Nghiên cứu phương pháp giảm nhiễu xuyên điều chế giữa phát thanh FM với nghiệp vụ vô tuyến dẫn đường hàng không - môn tương tích điện từ

MỤC LỤC Lời nói đầu 4 Tài liệu tham khảo 5 Cỏc từ viết tắt .6 Chương I. Hệ thông tin vô tuyến hàng không 7 1.1 Giới thiệu .7 1.2. Liờn minh viễn thụng thế giới (ITU) .7 1.3. Tổ chức ICAO (International Civil Aviation Organization .8 1.4. Hệ thống thông tin vô tuyến dẫn đường hàng khụng 8 1.4.1. Hệ thống dẫn đường mỏy bay hạ cỏnh ( ILS) .8 1.4.2 Hệ thống dẫn đường vụ hướng (VHF Omni-directional Radio Rang VOR).10 1.4.3 Hệ thống thụng tin vụ tuyến hai chiều (COM) .11 1.5 tiêu chuẩn đánh giá tuơng thích giữa đài phát thanh FM và Đài vô tuyến hàng không . 12 Chương II. hệ thống đài phát thanh FM dải tần (87-108)MHz và các đài vô tuyến hàng không dải tần (108-137) MHz của Việt Nam 13 2.1. Hệ thống đài phát thanh FM 13 2.1.1 Đài FM công suất lớn 13 2.1.2. Đài FM công suất nhỏ 14 2.2 Hệ thống Thụng tin vụ tuyến hàng khụng . 14 2.2.1 Giới thiệu .14 2.2.2 Các đài vô tuyến hàng không 14 Chương III. Tiêu chuẩn đánh giá khả năng can nhiễu . .16 3.1. Định nghĩa các loại nhiễu 16 3.2 Đánh giá mức độ can nhiễu . .17 3.2.1 Các thông số đầu vào để đánh giá can nhiễu 17 3.2.2 Các tiêu chuẩn và công thức đánh can nhiễu đối với ILS/VOR .20 3.2.3 Tiêu chuẩn đánh giá can nhiễu đối với hệ thống COM .24 3.2.4 Các điểm kiểm tra để tính toán khả năng can nhiễu (test point) .24 1 Chương IV. Phương pháp tính toán khả năng can nhiễu .28 4.1 Giới thiệu 28 4.1.1. Lựa chọn điểm kiểm tra để tính toán khả năng can nhiễu 28 4.1.2. Đánh giá khả năng tương thớch 28 4.2. Tính nhiễu đối với đài ILS, VOR 28 4.2.1 Tớnh mức tớn hiệu ILS 28 4.2.2 Tớnh mức tớn hiệu VOR .29 4.2.3 Tớnh mức tín hiệu đài FM 30 4.2.3.1 Đài ILS .30 4.2.3.2 Đài VOR .30 4.2.4 Đánh giá khả năng can nhiễu .30 4.2.4.1 Tớnh loại nhiễu A1 30 4.2.4.2 Tớnh loại nhiễu A2 31 4.2.4.3 Tớnh loại nhiễu B1 31 4.2.4.4 Tớnh loại nhiễu B2 32 4.2.4.5 Tớnh loại nhiễu tổng hợp A1,B1, A2 và B2 .33 4.3. Đánh giá khả năng nhiễu đối với COM .33 Chương V. Đề xuất phương pháp quản lý tần số phự hợp để hạn chế can nhiễu với nghiệp vụ hàng không . .34 5.1. ấn định tần số cho đài phát thanh FM .34 5.1.1 Đài phát thanh FM công suất lớn .34 5.1.1 Đài phát thanh FM công suất nhỏ 35 5.2 ấn định tần số cho đài vô tuyến hàng không .35 5.2.1 Các đài ILS, VOR 35 5.2.2 Đối với các đài COM 37 2 LỜI NÓI ĐẦU Theo lý thuyết khả năng can nhiễu giữa sản phẩm xuyên điều chế của phát thanh FM với các đài vô tuyến hàng không trong băng tần108-137 MHz hoàn toàn có thể xẩy ra và các tổ chức quốc tế cũng đã đ ưa ra các tiêu chuẩn để đánh giá khả năng can nhễu. Với đặc thù mạng đài phát thanh FM của nước ta, bao gồm một số đài FM công suất, độ cao anten lớn, vị trí phát sóng (nằm gần khu vực sân bay) và một mật độ khá dài đặc các đài FM công suất nhỏ, độ cao anten thấp thì khả năng can nhiễu với đài vô tuyến hàng không hoàn toàn có thể xẩy ra nếu không được tính toán ấn định tần số một cách hợp lý. Thực tế, tr ước năm 2005 đã có một số vụ can nhiễu xẩy ra. Từ năm 2005 qui hoạch phân bổ kênh tần số cho các đài FM công suất lớn được ban hành, trong đó đã tính toán để hạn chế khả năng can nhiễu với các đài thông tin vô tuyến hàng không, nh ưng cũng chưa thể tính toán hết được khả năng can nhiễu đối với các đài thông tin vô tuyến điện được ấn định sau. Các trường hợp can nhiễu đã từng xẩy ra đối với đài vô tuyến hàng không của nước ta chủ yếu được giải quyết theo phương án tình huống, tìm ra nguồn nhiễu và yêu cầu các đài điều chỉnh tần số để tránh can nhiễu chứ chưa đi sâu vào việc nghiên cứu, đánh giá mức độ can nhiễu, đưa ra một phương pháp thống nhất để ứng dụng cho việc tính toán khi ấn định tần số cho các đài vô tuyến thuộc các nghiệp vụ này. Trên thế giới có tổ chức ICAO bao gồm nhiều nước tham gia, chuyên nghiên cứu và đưa ra công ước, các thể lệ, tiêu chuẩn hàng không trong đó có tiêu chuẩn đánh giá khả năng can nhiễu xuyên điều chế giữa đài phát thanh FM với đài vô tuyến hàng không. Liên minh viễn thông quốc tế ITU cũng đã có khuyên nghị về sự tương thích giữa nghiệp vụ phát thanh quảng bá băng tần (87-108)MHz và nghiệp vụ hàng không băng tần (108-137)MHz. Các nuớc trên thế giới nghiên cứu sử dụng các tiêu chuẩn của ICAO và Khuyến nghị ITU để áp dụng vào nước mình. Với mật độ sử dụng các đài thông tin vô tuyến điện ngày một tăng, đặc biệt ngành hàng không đang phát triển đầu tưthêm máy bay, nâng cấp các sân bay và lắp đặt thêm nhiêu đài vô tuyến hàng không phục vụ việc dẫn đ ường máy bay và cung cấp các dịch vụ lưu động hàng không. Vì vậy cần xây dựng một phương pháp tính toán ấn định tần số cho các đài phát thanh FM và các đài thông tin vô tuyế

