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无方向信标入门.doc

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无方向信标入门东苑电脑工作室编写2目 录一、无方向信标台二、无方向信标的组成三、T 型天线的计算四、无方向信标的调谐与匹配1一、无方向信标台1、无方向信标台无方向信标台,也叫做 NDB,出现在 1937 年,是最早用于航空导航的无线电设备。无方向信标工作在中长波,它是一种能给飞机上的无线电罗盘提供位置线的无线电发射机,也称中波导航机。无方向信标台通常建设在机场附近或航路、航线上。图 1 无方向信标台2、两种无方向信标台通常在机场跑道延长线上各建设两个无方向信标台。一个距离跑道端 1 公里的信标台叫做近台,另一个距离跑道 7 公里的信标台叫做远台。这两个信标台起引导飞机进近着陆的作用。这两个导航台通常叫做双归航台,可以引导飞机对准跑道,穿出云层,安全下降到 50 米以下,然后进行目视着陆。近台的发射功率通常为 100W;远台和航路导航台的发射功率通常为 500W。3、无方向信标台发送的信息无方向信标台不间断地发射连续载波信号,每 8 秒以调幅方式发射一次识别码。近台的识别码使用一个字母表示,远台和航路导航台使用两个字母表示,使用莫尔斯电码编码而成,调制音频为 1020Hz。也就是说,识别码是采用调幅电报形式发送的。2无方向信标在不发射识别码时,只发射等幅载波信号,供飞机自动定向机测定无方向信标台的方位使用。无方向信标发射调幅的识别码,可以防止发射识别码过程中引起自动定向机指针摆动。对于远台来说,应当具备发射调幅电话的功能,以便当飞机通信设备发生故障时,驾驶员可以利用自动定向机来接收地面的指挥信号4、无方向信标的天线近台天线高度一般为 10 米,远台和航路导航台的天线架设高度为 30 米,由于天线高度远低于 λ,所以,天线呈电容性。41为了调谐天线,需要在天线调谐器上,增加电感分量。图2 宽 T 形天线宽 T 形天线的水平方向图是一个圆,也就是在水平面上的无方向性。宽 T 形天线的垂直方向图如下:图3 宽 T 形天线的垂直方向图由此可见,宽 T 形天线是地波天线。在 T 型天线的上空是一个寂静锥区,飞机通过无方向信标台的上空时将收不到信号。35、地网为了得到良好的发射效果,台站应铺设地网,接地电阻应小于 1 。图 4 地网的结构二、什么是脉宽调制1、什么是脉冲?在数字电路课程中,我们学过了脉冲,单个脉冲,周期性序列脉冲,矩形脉冲,微分脉冲,等。一个脉冲 周期性脉冲序列图 5 脉冲的波形描述一个脉冲,需要使用两个物理量,一个是幅度,一个是脉宽。描述一个周期性序列脉冲,需要有 5 个物理量,它们是:幅度,脉宽,周期,频率,占空比。在周期性脉冲序列中,脉冲宽度与脉冲周期的比值叫做占空比。假设脉冲宽度为 ,周期为 T,则占空比T2、脉冲调制周期性序列脉冲是不含有任何信息的,我们可以把周期性序列脉冲当作一个载波,然后将音频信号调制到这个脉冲序列上,这就形成了脉冲调制。常见的脉冲调制方式有脉幅调制和脉宽调制。如果使周期性脉冲序列的幅度随着音频信号成比例地变化,这就是脉幅调4制,记做 PAM,见下图。图 6 脉幅调制波形图如果使周期性脉冲序列的脉冲宽度随着音频信号成比例地变化,则为脉宽调制,记做 PWM,见下图。图 7 脉宽调制波形图3、数字功率放大器数字功率放大器是一种 D 类功率放大器。它采用脉宽调制( PWM)技术,将音频信号转换成脉宽调制信号,使功放管工作在开关状态。根据电子技术理论,晶体管工作在开关状态时,具有最高的工作效率,即具有最大的功率输出,而最小的耗散功率。在理想情况下,功放管导通时内阻为零,两端没有电压,因此没有功率损耗;而截止时,内阻无穷大,电流又为零,也没有功率损耗。当功放管采用场效应管时,它的导通电阻更小。在额定输出功率时,数字功率放大器的效率可以达到 90%。数字功率放大器一般由前置放大级、脉宽调制、脉冲功率放大与低通滤波器四个部分组成,其中脉宽调制和脉冲功率放大是数字功率放大器的核心。脉宽调制一般采用比较积分的方法产生 PWM 信号。通常,数字音频功率放大器的原理方框图如图 8 所示。图 9 为其各点工作波形示意图,其中 Vi 为输入音频信号;V1 为锯齿波与5输入信号进行比较的波形;V2 为调制器输出的脉冲(脉宽调制波形) ;V3 为功率放大器放大后的脉宽调制脉冲;Vo 为低通滤波后的音频信号。图 8 数字功率放大器原理方框图图 9 各点的电压波形图三角波经过调制后得到正弦脉宽调制波形,这种周期信号的频谱是一种离散频谱。对于信号频率为 fo,载频频率为 f1 的调制信号,其频谱主要分布在fo 和 nf1 的谱线上。当 f1>fo 时,调制信号通过低通滤波器后,载频被抑制,很容易分离出语音信号。数字功率放大器具有体积小,额定输出功率大等特点,在现代高质量音频功率放大器中普遍采用数
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