 电台磁方位＝飞机磁航向十电台相对方位电台磁方位＝飞机磁航向十电台相对方位Ø如如图图 9 9——9(c)9(c)所所示示, ,现现代代飞飞机机上上所所使使用用的的方方位位指指示示器器是是一一个个综综合合性性仪仪表表，，叫叫做做无无线线电电距距离离磁磁指指示示器器(RDMI)(RDMI)，，（（也也有有的叫无线电方位距离磁指示器的叫无线电方位距离磁指示器————RDDMI)RDDMI) 这这种种仪仪表表的的选选择择开开关关置置于于““ADFADF””位位时时，，可可指指示示飞飞机机与与地地面面导导航航台台的的相相对对方方位位角角；；当当转转换换到到““VORVOR””位位时时，，指指针针将将指指示示 VORVOR方方位位，，同同时时用用数数字字显显示示出出无无线线电电测测距距机机(DME)(DME)测测出出的的飞飞机机到到地地面面VOR VOR 台台的的斜斜距距(VOR (VOR 与与DMEDME频频率率配配套，同时调谐套，同时调谐) )。

Ø700700型数字式自动定向机将自动定向接收机型数字式自动定向机将自动定向接收机ADFADF——700700输出输出的方位信息加至电子飞行仪表系统的方位信息加至电子飞行仪表系统( (EFlSEFlS) )的符号产生器中，的符号产生器中，并显示在电子水平位置指示器并显示在电子水平位置指示器(EHSI)(EHSI)上，如图上，如图9-10(a)9-10(a)所所示，细针指示第一部示，细针指示第一部ADFADF方位，粗针指示第二部方位，粗针指示第二部ADFADF方位当方位信号源或当方位信号源或 EFISEFIS符号产生器故障时，在符号产生器故障时，在 EHSIEHSI上出长上出长方形故障旗，见图方形故障旗，见图9 9——10(b)10(b)，左框内，左框内ADFLADFL表示第一部表示第一部( (左左) )故障，右框内故障，右框内 ADFRADFR表示第二部故障表示第二部故障图9-10 电子水平位置指示器(a)EHSI；(b)ADF故障旗4. 4. 天线天线 Ø自动定向机在进行自动定向时需要二个天线二种天线都自动定向机在进行自动定向时需要二个天线二种天线都工作于工作于190190一一17501750千赫波段。

千赫波段 ü无方向性天线无方向性天线（垂直天线或辨向天线）：其接收的信（垂直天线或辨向天线）：其接收的信号用来调谐接收机，并与环形天线接收的信号叠加，号用来调谐接收机，并与环形天线接收的信号叠加，为自动定向机提供单值定向为自动定向机提供单值定向ü方向性天线方向性天线（环形天线）：提供方位信息环形天线）：提供方位信息Ø环形天线的发展环形天线的发展ü早期的环形天线是一个圆环，早期的环形天线是一个圆环，安装在机身外部密封的蛋状流安装在机身外部密封的蛋状流线形的罩壳中线形的罩壳中( (如图如图 9-119-11所示所示),),图9-11 早期的环形天线固定在飞机纵轴线上，圆环可由电机带动旋转这种天固定在飞机纵轴线上，圆环可由电机带动旋转这种天线用于老式自动定向机线用于老式自动定向机SCRSCR一一269G269G和和R5R5／／ARNARN——7 7上ü后来出现了带有铁淦氧体磁芯后来出现了带有铁淦氧体磁芯的矩形环形天线，在矩形磁芯上的矩形环形天线，在矩形磁芯上绕有若干线匝这种环形天线的绕有若干线匝这种环形天线的体积大大减小了，底座部分在机体积大大减小了，底座部分在机身内部，突出在机身外部的环形身内部，突出在机身外部的环形天线部分只是被一个稍高出飞机天线部分只是被一个稍高出飞机蒙皮的罩壳罩着。

它用于蒙皮的罩壳罩着它用于APKAPK——5 5自动定向机自动定向机, ,天线外形如图天线外形如图9 9——1212所示 图9-12 带有磁芯的矩形环形天线ü现代飞机使用的环形天线一般都制成与飞机蒙皮平齐现代飞机使用的环形天线一般都制成与飞机蒙皮平齐的偏平型二个正交的固定式环形天线，它不仅可以减的偏平型二个正交的固定式环形天线，它不仅可以减小环形天线安装对飞机在飞行中空气的阻力，而且由小环形天线安装对飞机在飞行中空气的阻力，而且由于采用测角器旋转代替环形天线的转动，可以减少大于采用测角器旋转代替环形天线的转动，可以减少大量的机械传动部件，从而可提高定向机工作的可靠性量的机械传动部件，从而可提高定向机工作的可靠性, ,维护更为简便维护更为简便Ø 最新式的自动定向机的天线是在二个正交的铁淦氧体上绕最新式的自动定向机的天线是在二个正交的铁淦氧体上绕成正交的固定环形天线并与垂直天线组装在一起，形成组成正交的固定环形天线并与垂直天线组装在一起，形成组合式环形／垂直天线，其外观如图合式环形／垂直天线，其外观如图9 9 9 9————5 5 5 5所示 这种组合式天线的环形天线部分因为是正交的两个环这种组合式天线的环形天线部分因为是正交的两个环形天线，在飞机上安装时，其中形天线，在飞机上安装时，其中一个环面与飞机纵轴垂直，一个环面与飞机纵轴垂直，称作正弦环形天线称作正弦环形天线，安装在飞机纵轴中心线上，当飞，安装在飞机纵轴中心线上，当飞 机正对准地面导航台时，接收信号机正对准地面导航台时，接收信号最小最小；；另一个环形天线另一个环形天线平面与飞机横轴垂直，称作余弦环形天线，平面与飞机横轴垂直，称作余弦环形天线，当飞机正对准当飞机正对准地面导航台时，接收信号地面导航台时，接收信号最大最大。

图图9 9——1313示出了飞机航示出了飞机航 向向( (机头方向机头方向) )与地面导航台与地面导航台 成不同角度时，正、余弦环成不同角度时，正、余弦环 形天线输出信号幅值变化情形天线输出信号幅值变化情 况 图9-13 正余弦环形天线输出幅值v四、现代自动定向机的主要特征四、现代自动定向机的主要特征 现代最新式自动定向接收机均为现代最新式自动定向接收机均为全固态数字化全固态数字化设备，设备，符合符合ARINC712ARINC712规范，如美国规范，如美国CollinsCollins公司生产的公司生产的 ADFADF——70O70O接收机和接收机和BendixBendix公司生产的公司生产的 DFADFA——75A75A接收机等，目前已接收机等，目前已广泛用于民航各种新型客机上它们的主要特征是：广泛用于民航各种新型客机上它们的主要特征是： (1)(1)利用数字技术利用数字技术，如采用微处理器和数字集成电路等使接，如采用微处理器和数字集成电路等使接收机数字化收机数字化 (2)(2)采用组合式环形／垂直天线采用组合式环形／垂直天线，且天线接收的信号分别经，且天线接收的信号分别经3 3个前置放大器放大后，由同轴电缆接到接收机尾部插头个前置放大器放大后，由同轴电缆接到接收机尾部插头, ,不需要单独的天线电缆和插头，而且连接电缆的长度不受不需要单独的天线电缆和插头，而且连接电缆的长度不受限制，也无临界值。

限制，也无临界值  最新式自动定向机同以最新式自动定向机同以 往自动定向机的天线与接收往自动定向机的天线与接收 机的连接及在飞机上布线的机的连接及在飞机上布线的 比较，如图比较，如图 9 9——1414所示 (3)(3)最新式自动定向机不需要最新式自动定向机不需要 单独象限误差修正器单独象限误差修正器，其象，其象 限误差的修正只需改变接收限误差的修正只需改变接收 机尾部插头上不同插钉的连机尾部插头上不同插钉的连 接组合图 9-14 天线与接收机连接及布线的比较(a)以前的；(b)最新式的 利用无线电技术确定空间目标利用无线电技术确定空间目标( (如飞机如飞机) )相对于地面导相对于地面导航台的角度坐标，实际上是确定发射或接收无线电波的传航台的角度坐标，实际上是确定发射或接收无线电波的传播方向无线电波在空间的传播方向可以用播方向无线电波在空间的传播方向可以用仰角仰角γγ和和相对相对方位角方位角θθ来表示来表示，如图，如图9-l59-l5所示 当采用中长波段测向时，当采用中长波段测向时， 由于它是表面波传播由于它是表面波传播, ,因地球因地球 表面空气介质的不均匀性表面空气介质的不均匀性( (如如 随高度的增加随高度的增加, ,介电系数减小介电系数减小 等等) )以及上层空气游离的影响，以及上层空气游离的影响， 使电波的传播轨道在垂直平面使电波的传播轨道在垂直平面 内发生弯曲，因此在确定仰角内发生弯曲，因此在确定仰角 γγ时将有很大误差。

时将有很大误差所以除超所以除超图9—l5 飞机相对于地面台O的角坐标第二节第二节 自动定向原理自动定向原理 短波短波( (直达波直达波) )定向外，中长波测向设备如定向外，中长波测向设备如ADFADF自动定向机自动定向机不测量仰角不测量仰角γγ，而测量相对方位角，而测量相对方位角θθ 无线电测向设备按其技术特性，可分为振幅式测向设无线电测向设备按其技术特性，可分为振幅式测向设备和相位式测向设备二大类备和相位式测向设备二大类利用发射信号的载波振幅利用发射信号的载波振幅( (称为称为E E型型) )或接收信号的调制深度或接收信号的调制深度( (称为称为 M M型型) )与无线电波与无线电波到达方向间的关系来测定方向的设备，称为振幅式测向设到达方向间的关系来测定方向的设备，称为振幅式测向设备 本章主要讨论机载本章主要讨论机载 ADFADF自动定向机采用中、长波的自动定向机采用中、长波的 M M型测向的基本工作原理型测向的基本工作原理 v一、天线的方向性一、天线的方向性（一）发射天线（一）发射天线Ø因素一：单元振子辐射的方向性。

因素一：单元振子辐射的方向性1)(1)见图见图9 9——16(a)16(a)，，与振子轴线平与振子轴线平 行并包括振子的平面行并包括振子的平面( (也称子午面也称子午面) ) 的方向性图是一个的方向性图是一个8 8字形，这说明字形，这说明 在子午面在子午面0 0°°一一360360°°的方向上单的方向上单 元振子辐射的场强不一样；元振子辐射的场强不一样；(2)(2)见图见图9 9——16(b)16(b)，，与振子轴线垂与振子轴线垂 直的平面直的平面( (也称赤道面也称赤道面) )的方向性的方向性 图为一个圆，它说明在赤道面的图为一个圆，它说明在赤道面的 任意方向上单元振子辐射的场强任意方向上单元振子辐射的场强 都相等图9—16 单元振子的方向性图 (3)(3)如图如图9 9——16(c),16(c),将上述二个平面的方向性图加以综合，将上述二个平面的方向性图加以综合，或将电场平面的方向性固绕振子旋转一周，所得到曲面就或将电场平面的方向性固绕振子旋转一周，所得到曲面就是单元振子的立体是单元振子的立体( (或空间或空间) )方向性图它表明在振子轴线方向性图它表明在振子轴线方向上场强为零，而在所有垂直于振子轴并通过振子中心方向上场强为零，而在所有垂直于振子轴并通过振子中心的方向上，场强均为最大。