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

oOo

-TIỂU LUẬN MÔN HỌC TƯƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ

ĐỀ TÀI:

Nghiên cứu phương pháp giảm nhiễu xuyên điều chế

giữa phát thanh FM với nghiệp vụ vô tuyến

dẫn đường hàng không

Đà Nẵng, tháng 11/2013

Niên khoá : 2012– 2014

MỤC LỤC

Lời nói đầu 4

Tài liệu tham khảo 5

Cỏc từ viết tắt 6

Chương I Hệ thông tin vô tuyến hàng không 7

1.1 Giới thiệu 7

1.2 Liờn minh viễn thụng thế giới (ITU) 7

1.3 Tổ chức ICAO (International Civil Aviation Organization 8

1.4 Hệ thống thông tin vô tuyến dẫn đường hàng khụng 8

1.4.1 Hệ thống dẫn đường mỏy bay hạ cỏnh ( ILS) 8

1.4.2 Hệ thống dẫn đường vụ hướng (VHF Omni-directional Radio Rang VOR).10 1.4.3 Hệ thống thụng tin vụ tuyến hai chiều (COM) 11

1.5 tiêu chuẩn đánh giá tuơng thích giữa đài phát thanh FM và Đài vô tuyến hàng không 12

Chương II hệ thống đài phát thanh FM dải tần (87-108)MHz và các đài vô tuyến hàng không dải tần (108-137) MHz của Việt Nam 13

2.1 Hệ thống đài phát thanh FM 13

2.1.1 Đài FM công suất lớn 13

2.1.2 Đài FM công suất nhỏ 14

2.2 Hệ thống Thụng tin vụ tuyến hàng khụng 14

2.2.1 Giới thiệu 14

2.2.2 Các đài vô tuyến hàng không 14

Chương III Tiêu chuẩn đánh giá khả năng can nhiễu 16

3.1 Định nghĩa các loại nhiễu 16

3.2 Đánh giá mức độ can nhiễu 17

3.2.1 Các thông số đầu vào để đánh giá can nhiễu 17

3.2.2 Các tiêu chuẩn và công thức đánh can nhiễu đối với ILS/VOR 20

3.2.3 Tiêu chuẩn đánh giá can nhiễu đối với hệ thống COM 24

3.2.4 Các điểm kiểm tra để tính toán khả năng can nhiễu (test point) 24

Chương IV Phương pháp tính toán khả năng can nhiễu 28

4.1 Giới thiệu 28

4.1.1 Lựa chọn điểm kiểm tra để tính toán khả năng can nhiễu 28

4.1.2 Đánh giá khả năng tương thớch 28

4.2 Tính nhiễu đối với đài ILS, VOR 28

4.2.1 Tớnh mức tớn hiệu ILS 28

4.2.2 Tớnh mức tớn hiệu VOR 29

4.2.3 Tớnh mức tín hiệu đài FM 30

4.2.3.1 Đài ILS 30

4.2.3.2 Đài VOR 30

4.2.4 Đánh giá khả năng can nhiễu 30

4.2.4.1 Tớnh loại nhiễu A1 30

4.2.4.2 Tớnh loại nhiễu A2 31

4.2.4.3 Tớnh loại nhiễu B1 31

4.2.4.4 Tớnh loại nhiễu B2 32

4.2.4.5 Tớnh loại nhiễu tổng hợp A1,B1, A2 và B2 33

4.3 Đánh giá khả năng nhiễu đối với COM 33

Chương V Đề xuất phương pháp quản lý tần số phự hợp để hạn chế can nhiễu với nghiệp vụ hàng không 34

