无线电罗盘定向误差分析

摘要：无线电罗盘（ADF）是最早用机导航的无线电设备，它可通过接收地面各地的民用中波无线电广播电台或专用的地面导航台NDB（无方向信标）的信号来测定飞机相对方位角，飞行员根据此方位角，就可以驾驶飞机向导航台飞行或背导航台飞行，可以测定飞机相对位置，在能见度不好时，还可以与无线电高度表、信标接收机等设备配合，进行仪表着陆等。且具有结构简单、可靠、使用方便等特点，所以，至今仍为各种飞机必备的一种无线电导航设备。

关键词：ADF 定向误差 电波

中图分类号：V241.61 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（b）-0000-00

目前无线电罗盘定向误差可分为：由于电波传播方向改变而引起的传播误差；由机机体对电波的二次辐射而产生的误差；电波传播过程中电波极化方向改变而引起的误差；无线电罗盘的制造、安装及维护等原因而引起的误差等。

1. 电波传播方向改变引起的误差

电波在传播过程中，遇到山峰、丘陵和高大的建筑物时会发生绕射和反射。所以在山区低空飞行，无线电罗盘指示器的方位指针有可能出现偏离正确位置或摆动，这种现象叫做山区效应。一般来说，电波的波长越长，绕射能力越强，对中、长波影响较大。山区效应只存在于靠近山区30―40Km范围内，山区效应的大小取决行高度和离山的距离。飞行高度越低，离山的距离越近，山区效应也越大。因此，在多山地区飞行时，应随时观测飞机的高度，前方山峰的位置，检查飞行的方向。为了避免和减小山区相应的影响，应尽可能利用熟悉的地形在目视条件下飞行，或在干扰范围之外测定方向，并适当的提高飞行高度和选择合适的地面导航台。

通常电波从陆地传向海面或从海面传向陆地时，电波传播方向会发生改变，这种现象称为海岸效应。产生海岸效应的主要原因是电波经过两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。因为在陆地上电波传播的速度比在海上传播的慢，所以在陆海交界面上电波传播路径发生折射而造成无线电罗盘定向误差。地面电台辐射电波的传播方向与海岸线的夹角越小，则误差越大，当传播方向与海岸线垂直时，不产生误差。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3000m以上时，影响很小。

2.电波极化方向改变引起的定向误差

无线电罗盘工作在中波波段，电离层对电波的吸收白天比夜间强，因此白天在一定距离内只能接受到地面波，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，所以无线电罗盘可能同时接收到地波与天波信号。这一方面会形成电波衰落，另一方面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，不仅会使接收信号减弱，同时还会使环形天线的最小接收方向模糊不清而造成定向误差。由于夜间电离层变化极大，工作在中波的无线电罗盘定向机在夜间受的影响较大。

3.象限误差

3.1误差的形成

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，会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，这种现象称为二次辐射。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角度，从而改变了定向方向，形成了方向误差。造成二次辐射的金属物体一般分为两类：一类为垂直的环形导体，如飞机机身等，另一类是长度比截面大会多倍的不闭合导体，如天线杆、金属杆等。通过分析发现，由二次辐射引起的罗差为四次性的，其变化规律如图1曲线所示，相对方位角θ在450、1350、2250、3150时，罗差Δθ最大。

从平面坐标表示的罗差变化规律，可以看出它还具有象限的特征，相对方位在右前方（00～900）的第一象限或左前方（2700～3600）的第四象限时，指示的方位通常偏向飞机机鼻方向，当相对方位在右后方（900～1800）的第二象限或左后方（1800～2700）的第三象限，指示的方位通常偏向机尾。

图1罗差曲线

3.2象限误差的修正

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限误差。基本措施一般采用象限误差修正器来修正。它是一个平衡电感衰减器，如图2所示，接在环形天线与接收机之间，将正交固定式环形天线的纵向线圈（作负罗差修正）或纵向线圈（作正罗差修正）的信号按修正度数要求给予相应衰减，从而得到适当的罗差补偿。

图2电感式象限误差修正器

由于环形天线在制造、安装、维护时造成的不对称及连接导线的不对称等原因出现的各种天线效应，都将造成无线电罗盘的定向不准确，所以在对天线的安装、维护中应特别注意保持环形天线的对称。

参考文献：

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