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无线电导航原理与系统 第四章 无线电振幅导航系统  一.无线电振幅导航系统基本概念 无线电振幅导航系统 :根据无线电波的信号振幅与导航参数的对应关系，完成导航参数测量功能的导航系统 无线电振幅导航系统属于地基无线电定位系统，一般由地面的导航台和运载体（飞机、船只）上的测向器组成。 一.无线电振幅导航系统基本概念 从原理上讲，无线电振幅导航系统可以利用反射信号或直达信号来测定目标的角坐标参量 角坐标测量方法 最大值法 最小值法 等信号比较法 获取角参量的方式： E型：利用载波信号振幅本身的变化来实现测向。 M型：利用载波信号振幅的调制深度变化进行测向。 一.无线电振幅导航系统基本概念 方位θ的无线电测量法 振幅导航系统通常利用无线电系统天线 的方向性图实现对方位角的测量： E型方式中，无线电信号的调制深度保持不变，载波信号的幅度E与导航角参量θ建立起E＝E(θ)的依从关系 M型工作方式则在其工作区内保持载波信号幅度大于规定的数值，用信号的调制深度m和θ建立起m=m(θ) 的关系。 最大值法 利用具有针状方向性图的天线，以运载体本身为中心，以子午线北向N为基准，顺时针转到其方向性图最大值对准导航台（信标台）的位置，此时接收信号为最大，天线所转过的角度即为所要观测的导航台的方位角θ，或导航台所在的方向。 最大值法在测量信号幅值的过程中，由于接收机输入端存在着干扰和噪声，以及测量设备分辨率的影响，使在信号方向性图的最大值处有一个机载测向器无法分辨的幅值范围U，所对应的角度区域称为不灵敏区，为减小不灵敏区的值，要求天线的方向性图足够尖锐，并且输入信噪比尽可能高。 最小值法 采用分开一定角度的双针状方向性图天线，将天线从子午北向N旋转到方向性图的最小值对准信标台，天线所转过的角度即为导航台的方位。该方法与最大值法相反，其中理想的信号最小值为零值。 最小值法在零值点附近也存在一个无法识别信号微小变化的幅值范围U，由此形成不灵敏区，但该法的不灵敏区相对较小，其测向精度也比最大值法要高。另外当天线方向性图的两个波束采用不同的调制频率时，可以比较容易地判断出导航台偏离最小值点轴线的方向。 等信号法（或称比较信号法 ） 采用部分重合的双针状方向性图天线，当两个波束的接收信号相等时，即可获得一条等信号线的方向。转动天线，使天线两个波束的接收信号强度相等，即可确定出导航台的方位。 一.无线电振幅导航系统基本概念 三种测量方法比较： 最小值法： 灵敏度和精度较高，不灵敏区较小，且在高频、超高频、甚高频以及微波频段，均可获得所要求的方向性图，因此应用场合较多。 最大值法：接收信号的信噪比最大，天线制作最难； 等信号法：性能表现都是居中。 一.无线电振幅导航系统基本概念 无线电振幅导航系统的现状和发展趋势 振幅导航系统存在着测向（测角）精度不高的缺点，限制了它的进一步应用，如无法达到Ⅱ类、Ⅲ类的飞机下滑着陆标准。 随着导航技术的发展，该类系统经过不断完善和改进，作为基本的导航手段仍然在航空、航海等领域广泛应用。 一.无线电振幅导航系统基本概念 无线电振幅导航系统的现状和发展趋势 从目前的发展趋势看，振幅系统将逐渐被淘汰或被赋予新的功能，但还会继续使用至少20年以上，未来的发展将更多地采取组合方式，与其它导航系统组成多功能、高可靠的组合系统。如在航路上无线电罗盘和GPS卫星定位系统结合，可实现地面有台和无台两种条件下的航路导航；仪表着陆系统和微波着陆系统、卫星着陆系统等组成的多模式接收机。 二. 无线电罗盘测向系统 系统简介 无线电罗盘测向系统是一种地基定向系统，由机载或船载定向仪自动测定地面发射台的无线电波来波方向，从而获得飞机或船只相对信标台的角坐标方位数据。 系统由机载设备和地面设备两部分组成，机载无线电自动定向仪（ADF）是一种M型最小值法测向设备，称之为无线电罗盘（Radio Compass）；地面导航台也称无方向性信标（NDB） 系统工作频率一般在150kHz～l800kHz范围内，作用距离典型为250~350km。 二. 无线电罗盘测向系统 无线电罗盘测向系统的基本功能包括： 可以连续自动地对准地面导航台，引导飞机沿给定航线飞行，在给定方向上完成从一个台站至另一个台站的飞行。 通过测出飞机对两个以上地面导航台的方位角数值，利用所得到的直线位置线的交点，实现对飞机的水平位置定位。 引导飞机进入空中走廊的出、入口。 二. 无线电罗盘测向系统 无线电罗盘测向系统的基本功能包括： 引导飞机完成着陆前的进场机动飞行和下降飞行，使飞机对准跑道中心线，配合仪表着陆系统，引导飞机着陆。 在航海应用中，引导船舶在不良视距下通过狭窄海道和进出港，并且可用来确定发出SOS呼救信号的遇难船舶的方位。 二. 无线电罗盘测向