5.1 ấn định tần số cho đài phát thanh FM 34

5.1.1 Đài phát thanh FM công suất lớn 34

5.1.1 Đài phát thanh FM công suất nhỏ 35

5.2 ấn định tần số cho đài vô tuyến hàng không 35

5.2.1 Các đài ILS, VOR 35

5.2.2 Đối với các đài COM 37

LỜI NÓI ĐẦU

Theo lý thuyết khả năng can nhiễu giữa sản phẩm xuyên điều chế của phát thanh FM với các đài vô tuyến hàng không trong băng tần108-137 MHz hoàn toàn

có thể xẩy ra và các tổ chức quốc tế cũng đã đưa ra các tiêu chuẩn để đánh giá khả năng can nhễu Với đặc thù mạng đài phát thanh FM của nước ta, bao gồm một số đài FM công suất, độ cao anten lớn, vị trí phát sóng (nằm gần khu vực sân bay) và một mật độ khá dài đặc các đài FM công suất nhỏ, độ cao anten thấp thì khả năng can nhiễu với đài vô tuyến hàng không hoàn toàn có thể xẩy ra nếu không được tính toán ấn định tần số một cách hợp lý Thực tế, trước năm 2005 đã có một số vụ can nhiễu xẩy ra Từ năm 2005 qui hoạch phân bổ kênh tần số cho các đài FM công suất lớn được ban hành, trong đó đã tính toán để hạn chế khả năng can nhiễu với các đài thông tin vô tuyến hàng không, nhưng cũng chưa thể tính toán hết được khả năng can nhiễu đối với các đài thông tin vô tuyến điện được ấn định sau

Các trường hợp can nhiễu đã từng xẩy ra đối với đài vô tuyến hàng không của nước ta chủ yếu được giải quyết theo phương án tình huống, tìm ra nguồn nhiễu và yêu cầu các đài điều chỉnh tần số để tránh can nhiễu chứ chưa đi sâu vào việc nghiên cứu, đánh giá mức độ can nhiễu, đưa ra một phương pháp thống nhất để ứng dụng cho việc tính toán khi ấn định tần số cho các đài vô tuyến thuộc các nghiệp vụ này

Trên thế giới có tổ chức ICAO bao gồm nhiều nước tham gia, chuyên nghiên cứu và đưa ra công ước, các thể lệ, tiêu chuẩn hàng không trong đó có tiêu chuẩn đánh giá khả năng can nhiễu xuyên điều chế giữa đài phát thanh FM với đài vô tuyến hàng không Liên minh viễn thông quốc tế ITU cũng đã có khuyên nghị về sự tương thích giữa nghiệp vụ phát thanh quảng bá băng tần (87-108)MHz và nghiệp

vụ hàng không băng tần (108-137)MHz Các nuớc trên thế giới nghiên cứu sử dụng các tiêu chuẩn của ICAO và Khuyến nghị ITU để áp dụng vào nước mình

Với mật độ sử dụng các đài thông tin vô tuyến điện ngày một tăng, đặc biệt ngành hàng không đang phát triển đầu tư thêm máy bay, nâng cấp các sân bay và lắp đặt thêm nhiêu đài vô tuyến hàng không phục vụ việc dẫn đường máy bay và cung cấp các dịch vụ lưu động hàng không Vì vậy cần xây dựng một phương pháp tính toán ấn định tần số cho các đài phát thanh FM và các đài thông tin vô tuyến

hàng không băng tần (108-137)MHz một cách phù hợp để hạn chế khả năng can nhiễu có thể xẩy ra Trên cơ sở đó, đề tài này đã nghiên cứu đưa ra một phương án tính toán ấn định tần số và đề xuất áp dụng trong Cục Tần số VTĐ.

Các từ viết tắt

COM (Radiocommunication): Hệ thống thông tin vô tuyến hai chiều mặt đất – không gian

ERP (Effective Radio Power) : Công suất bức xạ hiệu dụng

FM (Frequency Modulation) : Điều chế tần số

GP (Glide Path Transmitter): Hướng dẫn hạ cánh theo phương thẳng đứng ITU (International Telecommunacations Union): Liên minh viễn thông quốc tế ICAO (International Civil Aviation Organization): ICAO là tổ chức hàng không dân dụng quốc tế

