"M型测向信号的特征及其形成-自动定向机"
自动定向机(Automatic Direction Finder, ADF)是一种航空导航系统,主要用于辅助飞行员确定飞机相对于地面无线电信标的方位。M型测向信号是振幅测向系统中的一种特殊信号形式,它对于理解和操作ADF系统至关重要。
2.3 振幅导航系统的信号特征及其形成
振幅导航系统,如ADF-NDB,主要基于信号的振幅变化来测定方位。信号表达式为e(t)=Em [1+ m(θ)cosωt]cosωct,其中Em代表信号的基本振幅,m(θ)表示随方位角θ变化的调制因子,ωt是载波频率,而ωc是边带频率。这种信号由两种类型的天线形成:无方向性天线和方向性天线。
- 由无方向性天线形成:无方向性天线接收到来自所有方向的信号,但不区分信号的方向,因此它提供的信息不足以确定准确的方位。
- 由方向性天线形成:方向性天线,如偶极子天线,对不同方向的信号敏感,可以识别信号的相对方位。在垂直面和水平面上,天线的增益特性不同,这有助于确定信号源的方位。
在垂直平面上,方向性天线可能会产生所谓的"盲区",即天线对某些特定方向的信号响应较弱,这可能导致测角误差。而在水平面上,天线可以更有效地捕捉到信号,并减小盲区的影响。
2.1 概述
ADF-NDB系统自20世纪20年代开始应用于航空导航,至今仍然被广泛使用,尽管其数量在全球范围内呈现下降趋势。ADF的主要特点是体积小、成本低、操作简便。然而,由于受到天波干扰,其测角精度相对较低,通常会有大约5°的误差。此外,ADF可以利用无方向信标(Non-Directional Beacon, NDB)以及其他无线电信标信号进行导航,但它不适合作为主导航系统,而更适合辅助导航。
2.4 无方向信标(NDB)
NDB是ADF系统中的地面设备,发出不间断的广播信号,飞机上的ADF接收并解析这些信号以确定方位。NDB系统常用于与ILS(仪表着陆系统)配合,将飞机引导至ILS的下滑路径上。
2.5 自动定向机工作原理
ADF通过比较两个或更多天线接收到的信号相位差来确定方位。当飞机靠近或远离NDB时,信号的振幅和调制度会随方位变化,这就是M型信号特征形成的基础。通过处理这些变化,ADF能够提供连续的、自动的导航指示,帮助飞行员维持预定的飞行航线。
M型测向信号在自动定向机系统中起到关键作用,其特征和形成过程涉及天线特性和信号处理技术,确保了航空导航的可靠性和有效性。尽管现代导航技术不断进步,ADF-NDB系统仍然是飞行安全的重要组成部分,特别是在ILS等精密导航系统无法覆盖或故障时。