的方向上，场强均为最大Ø因素二：构成天线的各单元振子辐射的电波到达空间各点因素二：构成天线的各单元振子辐射的电波到达空间各点的行程差的行程差ü天线的各单元段所辐射的电波到达空问各点的行程天线的各单元段所辐射的电波到达空问各点的行程( (即即距离距离) )并不一定相等，于是就会产生并不一定相等，于是就会产生行程差行程差，而行程差，而行程差将引起电波间的将引起电波间的相位差相位差 ü各单元段辐射到空间某点的场强是按矢量相加的图中各单元段辐射到空间某点的场强是按矢量相加的图中示出了由对称天线振子上的二个对应单元段所发出的电示出了由对称天线振子上的二个对应单元段所发出的电波，在波，在A A和和A A’’方向上，存在有行程差方向上，存在有行程差ΔγΔγ，因而产生了，因而产生了相位差，影响到合成场强的大小如果此行程差为二分相位差，影响到合成场强的大小如果此行程差为二分之一波长，即相位差为之一波长，即相位差为180180°°时，则该方向上合成场强就时，则该方向上合成场强就抵消为零如图抵消为零如图9 9——17(a)17(a)所示 图9—17 行程差及电流分布对天线方向性的影响Ø因素三：天线振子上电流的分布因素三：天线振子上电流的分布ü天线对称振子上电流分布是不均匀的，且当振子每臂天线对称振子上电流分布是不均匀的，且当振子每臂长度长度( (称臂长称臂长) )大于二分之一波长时，振子上将出现反大于二分之一波长时，振子上将出现反向分布的电流。

如图向分布的电流如图9 9——17(b)17(b)示出了臂长等于一个波示出了臂长等于一个波长的对称振子上电流分布的情况长的对称振子上电流分布的情况ü由于振子上载有正向电流的线段长度，等于载有反向由于振子上载有正向电流的线段长度，等于载有反向电流的线段长度，同时，正向电流和反向电流分布的电流的线段长度，同时，正向电流和反向电流分布的平均值相等，所以，在平均值相等，所以，在B B和和B B’’方向上，各单元段所辐方向上，各单元段所辐射的电波互相抵消，合成场强为零射的电波互相抵消，合成场强为零二）接收天线（二）接收天线 由于天线上产生的感应电势的大小，与电波中平行于由于天线上产生的感应电势的大小，与电波中平行于天线轴线天线轴线( (子午面子午面) )的电场分量成正比，所以对与接收天线的电场分量成正比，所以对与接收天线等距离但不同方向的等场强的来波，天线的接收能力也将等距离但不同方向的等场强的来波，天线的接收能力也将不同下面以半波对称振子为例来说明下面以半波对称振子为例来说明  如图如图9 9——18(a)18(a)所示，当电波从所示，当电波从S S1 1方向传来，电场分量方向传来，电场分量与天线振子轴线平行，所以产生的感应电势最大，接收最与天线振子轴线平行，所以产生的感应电势最大，接收最强；而电波从强；而电波从S S3 3方向传来时，其电场分量与振子轴线垂直，方向传来时，其电场分量与振子轴线垂直，不能产生感应电势，即天线不能接收；电波从不能产生感应电势，即天线不能接收；电波从S S2 2方向传来方向传来时，天线接收能力介于上述二者之间。

时，天线接收能力介于上述二者之间 其接收天线的方向性其接收天线的方向性 图，如图图，如图9 9——18(b)18(b)所示，所示， 与用作辐射时的天线方向与用作辐射时的天线方向 性图完全一样这说明性图完全一样这说明同同 一天线可以用来辐射电波，一天线可以用来辐射电波， 又可以用来接收电波，而又可以用来接收电波，而 且无论天线作辐射或接收，且无论天线作辐射或接收， 天线的各个系数，如效率、天线的各个系数，如效率、 方向性、输入阻抗等，均保持不变方向性、输入阻抗等，均保持不变 图9-18 半波对称振子接收电波的方向性v二、二、 环形天线的方向性环形天线的方向性Ø环形天线由于其辐射电阻、效率都很低，所以实用中只做环形天线由于其辐射电阻、效率都很低，所以实用中只做接收天线接收天线使用Ø图图9 9——1919中示出了环形天线的矩中示出了环形天线的矩 形结构形式当环形天线平面与形结构形式当环形天线平面与 地平面垂直时地平面垂直时[ [图图9 9——19(b)]19(b)]，， 其赤道面的方向性分析：其赤道面的方向性分析： 由远处传来的电波为垂直极由远处传来的电波为垂直极 化波化波[ [图图9 9——19(a)]19(a)]，电场分量与，电场分量与 铅垂边平行，所以电波只能在铅垂边平行，所以电波只能在ACAC 和和BDBD二个铅垂边上产生感应电势二个铅垂边上产生感应电势 和和 ，且环中的方向相反，所以环输出端且环中的方向相反，所以环输出端的合成电势的合成电势 ＝＝ 一一 。

图9-19 简单矩形环形天线Ø当线环平面与远处电台所在方向当线环平面与远处电台所在方向( (电波传播方向电波传播方向) )成不同角成不同角度时，合成电势的大小：度时，合成电势的大小： (l) (l) 线环与电台所在方向垂直线环与电台所在方向垂直 时，时，θ=90θ=90°°[ [见图见图9 9——20(a)]20(a)] 因为电波到达二个铅垂边的行因为电波到达二个铅垂边的行 程相等，所以在铅垂边程相等，所以在铅垂边ACAC与与BDBD 上产生的感应电势上产生的感应电势 = = ，则，则 合成感应电势合成感应电势 : : ＝＝ 一一 =0=0 (2) (2) 线环与电台所在方向一致时，线环与电台所在方向一致时， θθ＝＝0 0°°[ [见图见图9 9——20(b)]20(b)]电波 先到达铅垂边先到达铅垂边ACAC，产生感应电势，产生感应电势 图9-20 不同来波方向时产生的合成感应电势 ，后到达铅垂边，后到达铅垂边BDBD，产生感应电势，产生感应电势 ，且，且 超前超前 一个一个相角相角φφ。

φφ的大小取决于二个铅垂边问的距离的大小取决于二个铅垂边问的距离 d d，即电波传，即电波传播的行程差，播的行程差，φ=2πd/λφ=2πd/λ，，λλ为电波波长又因为为电波波长又因为 d d远小于远小于线环与电台之间的距离，所以可认为二个铅垂边所产生的感线环与电台之间的距离，所以可认为二个铅垂边所产生的感应电势的幅度相等，即应电势的幅度相等，即e e1 1=e=e2 2=e=e 此时的行程差此时的行程差d d最大，相角最大，相角φφ也最大，而合成感应电势也为最大也最大，而合成感应电势也为最大: : e合＝2esin(φ/2) (3) (3) 线环与电台所在方向成线环与电台所在方向成θθ角，角，θ≠0θ≠0°°、、9090°°、、180180°°、、270270°°[ [见图见图9 9——20(c)]20(c)]电波先到达电波先到达ACAC边产生边产生 ，后到达，后到达BDBD边边产生产生 ，由于电波传播的行程差为，由于电波传播的行程差为ΔγΔγ= =dcosθdcosθ, ,所以所以 与与 的相位差的相位差φ=2π(dcosθ)/λφ=2π(dcosθ)/λ，此时的合成感应电势为，此时的合成感应电势为: : ( (cosθcosθ- -环形天线的方向性因数环形天线的方向性因数 ; K; K＝＝2eπd/λ )2eπd/λ )Ø 从以上分析可知，电波来向与环形天线平囱所成的角度从以上分析可知，电波来向与环形天线平囱所成的角度: :üθθ＝＝9090°°、、270270°°时，时， ；； üθθ＝＝0 0°°、、180180°°时，时， 为最大为最大 ü当当θθ在在0 0°°一一9090°°之间时之间时, ,在在0 0与最大值之间，且按余弦规与最大值之间，且按余弦规律变化。

如图律变化如图9 9——2121所示，环形所示，环形天线的方向性图为天线的方向性图为““8 8””字形ü当电波从环形天线零接收方当电波从环形天线零接收方向向(90(90°°、、270270°°) )左侧或右侧来左侧或右侧来时时, ,环形天线的合成感应电势反环形天线的合成感应电势反相相180180°°, ,如图如图9 9——2121中用中用““十十””、、““一一””号标出图9—21 环形天线的方向性图v三、三、 心脏形方向性图心脏形方向性图Ø 环形天线在环形天线在9090°°、、270270°°上接收的合成电势为零，而且在上接收的合成电势为零，而且在零点附近场强变化最敏感，可以用于定向但是在零点附近场强变化最敏感，可以用于定向但是在0 0°°一一360360°°方位上出现两个零点，而造成方位上出现两个零点，而造成定向的多值性定向的多值性为了准确地测定方向，还必须加入无方向的垂直天线准确地测定方向，还必须加入无方向的垂直天线( (也叫辨也叫辨向天线向天线) )将环形天线产生的合成感应电势与垂直天线产将环形天线产生的合成感应电势与垂直天线产生的感应电势叠加在一起，将形成新的组合合成电势生的感应电势叠加在一起，将形成新的组合合成电势 。

Ø环形天线与垂直天线之间的位置关系将决定二个感应电势环形天线与垂直天线之间的位置关系将决定二个感应电势的相位关系：的相位关系： (l) (l) 当垂直天线位于环形天线线环的中间位置，如图当垂直天线位于环形天线线环的中间位置，如图9 9——22(a)22(a)所示 如电波从如电波从 A A方向来时方向来时, ,在在acac边边 上产生的感应电势上产生的感应电势 比垂直天线比垂直天线 上产生的感应电势上产生的感应电势 超前超前φ/2φ/2，， 又比又比bdbd边上产生的感应电势边上产生的感应电势 超前超前φ/2φ/2那么环形天线合成感那么环形天线合成感 应电势应电势 ( (前记为前记为 ) )比比 超前超前 9090°°[ [见图见图9 9——22(b)]22(b)] 如电波从如电波从B B方向来时方向来时，，在在bdbd边边 产生的感应电势产生的感应电势 比垂直天线上比垂直天线上 产生的感应电势产生的感应电势 超前超前φ/2φ/2，， 又比又比acac边上产生的感应边上产生的感应电势电势 超前超前φ/2φ/2。