ILS (Instrument Landing System) : Hệ thống trợ giúp tiếp cận hạ cánh

ILS Localizer : Định vị đường hạ cánh theo phương ngang

SW (Short Wave) : Sóng ngắn

MLS (Microwave Landing System): Hệ thống hạ cánh tần số siêu cao

MP (Marker Beacon) : Điểm mốc dẫn đường

MW (Medium Wave) : Sóng trung

UHF (Ultra High Frequency) : Băng sóng Decimet

VHF (Very High Frequency) : Băng sóng mét

VTĐ : Vô Tuyến Điện

GT-TT-GT : Giao thông - thời tiết - giải trí

VOR (VHF Omnidirectional Radio Range): Hệ thống dẫn đường vạn hướng/vô hướng

Chương I Hệ thông tin vô tuyến hàng không

1.1 Giới thiệu

Hệ thống thông tin vô tuyến hàng không là hệ thống các đài vô tuyến điện sử dụng trong ngành hàng không Hệ thống này được phân chia thành một số các hệ thống con, như hệ thống dẫn đường máy bay cất cánh và hạ cánh, hệ thống định huớng đường bay trên không, hệ thống trao đổi thông tin hai chiều Các tiêu chuẩn và khuyến nghị về hàng không do hiệp hội hàng không quốc tế (ICAO) ban hành Đối với các vấn đề có liên quan đến tần số vô tuyến điện cũng được đưa vào trong thể lệ, khuyến nghị của Liên minh viễn thông thế giới (ITU)

Hệ thống thông tin vô tuyến hàng không có thể hoạt động trên nhiều băng tần khác nhau trong các vùng FIR và tuân thủ theo qui hoạch phân bổ phổ tần của ITU và các quốc gia FIR (Flight Infirmation Region) là địa giới không lưu bao trùm lên cả l7nh thổ, biển và được xác lập nhằm đảm bảo một không lưu an toàn trong đó có những thông tin dẫn đường cho máy bay, thông tin an toàn,cứu nạn do ICAO qui định

1.2 Liên minh viễn thông thế giới (ITU)

ITU là một tổ chức liên chính phủ, một cơ quan đặc biệt của Liên hợp quốc

được 20 quốc gia ký vào Công ước Điện báo Quốc tế (International Telegraph Convention) sáng lập nên vào ngày 17/5/1865 tại Paris (Pháp) Hiện nay ITU có

189 Quốc gia thành viên ITU được chia thành 3 bộ phận: Thông tin vô tuyến ITU-R, Tiêu chuẩn hoá viễn thông ITU-T và Phát triển viễn thông ITU-D Đối với nghiệp vụ dẫn đường hàng không ITU có các qui định như sau:

- Qui định về trang thiết bị thông tin: ITU qui định các thiết bị thông tin vô tuyến gắn trên các máy bay dân dụng phải hoạt động trên các băng tần dành cho nghiệp vụ hàng không Cụ thể, ITU đưa ra bảng phân bổ tần số VTĐ và phụ lục S26, S27 qui định các vấn đề liên quan

- Qui định về chứng chỉ giấy phép: Các đài máy bay phải có chứng chỉ hoặc công nhận bởi chính phủ mà nó phụ thuộc - theo qui định tại điều 37 Thể lệ thông tin VTĐ quốc tế

- Qui định về chế độ kiểm tra kiểm soát: Điều 38 thể lệ thông tin VTĐ qui

định, thanh tra viên của Chính phủ hoặc cơ quan quản lý của Quốc gia có quyền yêu cầu được kiểm tra giấy phép sử dụng tần số VTĐ trên máy bay; chủ phương tiện phại tạo điều kiện thuận lợi cho việc kiểm tra

- ITU cũng nghiên cứu và đưa ra nhiều khuyến nghị liên quan đến thông tin vô tuyến hàng không Trong đề tài này sẽ đề cập nhiều đến khuyến nghị SM.1009-1 qui định về sự tương thích giữa nghiệp vụ phát thanh quảng bá băng tần (87-108)MHz và nghiệp vụ hàng không băng tần (108-137)MHz

1.3 Tổ chức ICAO (International Civil Aviation Organization)

ICAO là tổ chức hàng không dân dụng quốc tế, bao gồm nhiều nước thành viên Các nước tham gia ICAO đều thực hiện các qui định trong công ước Chicago

ký năm 1944, như các nguyên tắc cơ bản về quan hệ giữa các quốc gia trong lĩnh vực dân dụng hàng không quốc tế, điều chỉnh bay thường lệ, không thường lệ,

đăng ký và quốc tịch của tàu bay, tổ chức thành lập, chức năng hoạt động của của ICAO

Tổ chức ICAO có bộ phận đại diện chủ trì nghiên cứu các vấn đề của ngành hàng không, tổ chức nhóm họp thảo luận, thông qua trong đó có nghiên cứu về thông tin vô tuyến điện và cử đại diện tham gia các cuộc họp của Liên minh Viễn thông thế giới để bảo vệ quyền lợi của mình

Tổ chức ICAO đ7 đưa ra các tiêu chuẩn về giới hạn vùng phủ sóng trong các hướng, ngưỡng thu của ILS, VOR, COM, các điểm kiểm tra, các công thức để

