DVOR VRB-51D 多普勒全向信標(biāo)內(nèi)容介紹

本書詳細(xì)闡述了V0R(包括普通VOR和多普勒VOR)的工作原理，系統(tǒng)透徹地分析了澳大利亞AWA公司生產(chǎn)的DVORVRB-51D地面信標(biāo)的工作原理和具體功能電路。為了便于對(duì)該設(shè)備的調(diào)試、操作與維護(hù)，本書還給出了設(shè)備操作指南。

全書共分十八章，第一章至第五章介紹了VOR的工作原理及DVORVRB-51D的組成與結(jié)構(gòu)，第六章至第十八章分析了VRB-51D的具體工作電路。

本書可作為高等工科院校和中等專業(yè)學(xué)校相關(guān)專業(yè)的導(dǎo)航教材，也可供從事導(dǎo)航工作的工程技術(shù)人員參考。

根據(jù)信標(biāo)信號(hào)通過電離層的傳播特性來探測(cè)電離層特性參量的方法。利用火箭、衛(wèi)星等飛行器把信標(biāo)機(jī)帶到電離層上空，信標(biāo)信號(hào)通過電離層將產(chǎn)生頻率偏移、電波偏振面旋轉(zhuǎn)和閃爍等效應(yīng)。根據(jù)這些效應(yīng)來探測(cè)電離層特性的方法主要有:

信標(biāo)微分多普勒頻移法 信標(biāo)信號(hào)通過電離層的頻率偏移就是電離層多普勒效應(yīng)(見電離層無線電波傳播)。信標(biāo)信號(hào)頻率偏移通常包括運(yùn)動(dòng)效應(yīng)和介質(zhì)效應(yīng)，前者比后者大得多，而要分離它們頗費(fèi)周折。因此，根據(jù)運(yùn)動(dòng)效應(yīng)與頻率成正比，而介質(zhì)效應(yīng)與頻率的平方成反比的特點(diǎn)，在飛行器上發(fā)射兩個(gè)不同倍數(shù)的倍頻信號(hào)，并在地面接收這兩個(gè)頻率信號(hào)，消去運(yùn)動(dòng)效應(yīng)項(xiàng)，剩下介質(zhì)效應(yīng)差分值，這就是微分多普勒頻移。利用這種方法可以推算沿電波路徑上的總電子含量。微分多普勒頻移對(duì)總電子含量的水平梯度十分敏感，故還可以用來研究電離層大尺度、中尺度的不均勻結(jié)構(gòu)和電離層行進(jìn)式擾動(dòng)(TID)等。

法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)法 電波通過電離層時(shí)偏振面旋轉(zhuǎn)稱為法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)(見電離層無線電波傳播)。某一點(diǎn)偏振面相對(duì)于原始偏振面旋轉(zhuǎn)的角度與電波路徑上的總電子含量成一定比例，根據(jù)這一原理，在地面接收電離層上空的信標(biāo)機(jī)發(fā)射信號(hào)，測(cè)量其電波偏振面的旋轉(zhuǎn)角或它的時(shí)間變化率(稱法拉第頻率)，即可推算電波路徑上的總電子含量。為了消除旋轉(zhuǎn)角的多值性，通常采用的辦法是信標(biāo)機(jī)雙頻工作,即測(cè)量相隔一個(gè)小量Δf的兩個(gè)頻率的旋轉(zhuǎn)角差 ΔΩ來確定旋轉(zhuǎn)角Ω。這時(shí)，Ω=(2f/Δf)ΔΩ，式中f為信號(hào)頻率。因?yàn)樾D(zhuǎn)角與頻率平方成反比，所以為獲得較大的旋轉(zhuǎn)角值應(yīng)采用較低頻率，但為使電波能穿過電離層，采用的頻率又必須大于F層的臨界頻率。對(duì)20兆赫電波,穿過整個(gè)電離層后的旋轉(zhuǎn)角大約為10~50轉(zhuǎn),而100兆赫電波穿過電離層后的旋轉(zhuǎn)角則為0.4~2轉(zhuǎn)。法拉第旋轉(zhuǎn)測(cè)量對(duì)總電子含量的水平梯度是十分敏感的，故研究電離層大尺度、中尺度的不均勻結(jié)構(gòu)，電離層行進(jìn)式擾動(dòng)等現(xiàn)象是十分有用的。

閃爍效應(yīng)法 當(dāng)電波穿過電子密度不均勻的電離層時(shí)，就好像光通過光柵那樣，會(huì)產(chǎn)生"衍射"。而不均勻體的運(yùn)動(dòng)，會(huì)使衍射條紋相對(duì)地面移動(dòng)，于是地面接收信號(hào)的振幅和相位發(fā)生起伏變化。這種現(xiàn)象稱為閃爍現(xiàn)象。接收衛(wèi)星信標(biāo)或外空射電星輻射，從高頻波段高端直到幾千兆赫的頻率，都能觀測(cè)到這種現(xiàn)象。通常在地面多點(diǎn)接收，分析閃爍現(xiàn)象的信標(biāo)信號(hào)信息，可以研究高層大氣小尺度不均勻結(jié)構(gòu)及其分布和運(yùn)動(dòng)。因?yàn)檫@種閃爍現(xiàn)象在極區(qū)和赤道地區(qū)出現(xiàn)較多，所以常在這些地區(qū)進(jìn)行觀測(cè)。

飛行器上裝設(shè)的無線電信標(biāo)機(jī)的主要用途是:①地面臺(tái)站接收飛行器發(fā)射的信標(biāo)信號(hào)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)飛行器，測(cè)定其相對(duì)于地面臺(tái)站的方位角或俯仰角，還可用來引導(dǎo)其他設(shè)備的天線，使其對(duì)準(zhǔn)飛行目標(biāo);②采用頻率穩(wěn)定度很高的信標(biāo)機(jī)時(shí)，地面臺(tái)站接收到的信標(biāo)頻率減去標(biāo)稱的信標(biāo)頻率可得出飛行器運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的多普勒頻率，從而測(cè)出飛行器相對(duì)于地面臺(tái)站的徑向速度(見多普勒測(cè)速系統(tǒng));③返回型航天器中的信標(biāo)機(jī)能向搜尋設(shè)備提供回收物體位置的信息;④在某些飛行器的信標(biāo)載頻上調(diào)制有反映飛行器狀況的遙測(cè)信息，還可以調(diào)制識(shí)別標(biāo)記。信標(biāo)機(jī)與轉(zhuǎn)發(fā)器(見通信轉(zhuǎn)發(fā)器)的主要區(qū)別是:前者主動(dòng)地發(fā)射信標(biāo)信號(hào)，而且只發(fā)射不接收，信息傳輸為單向性;后者接收由地球站發(fā)來的信號(hào)，并經(jīng)變頻、放大和信號(hào)處理，故信息傳輸具有雙向性。與反射式雷達(dá)相比，信標(biāo)跟蹤的作用距離遠(yuǎn)，信號(hào)穩(wěn)定，并且沒有雷達(dá)的假目標(biāo)回波干擾。