那么环形天线合成感应电势那么环形天线合成感应电势 比比 落落后后9090°°[ [见图见图9 9——22(c)]22(c)]图9—22 环形天线合成感应电势与垂直天线感应电势的相位关系 此外，电波从其他方向来时，由于行程差的不同，使此外，电波从其他方向来时，由于行程差的不同，使φφ角减小，环形天线合成感应电势的幅度减小，但角减小，环形天线合成感应电势的幅度减小，但 与与 仍保持仍保持9090°°的相位差的相位差 (2) (2) 垂直天线不环面的中间位置垂直天线不环面的中间位置 垂直天线是无方向性的，其方向性图为一个圆规定垂直天线是无方向性的，其方向性图为一个圆规定其产生的感应电势其产生的感应电势 ＝l 环形天线方向性图为一个环形天线方向性图为一个““8 8””字形，其合成感应电字形，其合成感应电势势 ＝Kcosθ，又因为环形天线产生的合成感应电势与垂，又因为环形天线产生的合成感应电势与垂直天线产生的感应电势相位差为直天线产生的感应电势相位差为9090°°，若将环形天线产生，若将环形天线产生的合成感应电势移相的合成感应电势移相9090°°，使其与垂直天线产生的感应电，使其与垂直天线产生的感应电势同相或反相，再与垂直天线产生的感应电势叠加而形成势同相或反相，再与垂直天线产生的感应电势叠加而形成组合合成电势：组合合成电势： = + =1±Kcosθ ü假设假设 与与 同相，则同相，则 =1+kcosθ=1+kcosθ 当当K K＝＝l l时时，， =1+Kcosθ=1+Kcosθ为一心脏形曲线，如图为一心脏形曲线，如图9 9—— 23(a) 23(a)所示；所示； 当当K K＜＜1 1时时，其方向性图，其方向性图 如图如图9 9——23(b)23(b)所示；所示； 当当K K＞＞1 1时时，其方向性图，其方向性图 如图如图9 9——23(c)23(c)所示。

所示 图中最小值的方向不与环图中最小值的方向不与环形天线平面垂线相一致此时形天线平面垂线相一致此时最小值的轴线为一折线最小值的轴线为一折线 图9—23 组合方向性图ü假如假如 与与 反相，则反相，则 =1-Kcosθ=1-Kcosθ 当当K K＝＝1 1时，时， = =l-Kcosθl-Kcosθ也为一心脏形曲线，不过与也为一心脏形曲线，不过与图图 9 9——23(a)23(a)实线心脏形相反实线心脏形相反( (差差180180°°) )，是如虚线所示的，是如虚线所示的心脏形曲线心脏形曲线 如果环形天线产生的合成感应电势不移相如果环形天线产生的合成感应电势不移相9090°°，即与，即与垂直天线产生的感应电势相差垂直天线产生的感应电势相差9090°°时，则组合方向性图如时，则组合方向性图如图图9 9——2424所示 此时此时K K＝＝0 0时相当于只有一根时相当于只有一根 无方向性的天线无方向性的天线 ( (垂直天线垂直天线) )在在 接收，其他方向性图相当于如下接收，其他方向性图相当于如下 条件：条件：1＜K1＜K2＜K3…＜Kn 图9-24 es 与 eL 相位差90°时的 组合 方向性图 这种情况下的每个方向性图都是对称的，而且在环形这种情况下的每个方向性图都是对称的，而且在环形天线平面垂线方向上具有二个变坏了的最小值。

天线平面垂线方向上具有二个变坏了的最小值 当当 与与 二个感应二个感应 电势相位差为电势相位差为0 0～～ππ之间之间 的任意值时的任意值时, ,最小值变得最小值变得 模糊不清模糊不清, ,其其最小值的轴最小值的轴 线为一条折线线为一条折线，如图，如图 9 9——2525所示图9-25 es 与 eL相位差为任意值的组合方向性图v四、四、 旋转环形天线移相式自动定向旋转环形天线移相式自动定向Ø环形天线与垂直天线的组合合成感应电势的振幅表达式为环形天线与垂直天线的组合合成感应电势的振幅表达式为: : =1+kcosθØ为了使环形天线平面的法线方向与飞机纵轴一致为了使环形天线平面的法线方向与飞机纵轴一致( (即环形即环形天线在飞机上安装的实际情况天线在飞机上安装的实际情况) )，令，令ψψ＝＝9090°°-θ-θ，那么，那么: : =1+ksinψ 其方向性图为图其方向性图为图9 9——2626所示的所示的 心脏形方向性图心脏形方向性图. . Ø自动定向机并不是以心脏形方自动定向机并不是以心脏形方 向性图的零点作为定向零点，向性图的零点作为定向零点， 而是以环形天线而是以环形天线““8 8””字形方字形方 图9—26 组合方向性图 向性图的零点作为定向零点，也称哑点。

向性图的零点作为定向零点，也称哑点 这样就必须用一个低频调制信号，如这样就必须用一个低频调制信号，如5050赫信号，使环赫信号，使环形天线信号周期地改变形天线信号周期地改变180180°°，也就是当，也就是当5050赫信号的半周赫信号的半周如图如图9 9——2626所示右所示右““十十””左左““一一””时、合成实线心脏形方时、合成实线心脏形方向性图，而在向性图，而在5050赫信号另一半周时，为左（赫信号另一半周时，为左（+ +）右（）右（- -），），合成虚线心脏形方向性图合成虚线心脏形方向性图 那么，电波从任意方向传来时，接收机所接收到的组那么，电波从任意方向传来时，接收机所接收到的组合感应电势的振幅将在下述二值上按合感应电势的振幅将在下述二值上按5050赫的规律阶跃地变赫的规律阶跃地变化：化： =1+ksinψ=1+ksinψ =1-ksinψ =1-ksinψ Ø例如电波从图例如电波从图9 9 9 9————26262626所示的电台方向传来时，在所示的电台方向传来时，在5050赫的一赫的一个半周，接收的组合感应电势为个半周，接收的组合感应电势为OAOA，而在，而在5050赫的另一半周，赫的另一半周，接收的组合感应电势为接收的组合感应电势为OBOB。

实际上，地面电台传来的等幅实际上，地面电台传来的等幅高频信号高频信号( (中、长波信号中、长波信号) )被接收机接收后所形成的组合感被接收机接收后所形成的组合感应电势、变成应电势、变成一个以一个以M M为调制系数的调幅波（最大相加，为调制系数的调幅波（最大相加，最小相减）最小相减），其中，其中 当当ψψ＝＝0 0°°，，sinψsinψ＝＝0 0，，M=0M=0；； 当当ψψ＝＝9090°°时，时，sinψsinψ＝＝1 1，，M=K(M=K(最大最大) )；； 当当0 0＜＜ψψ＜＜9090°°( (在其中一个象限时在其中一个象限时)0)0＜＜M M＜＜K K  可见当电波从不同方向传来时可见当电波从不同方向传来时(ψ(ψ不同不同) )，则接收的组，则接收的组合感应电势的调制系数合感应电势的调制系数M M不同不同( (在在0 0与最大值与最大值K K之间变化之间变化) )，，说明说明调制系数调制系数M M是飞机与地面台相对方位角是飞机与地面台相对方位角ψψ的函数，即的函数，即M M＝＝f(ψf(ψ) ) 利用测定调制系数利用测定调制系数M M的方法来定向的方式也称为振幅的方法来定向的方式也称为振幅式式M M型定向。

型定向 其方位辨别的方法及其方位辨别的方法及 工作原理可由图工作原理可由图9 9——2727、、 图图9 9——2828的简单方框图及的简单方框图及 波形图说明波形图说明 图9-27 M型定向的简单方框图图9—28 M型定向的部分波形图(a)飞机相对于电台的角度；(b)环形天线的电压；(c)低频振荡电压；(d)平衡调幅器的输出电压；(e)垂直天线的电压；(f)叠加后的调幅信号电压；(g)电动机的控制电压；(h)环形天线和指示器的转向v五、旋转测角器非移相式自动定向五、旋转测角器非移相式自动定向ØAPKAPK——5 5自动定向机使用的环形天线是自动定向机使用的环形天线是 将线圈绕在三块条形的铁淦（将线圈绕在三块条形的铁淦（gangan）氧）氧 滋芯上，引出线经集流环连接到接收机滋芯上，引出线经集流环连接到接收机 输入端，如图输入端，如图9 9——2929所示：所示： 环形天线的缺点：环形天线的缺点：体积大，笨重，旋体积大，笨重，旋 转环形天线需要较大的转动力矩，机转环形天线需要较大的转动力矩，机 械传动部件多，操作不方便且转速慢，械传动部件多，操作不方便且转速慢， 可靠性低。

可靠性低Ø将二个正交的环形天线固定安装在飞机上，使其中一个环将二个正交的环形天线固定安装在飞机上，使其中一个环形天线平面与飞机纵轴垂直，称做形天线平面与飞机纵轴垂直，称做正弦正弦( (或纵向或纵向) )环形天线环形天线，，另一个环形天线平面与飞机横轴垂直，另一个环形天线平面与飞机横轴垂直，称做余弦称做余弦( (或横向或横向) )环形天线，环形天线，那么在二个环形天线上所产生的感应电势的幅那么在二个环形天线上所产生的感应电势的幅度与相位如图度与相位如图9-309-30所示其方向性图参见图所示其方向性图参见图9 9——3131 图9-29 环形天线构造图•主、辅环形天线在空间位置上是互相垂直的，其方向性图主、辅环形天线在空间位置上是互相垂直的，其方向性图为正交的二个为正交的二个““8 8””字形，那么组合方向性图就不是心脏字形，那么组合方向性图就不是心脏形，而是在形，而是在4545°°( (或或135135°°) )方向上的方向上的““8 8””字形，如图字形，如图9-309-30所示•如果将主环形天线接收的高频信号的相位按某一频率如果将主环形天线接收的高频信号的相位按某一频率( (如如5050赫赫) )周期地换相周期地换相 180180°°，如图，如图9-30(a)9-30(a)、、(b)(b)所示的所示的（（+ +）、（）、（- -）周期地改变，那么组合方向性图也将周期地）周期地改变，那么组合方向性图也将周期地阶跃变化。

即当电波从某一方向传来时其组合合成感应电阶跃变化即当电波从某一方向传来时其组合合成感应电势的振幅周期性地改变，如图势的振幅周期性地改变，如图9 9——30(c)30(c)所示它反映了一所示它反映了一定的调制系数定的调制系数M M，而，而M M的不同反映了主环形天线法线即飞机的不同反映了主环形天线法线即飞机纵轴偏离地面台来波方向的程度纵轴偏离地面台来波方向的程度( (即即ψψ角角) )，组合信号的外，组合信号的外包络包络( (即即5050赫信号赫信号) )相位的不同相位的不同( (相差相差180180°°) )则反映了来波则反映了来波的方向的方向( (从飞机纵轴的左或右方来从飞机纵轴的左或右方来) ) 可见其定向的基本原理与垂直天线可见其定向的基本原理与垂直天线——环形天线组合的情况是相同环形天线组合的情况是相同的，也属于振幅式的，也属于振幅式M M型定向只是此种定向有四个型定向只是此种定向有四个M M＝＝0 0的点，的点，其中二个不稳定定向点和二个稳定的定向点，因此定向时可能其中二个不稳定定向点和二个稳定的定向点，因此定向时可能产生产生180180°°的误差 图9-30 正交固定环形天线感应 电势的幅度与相位图9-31 主、辅环形天线方向性图 把这种天线与测角器连接起来就可以取代环形天线的旋转。