đánh giá can nhiễu từ phát thanh FM sang hệ thống d7n đường hàng không 1.4 Hệ thống thông tin vô tuyến dẫn đường hàng không 1.4.1 Hệ thống dẫn đường máy bay hạ cánh ( ILS)

Là thiết bị trợ giúp cho tiếp cận chính xác đường hạ cánh Hệ thống này được cấu tạo bợi hệ thống hướng dẫn máy bay định vị đường hạ cánh theo phương ngang (ILS Localizer) và hệ thống hướng dẫn hạ cách theo phương thẳng đứng (Glide Path Transmitter - GP) và điểm mốc dẫn đường (MB Marker Beacon)

Thiết bị ILS Localizer được đặt cách điểm cuối đường bay 1000Ft (300m) và

có thể sử dụng bởi một vài antenna có hướng nằm trên trục đường băng ILS sẽ phát 02 tín hiệu trong băng tần giữa 108.10 MHz và 111.975 MHz trên cùng một antena Tần số chuẩn được điều chế 90Hz, 150Hz Công suất 100w, anten phân cực ngang, phương thức phát A2X Anten ILS với búp sóng hẹp theo 02 hướng phải và trái đường bay hạ cánh

Trên buồng lái máy bay có gắn thiết bị định vị chiều ngang để thu tín hiệu và

đem so sánh tín hiệu 90Hz và 150Hz, trường hợp có sự chênh lệch lớn thì xác

định máy bay chưa nằm trên đường hạ cách cần điều chỉnh đường bay sang trái hoặc phải để đạt được DDM bằng không, khi đó mới có thể xác định máy bay

đang hạ cách đúng hướng

Thiết bị GP cũng có cấu tạo và nguyên tắc hoạt động tương tự như ILS Localizer, hoạt động tại băng tần giữa 329.15 và 335 MHz Mặt phẳng có đường hạ cánh chuẩn theo phương thẳng đứng là lêch 30 theo phương nằm ngang

MB cung cấp điểm tiếp cận xấp xỉ, mốc đặt cách ngưỡng đường băng 8000Ft, phương thức phát A2A, tần số điều chế 1300Hz

3000-Hệ thống ILS Localizer được phân chia thành 3 loại, có tính năng hoạt động tương tự nhau nhưng cự li dự đoán hướng dẫn tiếp cận và hạ cánh khác nhau Từ ILS Localizer loại 1 đến loại 3 cự ly giảm dần; trong đó loại 3 lại được chia thành

3 loại nhỏ A,B,C có cự ly dự đoán tiếp cận và hạ cánh giảm dần cho đến khi máy bay hạ cánh xuống sân bay

Hình 1.1 Nguyên tắc hoạt động của hệ thống ILS

Hình 1.2 Mô phỏng hệ thống Anten của ILS

*Hệ thống hạ cánh tần số siêu cao (MLS– Microwave Landing System): là một dạng của ILS, tuy nhiên tần số hoạt động của nó tại dải tần 5000-5250MHz

1.4.2 Hệ thống dẫn đường vô hướng (VHF Omni-directional Radio Range VOR)

VOR là hệ thống dẫn đường cung cấp thông tin xác định hướng giữa máy bay

và điểm chuẩn trên mặt đất so với hướng bắc, VOR cũng giúp máy bay hạ cánh nhưng vùng hướng dẫn xa hơn so với ILS Hệ thống này hoạt động trong dải tần 108.0 - 117.95 MHz, với khoảng cách kênh là 50kHz Nguyên tắc hoạt động là trạm VOR sẽ phát vô hướng tín hiệu m7 nhận dạng: m7 morse hoặc voice trên 02 tín hiệu khác nhau, thiết bị thu trên máy bay sẽ thu tín hiệu và đem so pha để xác

định góc lệch Góc lệch pha này chỉ ra hướng máy bay đang ở là bao nhiêu độ so với hướng bắc từ đài VOR Máy bay thu tín hiệu từ 2 đài VOR có thể xác định mình đang ở vị trí nào Cự ly phủ sóng của VOR khoảng 46.3kmữ277km (25Nmữ150Nm)

- DME (Distance Measuring Equipment): Thiết bị đo xa, giúp đo khoảng cách giữa máy báy và điểm chuẩn trên trái đất Hoạt động theo chế độ hỏi đáp, băng tần hoạt động 960-1215 MHz, công suất 100w

Hình 1.3 Mô phỏng anten của hệ thống GP

- TACAN (Tactical Air Navigation System): là hệ thống bao gồm cả VOR và DME

1.4.3 Hệ thống thông tin vô tuyến hai chiều (COM)

COM là hệ thống thông tin vô tuyến hai chiều: chiều trao đổi thông tin mặt đất – không gian (lưu động hàng không), cụ thể như các đài kiểm soát không lưu (ATC – Air Traffic Control), đài kiểm soát khai thác, cấp cứu hoạt động tại băng tần 118-137MHz

