无线电罗盘是辅助飞行的重要仪器之一，而且是“归航”飞行中必不可少的一种仪器。罗盘，又叫做方位指示器，是装置在驾驶员最容易看得见的位置。最早的无线电罗盘是手动的，不够方便。现在用的无线电自动松盘，是靠航空站的“归航电台”发出来的信号使罗盘针自行转动。罗盘是圆的，周围有0—360°的刻度，和普通磁罗盘相似，可以表示方位。指针指0°，表示飞机正对着地面设有“归航电台”的航空站飞行；偏到任何一角度，就需要改变飞行的方向。这样，驾驶人员只要操纵飞机，保持罗盘针经常指0°，就一定能够到达航空站。图1是无线电罗盘的形状，它的指针正指着45°，这时飞行方向对归航电台讲正偏西45°，飞机在任何方向飞行，罗盘指针都指着陆地电台的方位。
同步小电动机
罗盘针为什么能够转动呢？原来在飞机机身外部顶上或腹下的中心线上，装着一付有方向性的环状天线如图2，环状天线的线圈是装在流线型的外罩里如图3。“归航电台”来的电磁波，能控制环状天线使它转动。在罗盘仪和环状天线的罩子里面，都各装有一个同步小电动机，罗盘指针和环状天线的转轴，就分别接在那小电动机的转子上，只要环状天线的线圈一转动，杂盘指针就跟着转动，环状天线的线圈停止转动，指针也停止转动，指出一定的方向。当线圈的正面和飞机中线的方向垂直时，指针恰指0°。罗盘和环状天线的关系，如图4所示。
同步小电动机和三相感应电动机的作用原理基本相同，如图5在两个小电机M－1和M－2里，各有绕在固定部分上的三相线圈S\(_{1}\)和S2，和绕在可动部分上的单只线圈R\(_{1}\)和R2。R\(_{1}\)和R2接单相交流电源，导线里经常有交流电流。M－1担任“发”，M－2担任“收”；R\(_{1}\)转动，R2就跟着转动；R\(_{1}\)停止，R2也同时停止。
我们先看M－2。当S\(_{2}\)接通三相交流电源时，便产生了磁场。R2里带电的导线在这磁场里，就会带着罗盘针转动。当接在S\(_{2}\)上的电源为零时，R2方停止转动。
再看M－1。R\(_{1}\)里带电流的导线产生磁场，如果R1被环状天线带着转动，这磁场就对着S\(_{1}\)的三相线圈作相对运动，便在S1里感应出三相电压来。这电压接到S\(_{1}\)上，就产生罗盘针的运动。
环状天线停止不动时，因R\(_{1}\)的导线里有交流电流，产生着变动的磁场，像变压器的作用一样，在S1的每相线圈里感应出大小相等相位相同的电压来。S\(_{1}\)任何两输出端的电压是每相线圈里感应电压的差，所以输出为零，结果罗盘针也停止不动。
这就是罗盘针能跟着环状天线的线圈同步转动的道理。
环状天线和垂直天线
在图2里表示的是和自动罗盘有密切关系的两付中波天线，一付是没有方向性的“垂直天线”，还有一付就是上面所谈的环状天线。
陆地电台发出的电磁波，在一个波长λ的范围内，电场E的强度和方向变换一周，如图6所示。这电场接触到飞机上的“垂直天线”，便感应出电压e\(_{v}\)来。电场E忽强忽弱，ev就忽大忽小，所以e\(_{v}\)和E是同相的。环状天线放在电场最强的位置（1）上时，左右两边导线a和b所感应的电压ea和e\(_{b}\)方向和大小相同，使整个环圈感应的电压el＝e\(_{a}\)-eb＝0。而在电场最弱的地方（2）上，e\(_{a}\)和eb方向相反，使e\(_{l}\)=ea＋e\(_{b}\)反有最大值。和ev 比较起来，e\(_{v}\)是和E同相的，而el和E相位上相差90度，因此e\(_{v}\)和el相位上相差90°。换句话说：e\(_{l}\)必须移转相位90°后，方能和ev直接加减。
除此以外，环状天线L\(_{p}\)还有它的方向性。设垂直于Lp正面的垂线和来波的方向所作的角度为θ。当θ为0°或180°时，a、b两边同时感应相等的电压，使e\(_{l}\)为零；当θ为90°或270°（即-90°）时，同时分别接触a、b两边的电场强度相差最大，使el=e\(_{a}\)-eb有最大值。在θ由0°到±90°的范围内，e\(_{l}\)由小变大，而在θ由±90°到180°的范围内，el由大变小。在θ由0°到180°间。e\(_{l}\)是一个相位，而在θ由180°到360°间（即由0°经-90°到-180°间）， el变为相反的相位，即e\(_{l}\)每经过零值，就变换相位180°。所以el和θ的关系，可示如图7，这就是有名的环状天线的“8”字形方向图型。由于它有“哑点”，故可用来搜索陆地电台。例如收到某一电台时，环状天线自动地转到了“哑点”，罗盘指针所指的角度，就是那电台的方位角。环状天线的“哑点，发生在θ=0°和θ=180°度两个方向。所以凭“哑点”决定的陆地电台方向，可能刚巧相反相差180°。为了补救这种缺点，所以加用“垂直天线”。由于两组天线的组合，就可以去掉一个“哑点”（如图7虚线表示部分），避免错误的指示。
