无线电导航设备讲解课件.ppt
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- 无线电 导航 设备 讲解 课件
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1、VHF/HF COMM SYSTEM ADF VOR ILS DME LRRA XPDR第二篇第二篇 无线电通信无线电通信/导航设备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 AB CEH天线2.电波的分布 传播方向zy xEH3.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: rrCv其中,r为媒质的相对介电系数,r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
2、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。1.1.反射反射 :电波在经过不同交界面时会产生反射现象。:电波在经过不同交界面时会产生反射现象。入射角反射角界面电波频率越高,反射越强 介质的介电系数越大,反射越强2.2.折射折射:电波从一种媒质进入另一种媒质时,会发生折射现象。:电波从一种媒质进入另一种媒质时,会发生折射现象。 速度大速度小入射角折射角(a)r1r2r1 r2速度小速度大入射角折射角(b)r1r2r1 r23.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。 地 球电波的绕射能力与波长有关,波长越长,绕射能力越
3、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 大地大地(三)无线电波的传播方式(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。沿地面传播沿地面传播大地大地电离层电离层大地大地大地大地直线传播直线传播大地大地(a)(b)(c)(d)天波天波 地波地波 空间波空间波 散射波散射波 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
4、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
5、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 。 甚高频通信系统主要用于飞机在起飞着陆期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。工作频段通常为间的双向语言通信。工作频段通常为118118 135.975135.975MHzMHz。工作方式为工作方式为AM AM 由于甚高频信号只能以空间波的形式在视距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,并受飞行高度的内传播,因此通信距离较近,并受飞行高度的
6、影响。影响。 高频通信系统工作频段通常为高频通信系统工作频段通常为2 2 29.999MHz29.999MHz。工作方式为工作方式为AMAM或或SSBSSB。 2.2自动定向仪自动定向仪ADF(一)概述(一)概述 自动定向仪又称为无线电罗盘。自动定向仪又称为无线电罗盘。 地面配套设施为地面配套设施为NDBNDB,发射的识别呼号发射的识别呼号为为2 2个英文字符的莫尔斯电码。个英文字符的莫尔斯电码。 工作频率为工作频率为190190KHZ-1750KHZKHZ-1750KHZ。 ADF ADF利用地面导航台发射的无方向性电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波工作。
7、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)。纵轴的方位(电台相对方位角)。 1、垂直天线的方向特性、垂直天线的方向特性(二)定向原理(二)定向原理 ADF使用无方向性天线(如垂直天线)使用无方向性天线(如垂直天线)和定向天线(如环形天线)来接收无线电和定向天线(如环形天线)来接收无线电波从而定向。波从而定向。 2、环形天线的方向特性、环形天线的方向特性(二)定向原理(二)定向原理2、自动定向机的单值定向(二)定向原理(二)定向原理3、自动定向原理(二)定向原理(二)定向原理(三)组成(三)组成1、夜间极化误差、夜间极化误差(四)误差(四)误差1、夜间极化误差2、山地绕射误差、山地
8、绕射误差(四)误差(四)误差2、山地绕射误差3、海岸折射误差、海岸折射误差(四)误差(四)误差避免海岸折射误差的方法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选择无线电方位线与海岸线之间的夹角近于近于90度的电台定向度的电台定向增加飞行高度增加飞行高度选用频率低的电台选用频率低的电台4、大气干扰误差(四)误差(四)误差 小小 结结 自动定向仪又称为无线电罗盘。其地面配套设施为自动定向仪又称为无线电罗盘。其地面配套设施为NDBNDB,发射的识别呼号为发射的识别呼号为2 2个英文字符的莫尔斯电码。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、控制自动定向仪由接收机
