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機載雷達與通信導(dǎo)航設(shè)備/王世錦

機載雷達與通信導(dǎo)航設(shè)備/王世錦

作者：王世錦
出版社：科學(xué)出版社出版時間：2018-01-01
開本： 16開 頁數(shù)： 295
本類榜單：教材銷量榜
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機載雷達與通信導(dǎo)航設(shè)備/王世錦 版權(quán)信息

機載雷達與通信導(dǎo)航設(shè)備/王世錦 內(nèi)容簡介

《機載雷達與通信導(dǎo)航設(shè)備》主要介紹現(xiàn)代大型運輸飛機電子設(shè)備的功用、原理、組成、使用方法和對新航行系統(tǒng)的展望。《機載雷達與通信導(dǎo)航設(shè)備》共16章，分為通信系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)和未來新技術(shù)展望四個部分，涵蓋了機載雷達通信導(dǎo)航的詳細內(nèi)容！稒C載雷達與通信導(dǎo)航設(shè)備》力求內(nèi)容精練、概念清晰，每章均精選了一定量的習(xí)題，涵蓋核心教學(xué)內(nèi)容，難易適中，便于學(xué)生自學(xué)和教師施教。

機載雷達與通信導(dǎo)航設(shè)備/王世錦 目錄

目錄
叢書序
前言
引言 1
第1章 無線電基礎(chǔ)知識 2
1.1 無線電波 2
1.2 調(diào)幅發(fā)射設(shè)備與調(diào)幅接收設(shè)備基礎(chǔ) 20
1.3 傳輸線及天線的基礎(chǔ)知識 27
1.4 調(diào)制 35
本章思考題 39
第2章 通信系統(tǒng) 40
2.1 概述 40
2.2 甚高頻通信系統(tǒng) 41
2.3 高頻通信系統(tǒng) 47
2.4 選擇呼叫系統(tǒng) 52
2.5 內(nèi)話機系統(tǒng) 56
2.6 客艙廣播系統(tǒng) 59
2.7 話音記錄器 61
2.8 應(yīng)急電臺 63
2.9 飛行數(shù)據(jù)記錄器 63
本章思考題 67
第3章 無線電導(dǎo)航的理論基礎(chǔ) 68
3.1 導(dǎo)航的定義 68
3.2 無線電導(dǎo)航的任務(wù) 69
3.3 導(dǎo)航的分類 70
3.4 導(dǎo)航參量 76
3.5 位置線與導(dǎo)航定位方法 79
本章思考題 83
第4章 自動定向機 84
4.1 概述 84
4.2 系統(tǒng)組成 86
4.3 自動定向原理 91
4.4 系統(tǒng)的干擾和誤差 95
4.5 飛行中的使用 101
本章思考題 110
第5章 甚高頻全向信標系統(tǒng) 111
5.1 概述 111
5.2 VOR系統(tǒng)的基本原理 116
5.3 VOR機載設(shè)備 124
本章思考題 129
第6章 測距機 130
6.1 概述 130
6.2 工作原理 136
6.3 DME的主要技術(shù) 142
本章思考題 149
第7章 雷達的一般原理 150
7.1 雷達的類型 150
7.2 雷達探測目標的原理 151
7.3 雷達基本組成 153
7.4 雷達方程 154
7.5 航管雷達 155
本章思考題 166
第8章 無線電高度表 167
8.1 概述 167
8.2 基本組成 167
8.3 工作原理 169
本章思考題 173
第9章 氣象雷達 174
9.1 概述 174
9.2 基本組成 182
9.3 工作原理 185
9.4 雷達性能參數(shù) 190
9.5 湍流與風(fēng)切變檢測雷達 193
本章思考題 199
第10章 多普勒雷達 200
10.1 概述 200
10.2 工作原理 200
本章思考題 208
第11章 空管二次雷達 209
11.1 探測飛機的原理 209
11.2 二次雷達系統(tǒng)組成及工作過程 212
11.3 問答模式 215
11.4 二次雷達性能 222
11.5 二次雷達的特點 225
11.6 S模式二次雷達 227
11.7 空中交通警戒與防撞系統(tǒng) 232
本章思考題 238
第12章 羅蘭系統(tǒng) 240
12.1 概述 240
12.2 工作原理 241
12.3 羅蘭-C設(shè)備 244
12.4 系統(tǒng)應(yīng)用 246
本章思考題 247
第13章 奧米伽導(dǎo)航系統(tǒng) 248
13.1 概述 248
13.2 工作原理 249
13.3 系統(tǒng)現(xiàn)狀 251
本章思考題 251
第14章 儀表著陸系統(tǒng) 252
14.1 概述 252
14.2 儀表著陸系統(tǒng)的組成 257
14.3 航向信標系統(tǒng) 259
14.4 下滑信標系統(tǒng) 262
14.5 指點信標系統(tǒng) 264
14.6 ILS在進近著陸時的使用與評價 268
本章思考題 270
第15章 微波著陸系統(tǒng) 271
15.1 概述 271
15.2 技術(shù)特點 271
15.3 組成 274
15.4 覆蓋范圍 275
15.5 工作原理 276
15.6 微波著陸系統(tǒng)的機上設(shè)備 278
15.7 利用MLS地面設(shè)備的著陸過程 280
本章思考題 281
第16章 通信、導(dǎo)航、監(jiān)視系統(tǒng)展望 282
16.1 通信、導(dǎo)航、監(jiān)視在新航行系統(tǒng)中的特點 282
16.2 未來通信系統(tǒng) 283
16.3 未來導(dǎo)航系統(tǒng) 285
16.4 未來監(jiān)視系統(tǒng) 288
本章思考題 289
縮略詞表 290
參考文獻 293
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機載雷達與通信導(dǎo)航設(shè)備/王世錦 節(jié)選