Ngoài ra, trong vô tuyến hàng không còn có các hệ thống rada hỗ trợ cho các dịch vụ không lưu, dẫn đường hàng không và các hệ thống thông tin hàng không mới như dịch vụ điện thoại trên máy bay, hệ thống truyền số liệu A/G, hệ thống thông tin vệ tinh hàng không Trong phạm vi của đề tài này chỉ tập trung vào việc tính toán xác định can nhiễu của phát thanh FM sang các hệ thống thông tin vô tuyến hàng không hoạt động trong băng tần 108-137MHz như ILS, VOR, COM

31.5

km (1

7 NM)

Front course line and extended

ILS localizer antenna

Runway threshold Runway

90 Hz predominates

150 Hz predominates

ILS localizer

Antenna system

Runway touchdown point

Note 1 – All elevations shown are with respect to ILS localizer site elevation.

Note 2 – Not drawn to scale.

FIGURE 1

Typical ILS localizer front course DOC

runway centre line

1 900 m (6 250 ft)

8.7 km (4.7 NM)

D01

Hình 1.4 Vùng phủ của ILS Localizer điển hình

1.5 tiêu chuẩn đánh giá tuơng thích giữa đài phát thanh

FM và Đài vô tuyến hàng không

Tháng 10 năm 1995, Liên minh Viên thông quốc tế ITU ban hành khuyến nghị

SM 1009 -1 về sự tuơng thích giữa nghiệp vụ quảng bá trong băng tần 108MHz và nghiệp vụ hàng không trong băng tần 108-137 MHz Trong khuyến nghị này đ7 đưa ra các định nghĩa về loại nhiễu A1, A2, B1, B2, tiêu chuẩn đánh giá nhiễu và khuyến nghị phương pháp đánh giá can nhiễu

87-Năm 1998, ICAO ban hành thể lệ mới trong đó có Phụ lục 10 qui định về sự tương thích giữa nghiệp vụ phát thanh quảng bá băng tần (87-108)MHz và nghiệp

vụ hàng không băng tần (108-137)MHz Trong thể lệ này cũng đưa ra định nghĩa các loại nhiễu A1, A2, B1, B2, tiêu chuẩn đánh giá nhiễu A1, A2, B2 tuơng tự như Khuyến nghị SM 1009 -1 Tuy nhiên, về tiêu chuẩn nhiễu đánh giá nhiễu B1 thì

có qui định chặt chẽ hơn

Các nuớc cũng nghiên cứu và dựa vào khuyến nghị của ITU và thể lệ ICAO này

để tính toán khả năng tương thích giữa nghiệp vụ phát thanh quảng bá băng tần 87-108MHz với nghiệp vụ hàng không băng tần 108-137MHz

Định nghĩa về các loại nhiễu, tiêu chuẩn đánh giá can nhiễu được trình bày chi tiết tại chương 3

Tháng 10 năm 1995, Liên minh Viên thông quốc tế ITU cũng ban hành khuyến nghị ITU-R IS.1140 về thủ tục đo kiểm tra thiết bị thu hàng không để xác định sự tương thích giữa nghiệp vụ quảng bá băng tần 87-108MHz và nghiệp vụ hàng không trong băng tần 108-118 MHz

Chương II hệ thống đài phát thanh FM dải tần (87-108) MHz và các đài vô tuyến hàng không dải tần (108-137) MHz

của Việt Nam 2.1 Hệ thống đài phát thanh FM

Hệ thống đài phát thanh FM của Việt Nam hoạt động tại dải tần 87-108MHz,

có độ di tần ±75KHz, phát sóng dưới 02 chế độ Stereo và Mono Phân kênh FM thực hiện theo tiêu chuẩn phân kênh xen kẽ, các kênh cách nhau 100KHz Độ rộng băng thông 01 kênh ở chế độ Mono là 180kHz; chế độ Stereo là 300kHz

Hệ thống đài phát thanh FM của Việt Nam được phân chia thành 2 loại đài chính đó là đài FM công suất lớn (P>500W) và đài FM công suất nhỏ Đài công suất lớn thường hay lựa chọn phát sóng ở chế độ Stereo với mục đích nâng cao chất lượng âm thanh để phục vụ nhiệm vụ chính trị và giải trí (nghe âm nhạc); các

đài công suất nhỏ thường hay chọn chế độ phát sóng Mono để mở rộng phạm vi phủ sóng đưa tin tức đến người dân

2.1.1 Đài FM công suất lớn

Đài FM công suất lớn là các đài phát thanh cấp Trung uơng do Đài TNVN khai thác (120 đài) và các đài FM cấp tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương do các Đài Phát thanh truyền hình tỉnh, thành phố khai thác (64 đài) Hiện nay, phần lớn các đài FM công suất lớn đang phát sóng đều tuân thủ theo Qui hoạch phân

bổ kênh tần số cho phát thanh FM đến năm 2010 do Bộ Thông tin và Truyền thông ban hành năm 2005 Các đài phát thanh công suất lớn chủ yếu đặt tại khu vực trung tâm địa giới hành chính của các tỉnh thành phố, cũng có một số trường hợp tương đối gần sân bay hay trên núi và thường sử dụng anten cao trên 80m Các đài công suất lớn thuộc Đài TNVN thường tại một vị trí phát sóng (site) phát trên nhiều tần số