9、、环形天线、垂直天线、控制盒和指示器等组成。控制盒上的盒和指示器等组成。控制盒上的“ANTANT”位用于准确地调位用于准确地调谐电台,谐电台,“ADFADF”位用于自动定向。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(无线电方位指示器(RBIRBI)上指示,此时,指示器直接上指示,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与甚高频全向信标系统共用一个无线电磁指示器(RMIRMI),),在在RMIRMI
10、上,能指示电台磁方位、飞机磁方位和上,能指示电台磁方位、飞机磁方位和相对方位。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,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,不用定位,强烈闪电时,不用ADFADF定向。在海上飞行时,应定向。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选择无线电方位线与海岸线之间的夹角接近 90 90 的电台的电台定向定向。在黄昏和日出期间飞
11、行时,应选用低频率、近距。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,增加飞行高离的电台定向,准确调谐,辨清识别信号,增加飞行高度。度。 使用使用NDBNDB导航时,应考虑导航时,应考虑NDBNDB的作用范围。调台时,的作用范围。调台时,应正确调整频率,辨清电台识别信号。应正确调整频率,辨清电台识别信号。 小小 结结2.3甚高频全向信标系统甚高频全向信标系统VOR(一)(一) 概述概述 甚高频全向信标系统简称为甚高频全向信标系统简称为VORVOR,它是一种近程无线它是一种近程无线电导航系统。电导航系统。19461946年成为美国的标准导航设备,年成为美国的标
12、准导航设备,19491949年被国际民航组织采用,正式成为国际标准航线的无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。地面线电导航设备。由地面发射台和机载设备组成。地面VORVOR台通过天线辐射无限多的方位线或称径向线,每条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。发射的识别呼号为径向线表示一个磁方位角。发射的识别呼号为3 3个英文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。的这些信息,并在相关的指示器上进行指示。 地面地面VORV
13、OR台分为终端台分为终端VORVOR(TVORTVOR)和航路和航路VORVOR两种,两种,TVORTVOR的频率范围为的频率范围为108-112108-112MHZMHZ,且小数点第一位为偶且小数点第一位为偶数;发射功率约数;发射功率约5050瓦,工作距离瓦,工作距离2525海里。航路海里。航路VORVOR的频的频率范围为率范围为112-118112-118MHZMHZ。发射功率发射功率200200瓦,工作距离瓦,工作距离200200海里。海里。 (二(二)VOR导航系统的功用导航系统的功用定位定位沿选定的航路导航沿选定的航路导航(三)基本原理(三)基本原理地面台发射两种信号地面台发射两种信
14、号1、基准相位信号、基准相位信号2、可变相位信号、可变相位信号 机载设备接收地面机载设备接收地面VOR台发射的基台发射的基准相位信号和可变相位信号,并测量出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,于是可得到飞机这两个信号的相位差,于是可得到飞机磁方位角,加上磁方位角,加上180度,得到度,得到VOR方位。方位。(三)基本原理(三)基本原理(四)机载组成(四)机载组成指示器指示器向向/背台背台(五)误差(五)误差 小小 结结 甚高频全向信标系统简称为甚高频全向信标系统简称为VORVOR,它是一种近程无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。地面线电导航系统。由地面发
15、射台和机载设备组成。地面VORVOR台能够辐射无限多的方位线或称径向线,每条径向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。线表示一个磁方位角。 地面地面VORVOR台分为终端台分为终端VORVOR(TVORTVOR)和航路和航路VORVOR两两种,种,TVORTVOR的频率范围为的频率范围为108-112108-112MHZMHZ,且小数点第一且小数点第一位为偶数;航路位为偶数;航路VORVOR的频率范围为的频率范围为112-118112-118MHZMHZ。 VOR VOR的机载设备包括天线、控制盒、接收机和指示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
16、航道选择器可选择一条要飞的方位器。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。线,即预选航道。 VOR VOR台所提供的航道信号只能在水平面到仰角台所提供的航道信号只能在水平面到仰角4545度的度的垂直范围内,在电台上空有一个盲区不能提供方位信号。垂直范围内,在电台上空有一个盲区不能提供方位信号。当飞机飞越当飞机飞越VORVOR台上空时,指示器上的台上空时,指示器上的“OFFOFF”警告旗将警告旗将瞬时出现,且向瞬时出现,且向/ /背台指标的指示转换。背台指标的指示转换。 飞机沿着预选航道可以飞向或飞离飞机沿着预选航道可以飞向或飞离VORVOR台,航道偏台,航道偏离指示器离指示
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