引言 機載設(shè)備主要包括機械、電氣、電子三部分，其中電子設(shè)備又分為無線電與儀表兩個部分。飛機無線電系統(tǒng)是現(xiàn)代飛機的重要組成部分。 飛機無線電系統(tǒng)從系統(tǒng)功能角度，可分為通信系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)和雷達監(jiān)視系統(tǒng)，有時也將飛機無線電系統(tǒng)分為通信系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)兩大類。 現(xiàn)代民用飛機都裝備有多種先進的無線電通信、導(dǎo)航和雷達系統(tǒng)。通信系統(tǒng)主要是用以實現(xiàn)飛機與地面之間、飛機與飛機之間的相互通信，也用以進行機內(nèi)通話、廣播、記錄駕駛艙內(nèi)的語言以及向旅客提供視聽娛樂信號，如高頻、甚高頻通信系統(tǒng)、選擇呼叫系統(tǒng)、內(nèi)話系統(tǒng)、音頻綜合系統(tǒng)等。無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的基本功能是引導(dǎo)飛機按選定航路安全、經(jīng)濟地完成規(guī)定的飛行任務(wù)。按照各個系統(tǒng)的功能，又可以把飛機無線電導(dǎo)航系統(tǒng)進一步劃分為定位、測高、著陸引導(dǎo)和環(huán)境監(jiān)測四大類。測距機、定向機、全向信標系統(tǒng)、多普勒雷達、奧米伽導(dǎo)航系統(tǒng)是用于確定飛機位置的無線電定位系統(tǒng)；低高度無線電高度表是典型的測高設(shè)備；儀表著陸系統(tǒng)屬于著陸引導(dǎo)設(shè)備；氣象雷達則是常用的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。 飛機上的無線電設(shè)備應(yīng)盡可能地相對集中在專門設(shè)計的各種電子設(shè)備艙內(nèi)，使設(shè)備可以工作在飛機環(huán)境控制系統(tǒng)之中。民用客機的電子設(shè)備艙一般位于旅客座艙下部。軍用飛機的電子設(shè)備艙一般位于飛機頭部、駕駛艙下部和后部。某些電子設(shè)備應(yīng)根據(jù)使用特性選擇飛機上特定位置進行安裝，如飛機的飛行數(shù)據(jù)記錄器（俗稱黑匣子）應(yīng)選擇放置在飛機墜毀后破壞程度可能*輕的部位，以便將飛行數(shù)據(jù)記錄器回收后，還能正確分析出事故原因，如安裝在飛機尾翼前沿根部g氣象雷達為了取得飛機前方的氣象資料，一般安裝在飛機頭部。 第1章 無線電基礎(chǔ)知識 無線電設(shè)備與儀表設(shè)備都可以提供相應(yīng)的導(dǎo)航參量，但兩者之間的工作原理不同。例如，儀表設(shè)備中的大氣數(shù)據(jù)儀表，是通過測量飛機與大氣之間的作用力及飛機所在位置的大氣參數(shù)，再根據(jù)大氣參數(shù)與飛機飛行參數(shù)的特定關(guān)系進行換算，才能在相應(yīng)的儀表上指示出所需的飛行參量。而無線電導(dǎo)航則是利用無線電波的發(fā)射與接收，將電參量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的導(dǎo)航參量，所以無線電系統(tǒng)的*大特點是依賴無線電波的發(fā)射、傳播及接收進行工作的。