把这种天线与测角器连接起来就可以取代环形天线的旋转Ø电感式测角器电感式测角器 ü组成：二组固定励磁线圈组成：二组固定励磁线圈 ；定向线圈；定向线圈( (或称转子线圈或称转子线圈) )ü原理：励磁线圈分别通过原理：励磁线圈分别通过 四根高频馈线与固定在飞四根高频馈线与固定在飞 机上的二个正交的固定环机上的二个正交的固定环 形天线连接起来、如图形天线连接起来、如图 9 9——32(a)32(a)所示 图9-32 测角器原理简图 假设电波到来的方向与余弦环形天线假设电波到来的方向与余弦环形天线(XX(XX’’环形天环形天线线) )成成θθ角，那么在余弦环形天线上产生的合成感应电角，那么在余弦环形天线上产生的合成感应电势的振幅为势的振幅为ExEx＝＝EmcosθEmcosθ；在正弦环形天线；在正弦环形天线(YY(YY’’环形环形天线天线) )上产生的合成感应电势的振幅为上产生的合成感应电势的振幅为EyEy= =EmsinθEmsinθ，并，并分别在测角器的励磁线圈分别在测角器的励磁线圈 xxxx’’和和 yyyy’’上形成感应电上形成感应电流并产生与合成感应电势成比例的磁通流并产生与合成感应电势成比例的磁通( (分别以分别以BxBx和和 ByBy表示表示) )：： （（ K-K-比例系数比例系数 ）） 如果此时测角器转子线圈与如果此时测角器转子线圈与xxxx’’励磁线圈成励磁线圈成φφ角，角，则作用到转子线圈上的磁通分量分别为则作用到转子线圈上的磁通分量分别为 和和 ：： 磁通磁通 与与 必然在转子线圈上产生感应电势，必然在转子线圈上产生感应电势，且与合成磁通且与合成磁通( + )( + )成正比例。

转子线圈上产生的成正比例转子线圈上产生的感应电势的振幅值为感应电势的振幅值为 由上式可知，转子线圈上产生感应电势的振幅随由上式可知，转子线圈上产生感应电势的振幅随来波方向按余弦规律变化，如图来波方向按余弦规律变化，如图9 9 9 9————32(b)32(b)32(b)32(b)所示 当当θθ＝＝φφ，， 为最大；为最大； 当当θ-φθ-φ=π/2, =π/2, ＝＝0;0; 当当θθ在在φ=θφ=θ与与φ+π/2φ+π/2之间变化时，之间变化时， 在最大值与零在最大值与零 之间变化之间变化 ,转子线圈上产生的感应电势的振幅按转子线圈上产生的感应电势的振幅按 ““8 8””字形规律变化字形规律变化  因此测角器中的转子线圈因此测角器中的转子线圈( (定向线圈定向线圈) )实际上相当实际上相当于一个普通旋转式的单个环形天线转子线圈所形成于一个普通旋转式的单个环形天线转子线圈所形成的感应电势与垂直天线产生的感应电势仍有的感应电势与垂直天线产生的感应电势仍有9O9O°°的相的相位差。

位差Ø利用测角器转子的转动及在测角器转子上形成的感应电势利用测角器转子的转动及在测角器转子上形成的感应电势与垂直天线感应电势的与垂直天线感应电势的9090°°相位差进行自动定向的相位差进行自动定向的基本原基本原理分析理分析如下：如下：ü用某低频用某低频( (如如9090赫赫) )信号作为基本相位信号，对转子上信号作为基本相位信号，对转子上形成的感应电势进行平衡调制，使转子的感应电势按形成的感应电势进行平衡调制，使转子的感应电势按9090赫规律周期地换相赫规律周期地换相180180°°，并与垂直天线感应电势叠，并与垂直天线感应电势叠加，产生调相信号加，产生调相信号 ü经过相位检波后得到经过相位检波后得到9090赫的方位误差信号，并与基准赫的方位误差信号，并与基准9090赫信号比相，从而可确定测角器转子的转向赫信号比相，从而可确定测角器转子的转向ü当转子被电机带动转到使测角器转子感应电势为零值当转子被电机带动转到使测角器转子感应电势为零值时，同时也带动指示器指针转到相应位置，此时由于时，同时也带动指示器指针转到相应位置，此时由于方位误差信号为零，所以电机停转，指针转过的角度方位误差信号为零，所以电机停转，指针转过的角度即为飞机与地面电台的相对方位角。

即为飞机与地面电台的相对方位角ü 如以飞机纵轴为界，电波从飞机右方或左方传来如以飞机纵轴为界，电波从飞机右方或左方传来( (即地即地面电台在飞机右侧或左侧面电台在飞机右侧或左侧) )时，信号经换相、叠加后，时，信号经换相、叠加后，使相位检波器输出的使相位检波器输出的9090赫方位误差信号相位相反，因赫方位误差信号相位相反，因而使测角器转子转向也相反，指示器指针指向右或左而使测角器转子转向也相反，指示器指针指向右或左某角度，如图某角度，如图9 9——33(a)33(a)、、(b)(b)所示 图9-33 非移相式自动定向各级 信号的波形及相位关系 (a)电被从右前方传来， (b)电波从左前方传来ü典型的旋转测角器非移相式自动定向与旋转环形天线典型的旋转测角器非移相式自动定向与旋转环形天线移相式自动定向的主要区别移相式自动定向的主要区别 是：是： 前者环形天线前者环形天线( (测角器测角器 转子转子) )输出信号不移相输出信号不移相9090°°，， 而直接与垂直天线信号叠加而直接与垂直天线信号叠加 形成调相信号，不是调幅信形成调相信号，不是调幅信 号。

所以在终端设有相位检号所以在终端设有相位检 波器，并输出低频波器，并输出低频(90(90赫赫) )控控 制信号其简单方框图如图制信号其简单方框图如图 9 9——3434所示图9—34 旋转测角器非移相式自动定向机简单方框图v六、六、 无测角器固定环形天线式自动定向无测角器固定环形天线式自动定向Ø最新式的自动定向机同样将二个正交的环形天线固定在飞最新式的自动定向机同样将二个正交的环形天线固定在飞机上，但机上，但不采用测角器和任何转动部件其定向的基本原不采用测角器和任何转动部件其定向的基本原理如下：理如下：ü纵向纵向( (正弦正弦) )环形天线与横向环形天线与横向( (余弦余弦) )环形大线接收的信环形大线接收的信号分别被低频号分别被低频( (如如9696赫赫) )调制信号调幅，二个调制信号调制信号调幅，二个调制信号相位相差相位相差9090°°ü经调制后的二个信号合成后产生一个组合调制信号经调制后的二个信号合成后产生一个组合调制信号这个组合调制信号与低频这个组合调制信号与低频(96(96赫赫) )调制信号的相位差与调制信号的相位差与飞机至地面电台的相对方位成正比，但存在飞机至地面电台的相对方位成正比，但存在0 0°°和和180180°°的二个定向点，即可能产生的二个定向点，即可能产生180180°°的定向误差。

的定向误差ü当组合调制信号与垂直天线信号叠加后、则可消除错当组合调制信号与垂直天线信号叠加后、则可消除错 误定向点，其叠加信号的外包络相位即包含有相对方误定向点，其叠加信号的外包络相位即包含有相对方位信息ü经接收机相干检波后输出外包络复合音频经接收机相干检波后输出外包络复合音频( (含有含有9696赫方赫方位信息位信息) )，再由微处理器采用相关技术与低频，再由微处理器采用相关技术与低频(96(96赫赫) )调调制信号进行比相，以确定飞机与地面电台的相对方位制信号进行比相，以确定飞机与地面电台的相对方位Ø根据接收信号在接收机内各点的相位解析说明这种最新式根据接收信号在接收机内各点的相位解析说明这种最新式自动定向的基本原理：自动定向的基本原理：  图图9 9——3535示出了自动定向机的方位解算方框图示出了自动定向机的方位解算方框图 图9-35 方位解算方框图 组合型环形／垂直天线的组合型环形／垂直天线的纵向纵向( (正弦正弦) )环形天线环形天线和和横横向向( (余弦余弦) )环形天线环形天线接收地面电台信号加至各自平衡调制器接收地面电台信号加至各自平衡调制器的信号电压分别用的信号电压分别用V V1 1和和V V2 2表示：表示： A A————信号电压的幅值信号电压的幅值 θθ————飞机与地面电台的相对方位角飞机与地面电台的相对方位角 ————接收地面电台信号的载波角频率接收地面电台信号的载波角频率( (如如199199一一17501750千赫千赫) ) 二个平衡调制器分别受低频二个平衡调制器分别受低频 ( (如如9696赫赫) )正弦和余弦调正弦和余弦调制信号的调制，经调制后的输出信号分别为制信号的调制，经调制后的输出信号分别为V V3 3和和V V4 4：：  将将V V3 3和和V V4 4合成后可得到组合调制信号合成后可得到组合调制信号V V5 5 V V5 5= V= V3 3+ V+ V4 4 从上式中可见，组合调制信号从上式中可见，组合调制信号V V5 5是一个包含相对方位是一个包含相对方位角角θθ的函数。

垂直天线接收的信号及将其移相的函数垂直天线接收的信号及将其移相9090°°后的输后的输出信号分别为出信号分别为V V6 6和和V V7 7：：  V V8 8可视为以低频可视为以低频( (如如9696赫赫) )调制的调幅波信号，其调制调制的调幅波信号，其调制系数为系数为A A／／B B 高频调幅信号高频调幅信号V V8 8与本振信号混频后得到中频信号与本振信号混频后得到中频信号V V9 9 V V9 9经检波后输出音频识别信号经检波后输出音频识别信号( (加到音频系统加到音频系统) )和包含和包含方位角方位角θθ的低频的低频( )( )余弦函数余弦函数V V1010：： （（K K为常数）为常数） 将将V V1010加到二个鉴相器，同时调制器的二个低频正弦加到二个鉴相器，同时调制器的二个低频正弦 ( )( )和余弦和余弦( )( )信号也分别加到二个鉴相器，经信号也分别加到二个鉴相器，经鉴相后得到鉴相后得到 和和 ：：  再经低通滤波器滤波后，鉴相器的输出为再经低通滤波器滤波后，鉴相器的输出为: : 最后求出，飞机对地面电台的相对方位角最后求出，飞机对地面电台的相对方位角: 无测角器固定环形天线式自动定向机的简单方框图如无测角器固定环形天线式自动定向机的简单方框图如图图9 9——3636所示。