Theo Qui hoạch phân bổ kênh tần số cho các đài phát thanh FM, các đài FM công suất lớn gần khu vực sân bay hay đài VOR thương được phân bổ các kênh tần xa đầu mút 108MHz và đ7 tính đến các khả năng sinh ra các sản phẩm xuyên

điều chế để hạn chế khả năng can nhiêu với các đài thông tin vô tuyến thuộc nghiệp vụ hàng không

Hiện nay, các đài FM công suất lớn đang phát sóng đều được cơ quan quản lý

ấn định cấp phép và lưu trong một cơ sở dữ liệu thống nhất Tuy nhiên, vẫn tồn tại nhiều đài được qui hoạch nhưng chưa triển khai, trong Đài TNVN chiếm một số luợng lớn, cụ thể: Đài TNVN mới chỉ phát sóng trên 18 tần số, chiếm tỷ lệ (18/125 = 14,5%); đối với Đài PTTH tỉnh, thành phố có 55 đài đ7 triển khai theo qui hoạch, chiếm tỷ lệ (55/64 = 86%)

Dự đoán trong thời gian tơi các đài công suất lớn đ7 được qui hoạch tiếp tục triển khai, đặc biệt các Đài PTTH cấp tỉnh, thành phố sẽ sớm triển khai hết

2.1.2 Đài FM công suất nhỏ

Đài FM công suất nhỏ là các đài FM cấp huyện, thị x7 và phường, x7 Các đài này có mật độ khá lớn (phần lớn các huyện, thị x7 đều có) Đài FM cấp huyện, thị x7 mức công suất phát phổ biến ≤ 300W , độ cao anten dưới 40m và đặt tại trung tâm huyện, thị x7 Đài FM cấp phường x7 hoạt động trong dải tần 87-108 MHz có

số lượng không nhiều bằng đài FM cấp huyện thị x7, mức công suất phát ≤ 30W ,

độ cao anten dưới 20m, chủ yếu được ấn định trong dải tần 87-88MHz và 108MHz

107-Đài FM công suất nhỏ phát sóng dưới chế độ mono và tiêu chuẩn chất lượng máy phát kém hơn so với đài công suất lớn, đặc biệt nhiều đài có mức phát xạ giả vượt quá giới hạn cho phép Vì vậy, cần tăng cường công tác kiểm tra kiểm soát

đối với các đài công suất nhỏ tại khu vực gần sân bay hay gần đài VOR để hạn chế khả năng can nhiễu Hiện nay, các đài FM công suất nhỏ đều phát sóng không liên tục, chủ yếu tập trung vào một khoảng thời gian (3giờ/1ngày) buổi sáng, trưa và chiều tối Phần lớn các đài FM công suất nhỏ đ7 được ấn định cấp phép và lưu trong một cơ sở dữ liệu thống nhất

Dự đoán trong thời gian tới số lượng đài công suất nhỏ tiếp tục tăng và nhiều

đài sẽ tăng công suất, độ cao anten để cải thiện chất luợng vùng phủ sóng

2.2 Hệ thống Thông tin vô tuyến hàng không

2.2.1 Giới thiệu

Từ năm 1980 Việt Nam là thành viên của ICAO Việt Nam có 02 vùng FIR là

Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh có trách nhiệm phải cung cấp các dịch vụ không lưu trong 02 vùng này theo các tiêu chuẩn, khuyến cáo đ7 đề ra trong công

ước Chicago Đặc điểm nổi bật 2 vùng FIR Việt Nam là có mật độ hoạt động bay lớn của khu vực và Thế giới Theo thống kê của ICAO, trong 25 cặp thành phố có hoạt động bay quốc tế nhiều nhất trên thế giới thì có 5 cặp hoạt động bay qua

đường bay FIR Hồ Chí Minh và Hà Nội Đó là Bangkok - Hongkong (đứng thứ 10); Singapore - Tokyo (12); Hongkong -Singapore (20); Bangkok - Singapore (21); Bangkok - Tokyo (21)

Việt Nam đ7 ban hành luật hàng không dụng Việt Nam Cục hàng không dân dụng là Cơ quan được giao quản lý và điều hành tất cả các hoạt động bay dân dụng trong 02 vùng FIR