無線電波的發(fā)射、接收過程以及傳播特性在很大程度上影響無線電系統(tǒng)的工作質(zhì)量，因而在學(xué)習(xí)飛機通信導(dǎo)航設(shè)備之前有必要了解g 無線電波的傳播規(guī)律、影響其傳播的主要因素、不同波段無線電波的傳播特點、發(fā)射設(shè)備及接收設(shè)備的基本知識、傳輸線及天線的工作特點、調(diào)制的含義等無線電的基礎(chǔ)知識。 1.1 無線電波 各種無線電系統(tǒng)都是利用無線電信號來傳送信息，或者利用無線電信號來獲取一定的信息的。而在無線電系統(tǒng)中所說的信號，是指代表一定信息的電信號。 下面就來了解信號的各個方面。 1.1.1 信號的形式 1. 規(guī)則信號與不規(guī)則信號 如果信號隨時間按照一定規(guī)律變化，能夠用一個確定的時間函數(shù)來表示，則這類信號屬于規(guī)則信號；反之，若信號不隨時間作有規(guī)律的變化，而是雜亂的、具有隨機的性質(zhì)，并且不能用一個確定的時間函數(shù)來表示，則屬于不規(guī)則信號。 各類導(dǎo)航信號、雷達信號等都是規(guī)則信號；語音信號、電報信號等是不規(guī)則信號。 2. 周期信號與非周期信號 周期信號是按一定時間間隔，作不斷重復(fù)變化的規(guī)則信號；非周期信號則不隨時間作重復(fù)的、有規(guī)律的變化。 3 模擬信號與數(shù)字信號 按常見信號的形式，通常把信號分為模擬信號與數(shù)字信號兩類。 所謂模擬信號，是指模擬物理量（如語音信號）的電壓或電流的電參量在一定范圍內(nèi)是平滑、連續(xù)變化的，可以取這一范圍內(nèi)的任意值。 所謂數(shù)字信號，是指信號是離散的、不連續(xù)的，信號只能按有限多個階梯或增量變化取值。例如，用不同電平表示的二進制信息，只能有高電平（代表信息“1”）和低電平（代表信息“0”）兩個量化狀態(tài)；具體的信息內(nèi)容用這兩個狀態(tài)的一定形式的編碼來表示。 傳統(tǒng)的無線電系統(tǒng)所處理的一般是模擬形式的電量；現(xiàn)代機載電子系統(tǒng)則越來越多地以數(shù)字形式來處理信息，以獲得更為優(yōu)越的性能。和模擬通信相比，數(shù)字通信更能適應(yīng)對通信技術(shù)越來越高的要求，主要體現(xiàn)在：抗干擾能力強；保密性強，可以加密；設(shè)備易于實現(xiàn)集成化、微型化；便于處理、存儲、交換，便于和計算機連接，也便于計算機管理。數(shù)字通信的*大缺點是它占用的系統(tǒng)帶寬遠遠大于模擬通信系統(tǒng)的帶寬。 4. 脈沖信號 脈沖信號是指在短暫時間間隔內(nèi)作用于電路的信號，這個時間間隔是可以與電路的過渡過程相比擬的。就廣義來說，凡按非正弦規(guī)律變化的信號都可以稱為脈沖信號。圖1-1是幾種常見的周期性脈沖波形。 圖1-1 幾種常見的脈沖波形 雖然數(shù)字信號只有高電平和低電平（有電流和無電流）兩個狀態(tài)，也工作于脈沖狀態(tài)，但對于脈沖信號，往往是按模擬信號來對待的。這是因為，對于脈沖信號來說，除了注意脈沖的有無外，更多地還要注意脈沖的波形。 5. 低頻信號與高頻載潑 包含各種信息的無線電信號其頻率往往較低，通常屬于音頻和低頻的范圍。低頻信號是很難有效地通過天線輻射到空中去的。為了達到利用無線電波來傳送信息的目的，必須將這類低頻信號寄載在高頻振蕩上，以通過天線有效地轉(zhuǎn)化為空間的無線電波。為此，需使高頻振蕩的某一個參數(shù)按照低頻信號的規(guī)律變化，這一過程稱為調(diào)制。 為了區(qū)別于低頻信號，將用于寄載信號的高頻振蕩稱為載波。載波是不包含具體的信息內(nèi)容的，將已調(diào)制的載波信號稱為高頻信號（或射頻信號）。 在很多無線電系統(tǒng)中，為了放大、變換信號的需要，往往還會設(shè)置一個或兩個低于射頻頻率的中間頻率中頻。