所示图 9-36 自动定向机简单方框图第三节第三节 自动定向机的使用自动定向机的使用v一、一、 飞行中的使用和检查飞行中的使用和检查 自动定向机在飞行中的使用和检查比较简单，只要将自动定向机在飞行中的使用和检查比较简单，只要将控制盒上的工作方式选择电门放在控制盒上的工作方式选择电门放在““天线天线””(ANT)(ANT)、、““定定向向””(ADF)(ADF)、、““试验试验””(TEST)(TEST)或在某些控制盒上的或在某些控制盒上的““环形环形天线天线””(LOOP)(LOOP)位置上，自动定向机就接通机上电源，并按位置上，自动定向机就接通机上电源，并按所选择的工作方式开始工作在飞行中的使用和检查，应所选择的工作方式开始工作在飞行中的使用和检查，应注意以下四点：注意以下四点： 1 1．正确选择电台和频率．正确选择电台和频率 因为在同一地区可能有多个地面中长波电台，而且它因为在同一地区可能有多个地面中长波电台，而且它们的工作频率间隔可能很小，自动定向接收机容易错调在们的工作频率间隔可能很小，自动定向接收机容易错调在其他电台的频率上。

其他电台的频率上  2 2．收听电台的呼号．收听电台的呼号 利用飞机上的音频综合系统，收听地面电台的音频信利用飞机上的音频综合系统，收听地面电台的音频信号，或接通控制盒上的号，或接通控制盒上的““报一话报一话””(TONE)(TONE)电门来收听地面电门来收听地面电台的呼号和英文识别字母信号，以判断所接收的地面电电台的呼号和英文识别字母信号，以判断所接收的地面电台是不是所希望的台是不是所希望的 3 3．判断指示方位的正确性．判断指示方位的正确性 判断方位指示器判断方位指示器(RMI)(RMI)指示的方位是否正确指示的方位是否正确, ,可在可在““环环形天线形天线””(LOOP)(LOOP)位人工转动一下环形天线位人工转动一下环形天线, ,或在或在““试验试验””(TEST)(TEST)位检查方位指示是否指位检查方位指示是否指135135°°(ADF(ADF——700)(700)(在在 DFDF——206206系统中，方位指示应为系统中，方位指示应为4545°°或或135135°°) )，以验证接，以验证接收机工作是否正常。

收机工作是否正常 4 4．掌握好飞机过台点．掌握好飞机过台点  一般地面归航台设置在沿跑道的延长线上飞行员可一般地面归航台设置在沿跑道的延长线上飞行员可利用自动定向系统中指示器的方位指针作向台和背台飞行，利用自动定向系统中指示器的方位指针作向台和背台飞行，这时应该掌握好过台时方位指针反指这时应该掌握好过台时方位指针反指180180°°的瞬间v二、二、 归航和偏流修正归航和偏流修正（一）（一） 归航时遇侧风的偏流修正归航时遇侧风的偏流修正 Ø当飞机向某一目标当飞机向某一目标( (地面台地面台) )飞行时飞行时( (归航归航) )，可使用自动定，可使用自动定向机来引导一般在向机来引导一般在5050一一100100公里以外，接收远归航台、公里以外，接收远归航台、航线导航台或广播电台的信号，飞机只要保持对地面台的航线导航台或广播电台的信号，飞机只要保持对地面台的相对方位为相对方位为0 0°°，就可引导飞机飞到目的地就可引导飞机飞到目的地Ø例如，图例如，图9 9——3737表示一架飞机从起飞机场飞往某目的地表示一架飞机从起飞机场飞往某目的地假设目的地地面电台的磁方位为假设目的地地面电台的磁方位为355355°°，飞机起飞后操纵，飞机起飞后操纵飞机使磁航向为飞机使磁航向为355355°°(RMI(RMI指示器的航向指标对准罗牌刻指示器的航向指标对准罗牌刻Ø指指示示器器顶顶端端固固定定标标记记( (航航向向标标记记) )所所指指罗罗牌牌的的刻刻度度数数为为飞飞机机的的磁磁航航向向，，指指示示器器指指针针指指示示罗罗牌牌上上的的刻刻度度数数为为地地面面导导航航台台的的磁磁方方位位角角，，而而指指示示器器的的航航向向标标记记与与指指针针之之间间的的夹夹角角为为飞飞机机与与地地面面导导航航台台的的相相对对方方位位角角。

三三者者之之间间的的关关系系可可由由下下述述公式说明：公式说明：• 电台磁方位＝电台磁方位＝•飞机磁航向十电台相对方位飞机磁航向十电台相对方位Ø度度355355°°) )，并使方位指针指，并使方位指针指0 0°° ( (指针对准指针对准 RMIRMI指示器的航向指指示器的航向指 标标) )，即地面电台的相对方位为，即地面电台的相对方位为 0 0°°这样飞机就可按图中粗实这样飞机就可按图中粗实 线的直达航线飞到目的地线的直达航线飞到目的地Ø当遇有右侧风时，飞机就会偏当遇有右侧风时，飞机就会偏 离原预定航线；假设使飞机仍离原预定航线；假设使飞机仍 保持相对方位为保持相对方位为0 0°°( (方位指针方位指针 对准指示器航向指标对准指示器航向指标) )进行飞行，进行飞行， 那么，飞机将以图中弧形虚线那么，飞机将以图中弧形虚线 所示的航迹飞行，即在所示的航迹飞行，即在A A’’位飞位飞 机的磁航向变为机的磁航向变为0 0°°,B,B’’位飞机位飞机 的磁航向变为的磁航向变为1010°°，，C C’’位飞机的磁航向变为位飞机的磁航向变为2020°°等。

等图9—37 归航遇有侧风时的偏流和修正 如飞机以相同的速度飞行，不仅改变了飞机的航迹，而且如飞机以相同的速度飞行，不仅改变了飞机的航迹，而且延长了飞机到达目的地的时间延长了飞机到达目的地的时间Ø在上述情况下，应根据当时的风向、风速，在飞机起飞后在上述情况下，应根据当时的风向、风速，在飞机起飞后及时修正航向及时修正航向( (磁航向磁航向) )例如，在右侧风时，当飞机起飞例如，在右侧风时，当飞机起飞后使偏流角后使偏流角( (飞机的航迹与航向之间的夹角飞机的航迹与航向之间的夹角) )为为-20-20°°( (如图如图9-379-37中中D D位飞机位飞机) )，使飞机的磁航向为，使飞机的磁航向为1515°°，飞机到地面电，飞机到地面电台的相对方位为台的相对方位为340340°°，，RMIRMI指示器的指针在罗牌上的读数指示器的指针在罗牌上的读数仍保持地面电台磁方位为仍保持地面电台磁方位为355355°°，如图，如图9-379-37中中 RMIRMI指示的指示的情况 (二二) ) 侧风偏流的渐次修正侧风偏流的渐次修正Ø在飞机上也可以利用在飞机上也可以利用 ADFADF的指示对飞机的偏流进行渐次修的指示对飞机的偏流进行渐次修正，以上述同一航线为例，如图正，以上述同一航线为例，如图9-389-38所示，所示， Ø当飞机起飞后，操纵飞机对准地面当飞机起飞后，操纵飞机对准地面 电台，即电台，即 RMIRMI指示器指针指示的相指示器指针指示的相 对方位为对方位为0 0°°，磁航向为，磁航向为355355°°，地，地 面电台的磁方位也为面电台的磁方位也为355355°°, ,如图中如图中 A A位飞机的情形。

当遇有右侧风而仍位飞机的情形当遇有右侧风而仍 保持磁航向保持磁航向355355°°飞行时，相对方位飞行时，相对方位 变为变为5 5°°，则地面电台的磁方位变为，则地面电台的磁方位变为 0 0°°，这说明在右侧风的影响下，飞，这说明在右侧风的影响下，飞 机已偏离原航线的左方机已偏离原航线的左方Ø因此应使飞机向右修正，当保持地因此应使飞机向右修正，当保持地 面电台磁方位不变面电台磁方位不变( (仍为仍为0 0°°) )，使磁，使磁 航向向右修正到航向向右修正到1010°°时，相对方位时，相对方位 为为350350°°，如图，如图9-389-38中中 B B位飞机的情形如继续保持磁航位飞机的情形如继续保持磁航向向1010°°不变飞行，那么在右侧风的影响下，地面电台的磁不变飞行，那么在右侧风的影响下，地面电台的磁图9-38 侧风偏流的渐次修正 方位将增大，如增大到方位将增大，如增大到2 2°°时，相对方位变为时，相对方位变为352352°°，此时，此时飞机仍偏左，如图中飞机仍偏左，如图中C C位飞机的情形，因此需要继续增大位飞机的情形，因此需要继续增大磁航向，而减小地面电台的磁方位，最后使飞机磁航向为磁航向，而减小地面电台的磁方位，最后使飞机磁航向为1515°°，地面电台磁方位为，地面电台磁方位为355355°°，相对方位为，相对方位为340340°°，则飞，则飞机进入原直达预定航线。

机进入原直达预定航线 根据上述分析，根据上述分析，可以用地面电台磁方位的变化来判断可以用地面电台磁方位的变化来判断飞机偏离预定航线的方向如地面电台磁方位增大，说明飞机偏离预定航线的方向如地面电台磁方位增大，说明飞机向左偏；而地面电台的磁方位减小，则说明飞机向右飞机向左偏；而地面电台的磁方位减小，则说明飞机向右偏当判断出飞机偏离预定航线的方向后，再用同样的方当判断出飞机偏离预定航线的方向后，再用同样的方法进行修正，直至飞机到地面电台的磁方位不再变化为止法进行修正，直至飞机到地面电台的磁方位不再变化为止, ,即飞机进入原预定航线飞行即飞机进入原预定航线飞行 v三、三、 飞机的空中定位飞机的空中定位Ø三角测量定位法三角测量定位法 : :利用二个已知的地面电台来测定飞机的利用二个已知的地面电台来测定飞机的地理位置，用第三个地面电台来检查定位的精度地理位置，用第三个地面电台来检查定位的精度Ø由于是在飞机沿航线飞行中进行测量，所以三个测量点由于是在飞机沿航线飞行中进行测量，所以三个测量点A A’’、、B B’’、、C C’’的距离越短，则所形成的三角形越小，它的距离越短，则所形成的三角形越小，它们的间隔越趋于们的间隔越趋于 接近，定位就越接近，定位就越 精确。

精确这种方法这种方法 适用于只装一部适用于只装一部 自动定向机的小自动定向机的小 型、低速飞机型、低速飞机 图9-39 飞机的空中定位Ø这种方法定位精度较低，所以在现代大型、高速飞机上都这种方法定位精度较低，所以在现代大型、高速飞机上都装有二部自动定向机，装有二部自动定向机，且它们的方位指针装在一个指示器且它们的方位指针装在一个指示器上，这样可以同时选择二个地面导航台，利用二条磁方位上，这样可以同时选择二个地面导航台，利用二条磁方位线的交点准确地测得飞机的位置线的交点准确地测得飞机的位置Ø现代飞机的定位还可以采用现代飞机的定位还可以采用VORVOR／／DMEDME设备，在远程航路上设备，在远程航路上可用惯性导航系统或奥米伽系统等自动定向机主要用于可用惯性导航系统或奥米伽系统等自动定向机主要用于进近归航和着陆阶段进近归航和着陆阶段v四、四、 测量飞机到地面电台的距离和时间测量飞机到地面电台的距离和时间（一）（一） 倍角法倍角法 在飞机航向的任一侧选择一个已知的地面电台，如图在飞机航向的任一侧选择一个已知的地面电台，如图9-409-40所示。