我们看，e\(_{l}\)的大小和相位，与θ有直接关系。每当θ不等于零或180°时，就有el存在。θ变化，e\(_{l}\)也变化。所以利用el来减小θ，自动地指出航行方向，是十分简捷的办法。换句话说：e\(_{l}\)先由环状天线发出，反过来又使el控制着环状天线转动到e\(_{l}\)＝0为止。el大，环圈转动较快；e\(_{l}\)小，环圈转动稍慢；l1变换相位，环圈也变换转向，最后永远是达到θ为零的位置。
但带动环状天线L\(_{p}\)，一般是用工作频率很低的电动机。el的频率很高，不能直接起到作用，所以需要有一个大小和相位受控制的低频电压，方能使环圈电动机满意地转动。最低频电压是由一个低频振荡器所产生，它是无线电罗盘自动控制设备中的一个重要部分。
现在常用的方法，是先将e\(_{l}\)的相位转90°得el′（为了好和垂直天线的感应电压e\(_{v}\)相加减），再用低频振荡器的固定输出e0来调制e\(_{l}\)′。因为e0是固定的，而e\(_{l}\)′是随el变动的，所以e\(_{l}\)的变化，表现为调制后波形调幅度的变化。但这时的波形和普通调幅波完全相同，照样可以用收信机来放大检波，得到大小随ev变化的低频电压输出e\(_{r}\)′。但这er′的相位还和e\(_{l}\)的相位无关,而系决定于e0的相位。所以要靠e\(_{v}\)来起作用。
利用e\(_{v}\)的办法如图8甲。主要是利用平衡调制器保留上述已调制波的上下两边带，而载波部分用ev来代替。用简单的数学式可以证明这样得出的调幅波，不仅调幅度随e\(_{l}\)的大小而变动，它的包线的相位，也随el 的相位而变动如图8乙。因此经放大检波后由收信机输出的低频电压e\(_{R}\)，大小和相位都决定于el。受e\(_{R}\)控制的环圈电动机，正值θ时如系正转，负值θ时就有可能反转，都是到θ为零的位置，不会转到θ为180°的位置上去。
控制环圈电动机的方法
常用的环圈电动机，是两相电动机，仍用上述低频振荡器的输出e\(_{0}\)做电源。接到这电动机的电压要是相位相差90°的两个电压e1和e\(_{2}\)如e1在e\(_{2}\)前面90°转动是一个方向；当e2在e\(_{1}\)前加90°时，转动就在相反的方向。为了要使环圈电动机转动得平稳，不能够靠使正反相位的eR分别闭合正转或反转的开关来完成。
图9甲就是控制器的原理图。如果没有闸流管V\(_{1}\)和V2，因S\(_{1}\)和S2感抗极大，e\(_{0}\)不能产生足够的电流使电动机M转动。在极端的情况下，当V1导电电流很大而V\(_{2}\)不导电时，P1等于短路，S\(_{1}\)等于是一个小电阻；同时Cp等于直接接到P\(_{2}\)上，S2就等于是一个电容器，如图9乙。因此有相差90度的电流流到两相电动机的线圈W\(_{1}\)和W2，使电动机M转动。同理，当V\(_{2}\)导电电流很大而V1不导电时，电动机M就向相反的方向转动如图9丙。如两管同时导电，仅屏流有较大差别时，相当于R有不同的数值，电动机M有不同的转速。所以电动机M完全可以由改变V\(_{1}\)和V2。屏流的大小和相对差别来控制速度和方向。
S\(_{1}\)和S2及P\(_{1}\)和P1的绕线法，是使源于e\(_{0}\)的V1和V\(_{2}\)屏极上的交流电压同相，即两屏压正负变化相同；e0降压为e\(_{0}\)′后，还接到V1和V\(_{2}\)的栅极回路里，即两栅压正负变化也相同。但联接的方法又使V1和V\(_{2}\)的屏压为正时，栅压为负，所以e0′起栅偏压的作用。e\(_{R}\)有不同的大小和两种相位，将eR接到控制器的输入端，感应到V\(_{1}\)和V2栅极上的电压对两栅极是反相的。如果它增加V\(_{1}\)或V2的栅偏压，就会同时减少V\(_{2}\)或V1的栅偏压，所以e\(_{R}\)起减少V1或V\(_{2}\)的屏流而同时增大V2或V\(_{1}\)屏流的作用，看eR的相位而定。e\(_{R}\)大小变化时，这作用的大小也变化。所以eR能很平稳地控制V\(_{1}\)和V2的屏流差，使M平稳地正向或反向转动。
无线电自动罗盘各主要部分，上面已经作了简单解释。合并起来就成为图10，低频振荡器所产生的频率，以不干扰收信机同时收听语言广播为原则，一般在100周以下，甚至低到48周。小同步电动机所需交流电源，一般系将飞机上直流电源经换流器变为400周交流，经适当滤波后得来。
无线电罗盘不仅可以指出陆地电台的方位，辅导航行；还可以先后迅速的接收两个已知电台的信号。决定飞机在航行中的位置，是从事航空无线电工作者必须熟悉的一项设备。图11示整套无线电罗盘的实物。（华祝）