所謂高頻、中頻和低頻的概念，是就一個系統(tǒng)中的信號變換過程相對而言的，很難劃分絕對的數(shù)值界限。某個系統(tǒng)中的中頻信號頻率，是完全可能高于其他系統(tǒng)的高頻頻率的。 1.1.2 無線電波 在空間傳播的交變電磁場稱為電磁波。通常將頻率3000GHz以下的電磁波稱為無線電波，簡稱電波。 1. 無線電潑的傳播 1）電磁波的形成與傳播 當(dāng)把射頻信號施加到天線輸入端時，天線便能有效地把射頻信號所包含的電磁能量輻射到空中去，在天線附近的空間中形成電磁波。這就是說，射頻電源（發(fā)射機）所產(chǎn)生的射頻能量通過天線轉(zhuǎn)化成了空間電磁波。 隨后，天線附近空間中的電磁能量將會按照一定的規(guī)律擴散，不斷地向遠方傳播（圖1-2）。天線在空間A點所形成的交變電場E，將會在B點產(chǎn)生交變磁場，而A點的交變磁場H將會在B點產(chǎn)生交變電場，這樣， A點的交變電磁場便推進到B點。到達B點的交變電場和交變磁場，又會在距天線略遠的C點處產(chǎn)生交變磁場和交變電場。如此繼續(xù)，電磁能量就不斷地向前傳播。 圖1-2 無線電波的傳播 2）電波的分布 空間的電磁波是由天線上的射頻信號形成的，其變化規(guī)律取決于射頻信號的變化規(guī)律，當(dāng)天線射頻電流按正弦規(guī)律變化時，空間各點的電場強度和磁場強度隨之按正弦規(guī)律變化，并且在其傳播方向上也是按正弦規(guī)律分布的。如圖1-3所示為某一瞬間電磁場的分布情形。需要注意的是，空間任意點處的電場向量（z抽正負方向）與磁場向量（y軸正負方向）始終是互相垂直的，并且二者又都與傳播方向相垂直。 圖1-3 無線電波的電場強度和磁場強度在某一瞬間的分布情況 3）電波的相位 在電波傳播的途徑上，一個波長的范圍內(nèi)同一時刻的電場強度是不相同的。某點場強的強弱、方向和變化趨勢的瞬時狀態(tài)，叫電波的相位。習(xí)慣上用角度來表示電波的相位，稱為電波的相角（相位角），常用字母ψ表示，如圖1-4所示。圖中A點的場強為零，相位是0°； B點的場強為正的*大值，相位是90°；C點的場強又回到零，相位是180°；D點的場強為負的*大值，相位是270°。 圖1-4 空中電場的瞬間相位 兩點間的相位之差，叫相位差，記為△ψ。由圖1-4可以看出，在同一電波傳播途徑上，兩點之間的距離為λ/4 時，相位差為90°；距離為A/2 時，相位差為180°；距離為3λ/4 時，相位差為270°；當(dāng)距離為波長的整數(shù)倍時，相位差是360°的整數(shù)倍，即 （1-1） 式中， d為傳播途徑上兩點間的距離差；λ為波長。顯然，只要兩點間的距離不變，任意時刻該兩點間的相位差是不變的。 4）電波的傳播方向 由上述可知，空間電磁波的電場向量E、磁場向量H和電波傳播方向是互相垂直的，這種電波稱為橫電磁波。橫電磁波的傳播方向可以形象地用右手螺旋定則來確定：伸開右手四指與電場向量方向一致，再使四指彎向磁場向量方向（沿90。），則拇指方向就是電波傳播的方向，如圖1-5所示？梢，當(dāng)電場和磁場向量中的一個改變方向時，傳播方向就反向；而當(dāng)電場和磁場同時反向時，電波傳播的方向并不改變。 圖1-5 右手螺旋定則 5）球面波與平面波 電波中相位相同的各點組成的面，稱為波陣面。波陣面實際上是距波源（天線）距離相同的各點所組成的面。顯然，當(dāng)可以把天線看成是一個點波源時， 電波的波陣面是一個球面，這樣的電波就稱為球面波，如圖1-6所示。通？梢园阉闯墒且粋在O點處的無方向性天線所產(chǎn)生的球面波。

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