假设飞机在所示假设飞机在A A点测得地面电台的磁方位为点测得地面电台的磁方位为6060°°( (电机的航向与飞机和地面电台连线的夹角为电机的航向与飞机和地面电台连线的夹角为3030°°) )，， 图9-40 用倍角法测量到地面电台的距离 记录此时时间记录此时时间 ，飞机保，飞机保 持如图中所示航向持如图中所示航向9090°°和和 空速空速v v不变，在不变，在B B点测得地点测得地 面电台的磁方位为面电台的磁方位为3030°°( (即即 飞机的航向与飞机和地面飞机的航向与飞机和地面 电台连线的夹角为电台连线的夹角为6060°°) )，， 并记录此时时间为并记录此时时间为 ，那，那 么，此时飞机到地面电台么，此时飞机到地面电台 的距离的距离D D可由下式表示：可由下式表示： D=v( - )D=v( - ) - 这是因为飞机从这是因为飞机从A A点飞到点飞到B B 点，其所测地面台的磁方位具点，其所测地面台的磁方位具 有有倍角关系倍角关系( (如图如图9 9——4141所示所示),), 因此飞机从因此飞机从A A点到点到B B点所需要的点所需要的 时间时间 和距离和距离 恰好等于飞机恰好等于飞机 从从 B B点到地面电台所需要的时点到地面电台所需要的时 间间 和和 距离，即距离，即 = = ，， = = 。

所以测量飞机在所以测量飞机在 B B 点时到地面电台的距离可以表点时到地面电台的距离可以表 示为：示为： D=v( - )D=v( - ) =v =v =v =v图9-41 倍角法测距，时间和距离的关系 （二）（二） 切台法切台法Ø利用自动定向机将飞机操纵到与已知地面电台相对方位为利用自动定向机将飞机操纵到与已知地面电台相对方位为9090°°或或270270°°的位置上，如图的位置上，如图9-429-42所示所示A A点，并开始计时，点，并开始计时，且保持飞机飞行航向不变，当相对方位改变了且保持飞机飞行航向不变，当相对方位改变了1010°°或或2020°°时，记下所需要的时间时，记下所需要的时间( (秒秒) )，，用记录的秒数时间除以相对用记录的秒数时间除以相对方位的变化数，即可得到飞机相对方位在方位的变化数，即可得到飞机相对方位在9090°°时时(A(A点点) )，，以相同速度到达地面电台的时间以相同速度到达地面电台的时间( (分钟数分钟数) )Ø因为因为tg1tg1°°＝＝0.017≈1/600.017≈1/60，， 所以采用切台法使所以采用切台法使相对方位相对方位 变化变化1 1°°的时间秒数，就是的时间秒数，就是 切台点切台点( (相对方位为相对方位为9090°°处处) ) 到地面电台的时间分数。

到地面电台的时间分数 图9-42 切台法测距Ø将当时的空速与时间分数相乘，便可得到飞机在切台点处将当时的空速与时间分数相乘，便可得到飞机在切台点处与地面电台之间的距离与地面电台之间的距离三）（三） 预定位置线法预定位置线法 Ø飞机在空中飞行时，为了使飞行员能掌握飞行动态，可以飞机在空中飞行时，为了使飞行员能掌握飞行动态，可以事先在航图上设定所需要的位置线，并量出已知地面电台事先在航图上设定所需要的位置线，并量出已知地面电台的方位角，当飞机向预定位置线飞行时，可的方位角，当飞机向预定位置线飞行时，可利用自动定向利用自动定向机测得的相对方位和地面电台的磁方位的变化来判断飞机机测得的相对方位和地面电台的磁方位的变化来判断飞机进入预定位置线的瞬间进入预定位置线的瞬间Ø如图如图9-439-43所示的预定位置线为所示的预定位置线为OBOB，当飞机由，当飞机由A A点向点向B B点飞行点飞行时，飞机对地面电台的相对方位和磁方位都在不断变化时，飞机对地面电台的相对方位和磁方位都在不断变化( (保持航向不变保持航向不变) )，如果地面电台在飞机的右侧，则相，如果地面电台在飞机的右侧，则相 对方位和磁方位都将逐渐增大对方位和磁方位都将逐渐增大 ( (反之，逐渐减小反之，逐渐减小) )，当飞机到，当飞机到 达达 B B点，即进入预定位置线时，点，即进入预定位置线时， 所测得的电台磁方位应恰好等所测得的电台磁方位应恰好等 于预定位置线的方位，说明该于预定位置线的方位，说明该 时刻即为飞机到达预定位置线时刻即为飞机到达预定位置线 的瞬间，之后，自动定向机所的瞬间，之后，自动定向机所 测得的相对方位和电台的磁方测得的相对方位和电台的磁方 位将同时增大。

位将同时增大v五、五、 进近和穿云着陆进近和穿云着陆（一）（一） 进近的程序转弯进近的程序转弯 图9—43 进入预定恢置线的瞬间 进近进近：：飞机从航向信标飞机从航向信标(LOC)(LOC)覆盖边缘开始覆盖边缘开始 飞机着陆过程飞机着陆过程 一直下降到跑道延长线上空一直下降到跑道延长线上空1515——30 30 米的高度米的高度 着陆着陆 当飞机由自动定向机引导飞到目的地当飞机由自动定向机引导飞到目的地( (机场机场) )上空时，上空时，驾驶员将操纵飞机对远归航台作过台飞行，即自动定向机驾驶员将操纵飞机对远归航台作过台飞行，即自动定向机方位指示器指针反指方位指示器指针反指180180°°，此时飞机可进入航图中的，此时飞机可进入航图中的程程序转弯序转弯( (标准转弯标准转弯) ) 飞机从远归航台上空飞向穿云下降点时，如果进入远飞机从远归航台上空飞向穿云下降点时，如果进入远归航台上空的高度较高，则需要平飞和下降的时间较长，归航台上空的高度较高，则需要平飞和下降的时间较长，为缩短时间，也可以在飞机通过远归航台后立刻下降，当为缩短时间，也可以在飞机通过远归航台后立刻下降，当下降到正常下降距离的一半时即作下降到正常下降距离的一半时即作180180°°水平转弯，并使水平转弯，并使 飞机对准着陆航向，继续穿云下降，进行着陆。

图飞机对准着陆航向，继续穿云下降，进行着陆图9 9——4444示出了飞机过台、穿云下降和程序转弯的过程示出了飞机过台、穿云下降和程序转弯的过程 程序转弯的角度和进入下降点的高度，随机场净空条程序转弯的角度和进入下降点的高度，随机场净空条件和飞机机型的不同而各不相同件和飞机机型的不同而各不相同 图9—44 进近的程序转弯 (a)18O°过台侧视图； (b)程序转弯俯视图 1一归航台上空静锥区 2一短航线程序转弯 3一正常航线程序转弯 （二）（二） 典型进近图典型进近图 利用自动定向机，使其工利用自动定向机，使其工 作在作在““自动定向自动定向””(ADF)(ADF)位位, ,对对 远归航台作进近飞行，示意图远归航台作进近飞行，示意图 如图如图9-459-45所示 飞机在飞机在A A位位以磁航向以磁航向140140°°，， 对远归航台的相对方位为对远归航台的相对方位为0 0°°作作 进近飞行进近飞行 当飞机飞越远归航台上空当飞机飞越远归航台上空 后，后，RMIRMI指示器的方位指针将反指示器的方位指针将反 指指180180°°，此时指示器的箭尾指，此时指示器的箭尾指 出飞机背台飞行时的方位出飞机背台飞行时的方位, ,以表以表 示飞机飞离归航台。

飞机飞到示飞机飞离归航台飞机飞到 图9-45 典型进近图(RMI指示) B B位位时的磁航向为时的磁航向为215215°°，对远归航台的相对方位为，对远归航台的相对方位为147147°°, ,远归航台的磁方位为远归航台的磁方位为2 2°°，此时可进行程序转弯和下降高，此时可进行程序转弯和下降高度；当飞机飞到度；当飞机飞到C C位位时，磁航向为时，磁航向为3535°°( (正好对准跑道方向正好对准跑道方向) )，而后再次通过远归航台上空，而后再次通过远归航台上空( (指示器指示再次反指指示器指示再次反指180180°°) )，保持此航向飞行并降低高度，然后进行着陆保持此航向飞行并降低高度，然后进行着陆三）（三） 穿云着陆穿云着陆 飞机在云中或云上空飞行时，如果机场被低云或浓雾飞机在云中或云上空飞行时，如果机场被低云或浓雾遮盖，就需要使飞机先穿至云下，然后进行着陆遮盖，就需要使飞机先穿至云下，然后进行着陆 因为在跑道延长线上一般都设有远、近归航台和因为在跑道延长线上一般都设有远、近归航台和7575兆兆赫指点标台，因此，飞机穿云下降时，只要引导飞机下降赫指点标台，因此，飞机穿云下降时，只要引导飞机下降到预定高度或预定位置线，就能准确地使飞机进入远归航到预定高度或预定位置线，就能准确地使飞机进入远归航台上空。

台上空  例如，如图例如，如图9-469-46所所 示示, ,飞机对远归航台作飞机对远归航台作 9090°°( (或或270270°°) )切台飞切台飞 行行, ,飞机高度为飞机高度为900900米米, , 按机场的标准穿云图下按机场的标准穿云图下 降到四边至五边时降到四边至五边时, ,即即 可穿出云层可穿出云层, ,进行目视进行目视 着陆v六、六、 在机场上空作等待飞行在机场上空作等待飞行 由于跑道使用繁忙或天气等原因，指挥调度人员会通由于跑道使用繁忙或天气等原因，指挥调度人员会通知已进入机场上空的飞机在指定的空域和高度层上作等待知已进入机场上空的飞机在指定的空域和高度层上作等待飞行 图9—46 穿云着陆示意图 如图如图9-479-47所示，所示，在在A A点点的飞机对归航台和跑道作进近的飞机对归航台和跑道作进近飞行，此时，飞机的磁航向为飞行，此时，飞机的磁航向为3535°°，相对方位为，相对方位为0 0°°，当，当飞机飞过远归航台后，飞机飞过远归航台后，RMIRMI指示器的指针反指指示器的指针反指180180°°，然后，，然后，飞机作标准的飞机作标准的18O18O°°水平转弯水平转弯, ,对航向进行侧风修正，并按对航向进行侧风修正，并按特定等待航线在规定时间飞离跑道上空。

