田 鵬 金 皓 王春雨

（1.中國人民解放軍空軍航空大學飛行教官訓練基地一團，吉林 長春 130022；2.中國人民解放軍空軍航空大學飛行器控制系，吉林 長春 130022）

無線電羅盤是利用無線電技術(shù)進行定向的導航設(shè)備。它可以根據(jù)地面導航臺發(fā)射的無線電波的來向，自動地測出電臺相對方位角。飛行員可借助于航向指示器所指示的電臺相對方位角，飛越戰(zhàn)區(qū)或返回基地，所以羅盤對保障作戰(zhàn)訓練、飛行安全起著重要的作用。

1 功用

無線電羅盤的主要功用是自動定向。它是利用羅盤天線接收地面導航臺(無線電臺)發(fā)射的無線電波，使測角系統(tǒng)的搜索線圈自動跟蹤電波來向，因而能連續(xù)地測出從飛機縱軸順時針到電波來向的角度，并由航向指示器指示出這個角度——電臺相對方位角（DXF）。飛行員根據(jù)此方位角，就可以駕駛飛機向?qū)Ш脚_飛行或背導航臺飛行；可以測定飛機所在位置：在能見度不好時，還可以與無線電高度表、信標接收機等配合，進行儀表著陸等。

2 羅盤定向基本原理

2.1 環(huán)形天線的方向性

環(huán)形天線是一種常用的方向性天線，它是一個多匝線圈，并繞在由高頻導磁材料制成的矩形鐵心上，其電波傳播與環(huán)形天線的關(guān)系如圖1 所示。

圖1 電波與環(huán)形天線的關(guān)系

圖2 環(huán)形天線方向圖

當電波通過環(huán)形天線時，環(huán)形天線產(chǎn)生的感應(yīng)電勢為：

式中，Epm為環(huán)形天線感應(yīng)電勢的振幅，其表達式為：

式中，N 為環(huán)形天線的匝數(shù)，λ 為無線電波的波長，S 為環(huán)形天線的閉合面積，θ 為環(huán)形天線平面與電波傳播方向的夾角。由公式（1）和（2）可知，環(huán)形天線的感應(yīng)電勢有如下幾個特點：

第一，環(huán)形天線感應(yīng)電勢和電波場強的相位相差90°。

第二，環(huán)形天線的感應(yīng)電勢的大小和電波在水平平面上的來向有關(guān)，當θ 為90°或270°時，cosθ＝0，環(huán)形天線的感應(yīng)電勢為零；當θ 為0°或180°時，cosθ＝±1，環(huán)形天線的感應(yīng)電勢絕對值最大；當電波的來向相反時，環(huán)形天線感應(yīng)電勢的相位也正好相差180°?？芍h(huán)形天線的方向圖是一個“∞”字形，如圖2 所示。

第三，環(huán)形天線的感應(yīng)電勢的大小與環(huán)形天線的閉合面積S 成正比，與電波波長λ 成反比。所以，為了提高環(huán)形天線感應(yīng)電勢的振幅值，可通過增大環(huán)形天線的閉合面積或減小電波的波長來實現(xiàn)，但是增大面積和減小波長又都受到一定的限制。

2.2 垂直天線的方向性

某型無線電羅盤是采用刀形天線作垂直天線用，它實際上是一個垂直接地天線。為了適應(yīng)高速飛行的需要，它并不是與飛機機體完全垂直，而是向后傾斜一個角度。導航臺發(fā)射的無線電波，對垂直天線來說，在水平面上不論電波從哪個方向來，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，垂直天線都能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當導航臺的發(fā)射功率和到天線的距離一定時，天線對任何方向來的電波，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢都一樣大。因此，垂直天線本身沒有方向性，感應(yīng)電動勢的大小與來波方向無關(guān)。

2.3 復(fù)合天線的方向性

利用環(huán)形天線定向時，要連續(xù)旋轉(zhuǎn)環(huán)形天線。當耳機輸出為零、聲音最小時，則環(huán)形天線的法線方向即為被測電臺的方向。此時，環(huán)面正對電臺。但是，由于環(huán)形天線“∞”字形的方向圖的對稱性，環(huán)形天線旋轉(zhuǎn)一周中會出現(xiàn)兩個無音點。所以，無法判斷出電臺在這一方向上，還是在相反的方向上。這就是說，僅僅利用環(huán)形天線定向，有可能產(chǎn)生180°的誤差。為了消除上述誤差，一般采用復(fù)合天線定向方法。

復(fù)合天線是由具有方向性的環(huán)形天線和沒有方向性的垂直天線組成的，兩者復(fù)合后能得到一個心臟形的方向圖。它只有一個零點，克服了180°誤差，實現(xiàn)了準確定向。

［1］李洪烈.WL-8 無線電羅盤[J].海軍航空工程學院，2003，11.

［2］周騫，劉光祜，李明奇.一種新型無線電羅盤定向系統(tǒng)[J].信息電子與工程，2005(4).

［3］常曉東.WL-8 無線電羅盤故障判斷與處置[J].教育訓練，2008(3).