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无线电磁指示器

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  无线电磁指示器(radio magnetic indicator,缩写为RMI)是航空航天领域导航系统中指示全方位、首向和相对方位的复合指示器。也叫无线测向仪(radio direction finder,缩写为RDF)。

  无线电磁指示器(RMI)即无线测向仪(RDF),是用于查找无线电源的方向或方位的设备。测量方向的行为称为无线电方向发现或有时简单的方向发现(DF)。使用来自不同位置的两个或多个测量,可以确定未知发射器的位置;交替地,使用已知发射机的两个或多个测量值,可以确定飞行器的位置。 RDF广泛用作无线电导航系统,特别是船只和飞机导航。

  RDF系统可以与任何无线电源一起使用,尽管接收机天线的大小是信号波长的函数;非常长的波长(低频)需要非常大的天线,并且通常仅用于基于地面的系统。然而,这些波长对于海洋导航来说非常有用,因为它们可以非常漫长的距离和“超越地平线”,当视距可能只有几十公里时,这对于船只是有价值的。对于空中使用,地平线可以延伸到数百公里,可以使用更高的频率,允许使用更小的天线。通常能够调谐到商业AM无线电发射机的自动测向仪是几乎所有现代飞机的特征。

  无线电方向查找通过比较指向不同方向的定向天线的信号强度来工作。起初,该系统由陆地和海洋无线电操作员使用,使用与度数指示器相连的简单可旋转环形天线。该系统后来被用于船舶和飞机,并于二十世纪三十年代和四十年代被广泛应用。在二战前的飞机上,RDF天线很容易识别为安装在机身上方或下方的圆形回路。后来的环形天线设计被封闭在空气动力学,泪珠状整流罩中。在船舶和小型船舶上,RDF接收机首先采用与飞机类似的大型金属环形天线,但通常安装在便携式电池供电的接收器上。

  在使用中,RDF操作员将首先将接收机调谐到正确的频率,然后手动转动环路,监听或观察S表,以确定长时间的空值(给定信号最弱的方向)的方向波(LW)或中波(AM)广播信标或站(监听零点比监听峰值信号更容易,并且通常产生更准确的结果)。这个零点是对称的,因此确定了无线电罗盘上的正确程度标题以及180度的相反。虽然这个信息提供了从车站到船舶或飞机的基线,但导航员仍然需要事先知道他是否在车站的东部或西侧,以避免在错误的方向上绘制一个180度的路线。通过对两个或更多个广播电台的轴承和绘制交叉的轴承,导航员可以找到他的船或飞机的相对位置。

  后来,RDF组配备了可旋转的铁氧体环形贴片天线,使得该组更便携,体积更小。一些后来通过电动天线(ADF)部分自动化。引入一个次要的垂直鞭子或“感应”天线,证明了正确的轴承,并允许导航员避免绘制与实际方向相反180度的轴承。使用感应天线的美国海军RDF型号SE 995在第一次世界大战期间正在使用。第二次世界大战后,有许多小型和大型公司为水手定向设备,包括Apelco,Aqua Guide,Bendix,Gladding(及其海事部门,Pearce-Simpson),Ray Jefferson,Raytheon和Sperry。到了二十世纪六十年代,这些无线电电台实际上是由日本的电子制造商制造的,如松下,富士安康和科登电子有限公司。在飞机设备中,Bendix和Sperry-Rand是RDF无线电的两大制造商,导航仪器。

  用于空中和海上航行的无线电发射机被称为信标,并且是与灯塔相当的无线 kHz)频率上发送莫尔斯电码传输,其中包含用于确认电台的电台标识符及其运行状态。由于这些无线电信号是白天在全方向(全向)广播的,信号本身不包括方向信息,因此这些信标被称为无方向信标或NDB。

  由于商业中波广播频带位于大多数RDF单元的频率能力范围内,所以这些站及其发射机也可用于导航定位。虽然这些商业广播电台由于其主要城市附近的高功率和位置而可能是有用的,但是在台站的位置与其发射机之间可能有几英里,这可以降低在接近广播城市时“修复”的准确性。第二个因素是一些AM无线电台在白天是全方位的,并且在夜间切换到功率降低的定向信号。

  RDF曾经是飞机和海上航行的主要形式。信标线从机场到机场形成了“航空公司”,而海洋NDB和商业AM广播电台向接近登陆的小型船只提供了航行援助。在美国,商业AM广播电台需要每小时播放一次他们的电台标识符,以供飞行员和水手使用,以辅助导航。在20世纪50年代,航空NDB被VOR系统增强,其中可以从信号本身提取信标的方向,因此与非方向信标的区别。 20世纪70年代,由于LORAN的发展,海洋NDB的使用在北美被大大的替代。

  今天,许多NDB已经退役,有利于更快更准确的GPS导航系统。然而,ADF和RDF系统的低成本以及AM广播站(以及北美以外国家的导航信标)的持续存在使得这些设备能够继续运行,主要用于小型船只,作为辅助设备或备份到GPS。

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