特定等待航线在规定时间飞离跑道上空 当飞机转至当飞机转至B B位时位时; ;飞机磁航飞机磁航 向为向为215215°°, ,飞机对远归航台的相飞机对远归航台的相 对方位为对方位为8585°° ( (相对方位约由相对方位约由4545°° 逐渐增大到逐渐增大到155155°°) )，接近切台位，接近切台位, , 飞机飞到等待航线的末端再次作飞机飞到等待航线的末端再次作 标准的标准的180180°°水平转弯水平转弯, ,并使飞机并使飞机 按原等待航线飞行这样使飞机按原等待航线飞行这样使飞机 在等待航线上重复飞行，直至指在等待航线上重复飞行，直至指 挥调度人员通知可进行着陆为止挥调度人员通知可进行着陆为止图9-47 飞机在机场上空作等待飞行v七、自七、自动定向机与全向信标机动定向机与全向信标机（一）自动定向机（一）自动定向机Ø优点：优点：结构简单、投资费用少、使用方便等结构简单、投资费用少、使用方便等Ø缺点：缺点：ü只能指出飞机相对于某地面电台的相对方位，在特殊只能指出飞机相对于某地面电台的相对方位，在特殊情况下情况下( (如恶劣天气时如恶劣天气时) )还不能确定飞机的地理位置。

还不能确定飞机的地理位置ü如果遇有侧风，飞机就会向下风方向飞行而偏出预定如果遇有侧风，飞机就会向下风方向飞行而偏出预定航线，因此，必须将自动定向机与磁罗盘配合使用，航线，因此，必须将自动定向机与磁罗盘配合使用，以随时修正由于侧风引起的偏流角以随时修正由于侧风引起的偏流角 为了有效地避免以上缺点，到了为了有效地避免以上缺点，到了6060年代初期出现了全年代初期出现了全向信标系统向信标系统( (简称简称VORVOR系统系统) ) （一）全向信标机（一）全向信标机Ø区别：区别：全向信标系统：全向信标系统：地面电台发射的是地面电台发射的是有方向性有方向性的电波的电波 信号当飞机上的全向信标接收机接收到这种有方信号当飞机上的全向信标接收机接收到这种有方 向性的电波信号后，就可以确定飞机的地理方位，向性的电波信号后，就可以确定飞机的地理方位， 再与测距机等配合，就可以确定飞机的地理位置再与测距机等配合，就可以确定飞机的地理位置 自动定向系统：自动定向系统：地面电台发射的是地面电台发射的是无方向性无方向性电波信电波信 号。

号Ø有方向性的电波信号的发射有方向性的电波信号的发射 基准相位信号：基准相位信号：无方向性，信号的相位在无方向性，信号的相位在信号的组成：信号的组成： 0 0°°一一360360°°范围内是不变的；范围内是不变的； 可变相位信号：可变相位信号：有方向性，信号的相位在有方向性，信号的相位在 0 0°°一一360360°°范围内是可变的范围内是可变的  这二个信号的相位，除在磁北这二个信号的相位，除在磁北 子午线上完全一致外，在其他各个子午线上完全一致外，在其他各个 方位都是不同的所谓方位都是不同的所谓““全向全向””，， 就是以地面就是以地面VORVOR台为中心台为中心, ,以磁北为以磁北为 基准基准(0(0°°) )，在地面，在地面VORVOR台的各个方台的各个方 位上位上(0(0°°一一360360°°) )都是有方向性的，都是有方向性的， 即由磁北开始旋转向四周辐射无数即由磁北开始旋转向四周辐射无数 根径向线。

图根径向线图9 9——4848示出了地面示出了地面VORVOR 台辐射的方位信号台辐射的方位信号 当飞机在地面当飞机在地面VORVOR台的某个方位上接收到了这种有方台的某个方位上接收到了这种有方向性的电波信号，并加以鉴别，那么，就可以判定飞机在向性的电波信号，并加以鉴别，那么，就可以判定飞机在地面地面VORVOR台的哪个方位上台的哪个方位上(VOR(VOR地面台的磁方位地面台的磁方位) ) 图9-48 地面VOR台辐射的方位信号l-R为基准相位信号 2-V为可变相位信号第四节第四节 误差与干扰误差与干扰Ø分类：分类：环形天线附近金属导体的干扰误差、电波传播误差环形天线附近金属导体的干扰误差、电波传播误差和设备误差和设备误差 v一、一、 象限误差象限误差( (罗差罗差) )的形成的形成Ø象限误差：象限误差：环形天线附近金属导体的干扰误差环形天线附近金属导体的干扰误差Ø二次辐射二次辐射: :当地面电台辐射的无线电波射到飞机机身等金当地面电台辐射的无线电波射到飞机机身等金属物体上时，将在金属物体上产生交变的感应电流，该电属物体上时，将在金属物体上产生交变的感应电流，该电流又在机身等金属物体周围产生辐射电波，这种现象称为流又在机身等金属物体周围产生辐射电波，这种现象称为二次辐射。

二次辐射 Ø象限误差的产生：象限误差的产生：二次辐射电波与原信号电波叠加后，合二次辐射电波与原信号电波叠加后，合成电波作用到环形天线的方向与原电波传播方向相差一个成电波作用到环形天线的方向与原电波传播方向相差一个角度，从而改变了定向方向，造成了定向误差，该角度，从而改变了定向方向，造成了定向误差，该角度角度称称为为象限误差象限误差或或罗差罗差 Ø造成二次辐射的金属物体造成二次辐射的金属物体ü类回路辐射体类回路辐射体 ：如飞机机身等，它类似回路：如飞机机身等，它类似回路 ü类天线辐射体类天线辐射体 ：长度比截面大很多倍的不闭合导体，：长度比截面大很多倍的不闭合导体， 如天线杆、金属杆等，它类似于天如天线杆、金属杆等，它类似于天 线线 通常类回路辐射体比类天线辐射体对定向的影响大得通常类回路辐射体比类天线辐射体对定向的影响大得多多( (即产生的罗差大即产生的罗差大) )Ø类回路辐射体所产生的罗差类回路辐射体所产生的罗差 我们可以把飞机看作二个回路，我们可以把飞机看作二个回路， 即飞机纵轴向形成的纵向回路及飞即飞机纵轴向形成的纵向回路及飞 机横轴向形成的横向回路。

如图机横轴向形成的横向回路如图 9 9——4949所示 图9-49 飞机纵轴、横轴回路 假设地面导航台射来的电波与假设地面导航台射来的电波与YYYY’’轴的夹角为轴的夹角为αα，飞，飞机与地面台的相对方位角为机与地面台的相对方位角为θθ根据电波传播的方向，按根据电波传播的方向，按右手定则可确定它的磁场为右手定则可确定它的磁场为 (参看图参看图9 9——50)50) 无线电波是由电场和磁场合成的，为了分析方便起见，无线电波是由电场和磁场合成的，为了分析方便起见，我们仅考虑磁场的情况我们仅考虑磁场的情况 由于二次辐射的原因，在由于二次辐射的原因，在 飞机的横轴回路将产生附加的飞机的横轴回路将产生附加的 二次辐射纵向磁场二次辐射纵向磁场 : (k (k为比例系数，为比例系数， 为磁场矢量的幅值为磁场矢量的幅值) ) 图9—50 罗差的形成 在飞机的纵轴回路将产生附加的二次辐射横向磁场在飞机的纵轴回路将产生附加的二次辐射横向磁场: : ( ( 为比例系数为比例系数) ) 总的纵向磁场为总的纵向磁场为: : 总的横向磁场为总的横向磁场为: : 总的合成磁场的矢量为：总的合成磁场的矢量为： 合成磁场的幅值为：合成磁场的幅值为： 根据图根据图9-509-50所示的各矢量关系可求出罗差的数学表达式：所示的各矢量关系可求出罗差的数学表达式： 在一般情况下，纵向类回路产生的二次辐射横向磁场在一般情况下，纵向类回路产生的二次辐射横向磁场增量的幅值增量的幅值 大于横向类回路产生的二次辐射纵向磁场大于横向类回路产生的二次辐射纵向磁场增量的幅值增量的幅值 ，即比例系数，即比例系数μμ＞＞k k，所以当相对方位角，所以当相对方位角变化变化360360°°时，合成磁场矢量的轨迹为一椭圆时，合成磁场矢量的轨迹为一椭圆( (长轴在长轴在y y轴轴上上) )。

 由二次辐射引起的罗差为由二次辐射引起的罗差为四次性四次性的，其变化规律如图的，其变化规律如图9 9——5151曲线所示曲线所示 图图9 9——5252示出了以平面坐标示出了以平面坐标表示的罗差变化规律表示的罗差变化规律 当地面电台的相对方位为当地面电台的相对方位为0 0°°180180°°9090°°和和270270°°时时 ，罗差为零，罗差为零 当相对方位为方位为4545°°和和225225°°时，有正的最大罗时，有正的最大罗差，而在差，而在135135°°和和315315°°时时, ,有负的最大有负的最大罗差可见，在可见，在0 0°°一一360360°°罗差的变罗差的变化规律还具有象限的特征，所以罗差化规律还具有象限的特征，所以罗差也称作象限误差也称作象限误差 图9—51 罗差曲线图9—52 罗差的矢量分析v二、二、 象限误差修正器象限误差修正器 为了保证定向的准确性，减小为了保证定向的准确性，减小定向误差，必须设法消除或减小象定向误差，必须设法消除或减小象限误差 （一）罗差补偿器（一）罗差补偿器 象限误差修正器是一个由钢带象限误差修正器是一个由钢带软轨、调节螺钉和修正机构等组成软轨、调节螺钉和修正机构等组成的圆形机械装置，也称作罗差补偿的圆形机械装置，也称作罗差补偿器，其构造如图器，其构造如图9 9——5353所示。

所示 罗差补偿器软轨的形状可由外罗差补偿器软轨的形状可由外壳上每隔壳上每隔1515°°分布的分布的2424个调节螺钉个调节螺钉来调整，调节软轨的形状就可以补来调整，调节软轨的形状就可以补偿每个方位上的罗差偿每个方位上的罗差图9—53 罗差补偿器的构造1-方位度盘， 2-补偿度盎，3-调整螺钉的, 4-指针5-滑轮， 6-滑动框架，7-弹簧, 8-金属软轨9-滑动框导架, 10-同步器轴,11-指针拨销. 这种罗差补偿器笨重，机械结构复杂，可靠性差，所这种罗差补偿器笨重，机械结构复杂，可靠性差，所以现代飞机通常采用电感式罗差补偿器以现代飞机通常采用电感式罗差补偿器二）电感式罗差补偿器（电感式象限误差修正器（二）电感式罗差补偿器（电感式象限误差修正器 ）） 它是一个它是一个平衡电感衰减器平衡电感衰减器，如图，如图9 9——5454所示它用于所示它用于正交固定环形天线式自动定向机，接在环形天线与接收机正交固定环形天线式自动定向机，接在环形天线与接收机之间，将正交固定式环形天线的横向线圈之间，将正交固定式环形天线的横向线圈( (作负罗差修正作负罗差修正) )或纵向线圈或纵向线圈( (作正罗差修正作正罗差修正) )的信号按修正度数要求给以相的信号按修正度数要求给以相应的衰减应的衰减, ,从而得到适当从而得到适当 的罗差补偿的罗差补偿( (即象限误差即象限误差 得到适当的修正得到适当的修正) )。

衰减主要靠电路中的衰减主要靠电路中的 电感电感 和和 的分流作用的分流作用 图9—54 电感式象限误差修正电路 需要修正度数大的，就减小需要修正度数大的，就减小 和和 ，并增大，并增大 和和 ；；需要修正的度数小时，则相反为了使象限误差的修正能需要修正的度数小时，则相反为了使象限误差的修正能适应各种不同飞机机型的使用，在电感修正线圈上一般都适应各种不同飞机机型的使用，在电感修正线圈上一般都备有很多抽头，以便按象限误差修正度数的不同连接到各备有很多抽头，以便按象限误差修正度数的不同连接到各抽头上v三、三、 ADFADF—700700自动定向机的象限误差修正自动定向机的象限误差修正 目前最新式自动定向机目前最新式自动定向机(ADF(ADF——700)700)象限误差的修正不象限误差的修正不用专门的象限误差修正器，而是在用专门的象限误差修正器，而是在接收机尾部中间插头接收机尾部中间插头 J302J302上的上的5 5个插钉由跨接线按不同的连接组合来修正象限个插钉由跨接线按不同的连接组合来修正象限误差。

误差每一个组合都产生一个确定的象限误差修正量每一个组合都产生一个确定的象限误差修正量 根据象限误差的规律根据象限误差的规律, ,可以采用在可以采用在地面地面和和空中空中两种方两种方法进行修正地面修正是将飞机拖至宽阔的跑道头法进行修正地面修正是将飞机拖至宽阔的跑道头, ,在飞在飞 机周围无建筑物或其他反射目标的情况下，选定适当的地机周围无建筑物或其他反射目标的情况下，选定适当的地面电台面电台( (电台频率应选用电台频率应选用200200——400400千赫千赫) )，使飞机在，使飞机在0 0°—°—360360°°方位转动，记录指示方位并配合地面瞄准仪，计算方位转动，记录指示方位并配合地面瞄准仪，计算出象限误差的修正量，改变接收机尾部插钉的组合出象限误差的修正量，改变接收机尾部插钉的组合在地在地面修正后必须经过空中验证面修正后必须经过空中验证 在空中进行验证时，要收集飞行期间的方位数据，然在空中进行验证时，要收集飞行期间的方位数据，然后计算需要修正的量后计算需要修正的量具体要求是具体要求是：： (l)(l)在飞机平飞时读取方位数据，并应在无风的天气下进在飞机平飞时读取方位数据，并应在无风的天气下进行；行； (2)(2)不能在日落前不能在日落前2 2小时到日出后小时到日出后2 2小时期间内进行小时期间内进行( (地面地面修正时要求修正时要求——样样) )，以防夜间效应的影响；，以防夜间效应的影响；(3)(3)飞机应以某全向信标台或固定点作为校准点，且距选飞机应以某全向信标台或固定点作为校准点，且距选定的低频无线电台定的低频无线电台( (频率为频率为200200——400400千赫千赫) )至少至少16.116.1公公里；里； (4)(4)飞机磁罗盘精度应在飞机磁罗盘精度应在1 1°°以内；以内； (5)(5)在飞行中在飞行中, ,飞飞机与地面无线电机与地面无线电台的相对方位角台的相对方位角按表按表9 9——l(ll(l) )所选所选的度数进行飞行的度数进行飞行测量。

测量表9—l 空中校验数据 从表从表9 9——l l数据可画出象数据可画出象 限误差曲线，如图限误差曲线，如图9 9——5555所示，所示， 象限误差象限误差QECQEC＝＝7 7°° 象限误差曲线如果没有象限误差曲线如果没有 规律或不对称，必须检查天规律或不对称，必须检查天 线的安装位置是否正确和机线的安装位置是否正确和机 身门是否有大的开缝身门是否有大的开缝, ,因为它将引起射频场的不规则因为它将引起射频场的不规则v四、四、 电波传播误差电波传播误差Ø电波传播误差的形成电波传播误差的形成：地面无线电台发射的电波，由于受：地面无线电台发射的电波，由于受电离层、大地和海面等的影响，在传播过程中会发生复杂电离层、大地和海面等的影响，在传播过程中会发生复杂的变化这种误差的大小一般随接收的地点、时间和季节的变化这种误差的大小一般随接收的地点、时间和季节等有所不同等有所不同图9—55 象限误差校正Ø电波传播对无线电定向造成的误差主要有：电波传播对无线电定向造成的误差主要有：极化误差极化误差( (夜夜间效应间效应) )、海岸效应误差和山地效应误差等、海岸效应误差和山地效应误差等。

一）（一） 极化误差极化误差 自动定向机工作在中波波段，自动定向机工作在中波波段，电离层对电波的吸收白电离层对电波的吸收白天比夜间强，天比夜间强，因此白天在因此白天在200200海里距离之内接收机只能收海里距离之内接收机只能收到地波信号而在夜晚，电波受电离层的损耗比白天小，到地波信号而在夜晚，电波受电离层的损耗比白天小，由电离层反射的天波分量加强，所以定向机可能由电离层反射的天波分量加强，所以定向机可能同时接收同时接收到地波与天波信号，会形成电波衰落到地波与天波信号，会形成电波衰落 由于反射的天波将使垂直极化波变为椭圆极化波，由于反射的天波将使垂直极化波变为椭圆极化波，在环形天线的水平部分产生感应电势，不仅会使接收信号在环形天线的水平部分产生感应电势，不仅会使接收信号减弱，同时使环形天线的最小接收方向模糊不清，而造成减弱，同时使环形天线的最小接收方向模糊不清，而造成定向误差定向误差( (极化误差极化误差) )由于夜间电离层变化较大，工作在由于夜间电离层变化较大，工作在 中波的自动定向机在夜间受的影响较大，所以这种极化误中波的自动定向机在夜间受的影响较大，所以这种极化误差也称为夜间效应。

差也称为夜间效应 夜间效应通常出现在夜间效应通常出现在日落前日落前2 2小时到日出后小时到日出后2 2小时小时的一的一段时间内段时间内( (电离层变化最大电离层变化最大) )；由夜间效应引起的定向误差；由夜间效应引起的定向误差——般为般为1010°°一一1515°°左右 减小夜间效应的根本办法是：减小夜间效应的根本办法是：避免接收天波信号由避免接收天波信号由于波长越长，电离层反射越弱，所以应尽量选挥波长较长、于波长越长，电离层反射越弱，所以应尽量选挥波长较长、距离较近的地面导航台，并在测定方位时注意读取方位角距离较近的地面导航台，并在测定方位时注意读取方位角的平均值的平均值二）（二） 山区效应山区效应 Ø山区效应：山区效应：电波在传播过程中，遇到山峰、丘陵和大的建电波在传播过程中，遇到山峰、丘陵和大的建筑物时会发生筑物时会发生绕射和反射绕射和反射所以在山区低空飞行，自动定所以在山区低空飞行，自动定 向机指示器的方位指针有可能出现偏离正确位置或摆动向机指示器的方位指针有可能出现偏离正确位置或摆动 图图9-569-56示出了示出了 在山区电波绕射引在山区电波绕射引 起的方位误差。

起的方位误差 设设O O是地面电台是地面电台 的所在位置的所在位置, ,由于电由于电 波绕射，使波绕射，使A A点的飞点的飞 机接收的电波好像是从机接收的电波好像是从O O’’方向传来的，测得的方位角因方向传来的，测得的方位角因而产生误差一般，而产生误差一般，电波的波长越长，绕射能力越强，对电波的波长越长，绕射能力越强，对中、长波定向影响较大中、长波定向影响较大 图9—56 电波绕射引起的方位误差 如图如图9 9——5757所示，由于所示，由于 电波在山区的反射，使电波在山区的反射，使A A点点 的飞机不仅接收的飞机不仅接收O O点电台直点电台直 接传来的电波接传来的电波, ,还接收来自还接收来自 B B点的反射波，所测得的相点的反射波，所测得的相 对方位既不是对方位既不是AOAO位位, ,也不是也不是 ABAB方位，而是方位，而是AOAO’’方位 一般，一般，电波的波长越短，反射能力越强，所以，地面导航电波的波长越短，反射能力越强，所以，地面导航台的频率在多山地区应选得低些台的频率在多山地区应选得低些( (波长较长波长较长) )为好为好。

山区效应只存在于靠近山区山区效应只存在于靠近山区3030——4040公里范围内，山区公里范围内，山区效应的大小取决于飞行高度和离山的距离效应的大小取决于飞行高度和离山的距离 图9—57 山区反射引起的方位误差 ( (三三) ) 海岸效应海岸效应Ø海岸效应海岸效应: :电波从陆地传向海面或从海面传向陆地时，电电波从陆地传向海面或从海面传向陆地时，电波传播方向改变的现象波传播方向改变的现象Ø产生海岸效应的主要原因：产生海岸效应的主要原因：电波经过二种不同媒介的交界电波经过二种不同媒介的交界面，导电系数不同，使电场相位结构发生畸变所致面，导电系数不同，使电场相位结构发生畸变所致 因为在陆地上因为在陆地上( (特别特别 是干燥土地是干燥土地) )电波传播的电波传播的 速度比在海上传播速度慢，速度比在海上传播速度慢， 所以在陆海交界面上电波所以在陆海交界面上电波 传播路径发生折射，如图传播路径发生折射，如图 9 9——5858所示 图9—58 电波穿过海岸线产生折射 地面电台辐射电波的传播方向与海岸线的地面电台辐射电波的传播方向与海岸线的夹角越小，夹角越小，则误差越大，当传播方向与海岸线垂直时，不产生误差则误差越大，当传播方向与海岸线垂直时，不产生误差。

海岸效应只在飞机接近海岸线的地面或海面时发生，海岸效应只在飞机接近海岸线的地面或海面时发生，随着高度的升高，误差逐渐减小，高度在随着高度的升高，误差逐渐减小，高度在30O030O0米以上时，米以上时，海岸效应可以忽略不计海岸效应可以忽略不计 v五、五、 设备误差设备误差Ø设备误差：设备误差：自动定向机系统本身的结构引起的定向误差自动定向机系统本身的结构引起的定向误差 机械误差：机械误差：环形天线测角器安装和制造上的不准确等环形天线测角器安装和制造上的不准确等 原因引起的原因引起的 电气误差：电气误差：天线效应、测角器的电气耦合以及接收机天线效应、测角器的电气耦合以及接收机  与调谐线圈屏蔽不良，环形天线屏蔽不良使环形线圈存在与调谐线圈屏蔽不良，环形天线屏蔽不良使环形线圈存在分布电容等等原因引起的误差分布电容等等原因引起的误差 目前制造厂都采取各种措施使设备误差控制在目前制造厂都采取各种措施使设备误差控制在1 1°°以以内因此，在实际使用中设备误差可以忽略不计。

内因此，在实际使用中设备误差可以忽略不计 1 1、简述自动定向机系统的组成及工作原理简述自动定向机系统的组成及工作原理2 2、说明环形天线的工作原理说明环形天线的工作原理3 3、试说明旋转测角器非移相式自动定向的原理试说明旋转测角器非移相式自动定向的原理4 4、简述测量飞机到地面电台的距离和时间的方法简述测量飞机到地面电台的距离和时间的方法5 5、简述象限误差如何形成及如何进行修正简述象限误差如何形成及如何进行修正习习 题题。