2.2.2 Các đài vô tuyến hàng không

Hệ thống dẫn đường và điều hành bay có thể hoạt động trên những khu vực

đuợc phân chia Khu vực kiểm soát tiếp cận (hay gọi là kiểm soát trung tận) được thiết lập nơi hội tụ các đường bay ATS trong vùng phụ cần của một hay nhiều sân

bay lớn Khu vực trung tận đảm bảo cho việc máy bay bắt đầu hạ từ độ cao bay

đường dài đến giai đoạn xuyên mây vào hạ cánh và lấy độ cao đến mực bay

đường dài khi khởi hành Tại Việt Nam có 03 sân bay quốc tế có 3 khu vực kiểm soát tiếp cận: khu vực tiếp cận NOIBAI là khu vực giới hạn bởi vòng tròn bán kính 75km, tâm là VOR/DME NOB; Đà Nẵng; Tân Sơn Nhất Khu vực kiểm soát tại sân bay: tại các sân bay có các đài kiểm soát (TWR) có nhiệm vụ chính là dẫn

đường cho máy bay cất và hạ cánh Vùng kiểm soát này được định nghĩa là với giới hạn ngang (vòng tròn bán kính R=60,30, Or 10km , tâm điểm là điểm qui chiếu sân bay, giới hạn cao (chiều cao tính từ mặt đất: 2150m, 1500m, 2750m Or 3050m ) Ngoài ra, còn qui định các vùng cấm bay, vùng dành riêng

Hệ thống đài vô tuyến hàng không của Việt Nam gồm có các đài ILS, VOR, NDB, COM, mạng Rada giám sát như đ7 giới thiệu trên đây, hoạt động tuân theo công ước, khuyến nghị của ICAO và các luật Tại các sân bay quốc tế có đầy đủ ILS, VOR/DME, NDB; tại các sân bay nội địa có rada, NDB; ngoài ra có các trạm VOR/DME được xây dựng độc lập tại vị trí xa các sân bay Trên máy bay thì

được trang bị các thiết bị thu phát vô tuyến để dẫn đường, thông tin liên lạc, kiểm soát chuyến bay, các thiết bị này do các nhà sản xuất cung cấp theo các chuẩn quốc tế và được cơ quan quản lý kiểm tra, kiểm soát hàng năm

Hiện nay, tại Việt Nam đang có 18 đài VOR/DME; 7 đài ILS/DME Phần lớn

đài VOR/DME đặt tại sân bay, tuy nhiên có một số đài VOR/DME đặt độc lập, hoạt động tại băng tần 108.10 MHz - 111.975 MHz Đài ILS/DME đặt tại những sân bay lớn, hoạt động tại băng tần 108.10 - 111.975MHz và 329.15 - 335 MHz Tần số hoạt động cụ thể của các đài vô tuyến hàng không đều được đăng ký quốc

tế qua ICAO và được cơ quan quản lý (Cục Tần số VTĐ) cấp giấy phép sử dụng, lưu vào một cơ sở dữ liệu thống nhất Danh sách đài VOR/DME; ILS/DME như Phụ lục 2

Chương III Tiêu chuẩn đánh giá khả năng can nhiễu 3.1 Định nghĩa các loại nhiễu

Dựa trên kết quả nghiên cứu của ICAO, CCIR, Study Group, ITU đ7 tổng hợp

và đưa ra khuyến nghị SM.1009-1, ICAO đưa ra Phụ lục 10 thể lệ ICAO năm

1998 qui định về sự tương thích giữa nghiệp vụ phát thanh quảng bá băng tần (87-108)MHz và nghiệp vụ hàng không băng tần (108-137)MHz

Khuyến nghị về các thiết bị dẫn đường hàng không cần phải xem xét khả năng tương thích với phát thanh quảng bá, cụ thể là: thiết bị hướng dẫn máy báy hạn cánh ILS (Instrument Landing System), hoạt động tại băng tần 108-112MHz, phân kênh gồm 40 kênh: 108,10MHz, 108,15MHz, 108,30MHz, 108,35MHz 111,70MHz, 111,75MHz, 111,90 MHz và 111,95MHz; thiết bị dẫn đường vô hướng VOR (VHF Omnidirectional radio Range), hoạt động tại băng tân 108-112MHz,phân kênh: 108,05MHz, 108,20MHz,108,25MHz, 108,40MHz, 108,45MHz 111,60MHz, 111,65MHz, 111,80, 111,85MHz, trong băng tần 112-118MHz có phân kênh:112,00MHz, 112,05MHz 117,95MHz; và các thiết bị vô tuyến hàng không khác COM (two-way radiocommunication) hoạt động tại băng tần 118-137MHz, khoảng cách kênh 25KHz Phân kênh cho đài ILS, VOR, COM

được minh hoạ như Phụ lục 1

Khuyến nghị đưa ra các loại nhiễu đối với hệ thống dẫn đường hàng không, bao gồm: A1, A2 (A); B1, B2 (B):

Loại nhiễu A: do phát xạ sinh ra từ các máy phát thanh FM tại các tần số nằm trong băng tần của nghiệp vụ hàng không, loại nhiễu này được phân chia thành 2 loại:

- Loại A1: là sản phẩm phát xạ giả của một máy phát thanh quảng bá hay là sản phẩm nhiễu xuyên điều chế do 2 hay 3 máy phát thanh quảng bá đặt cùng một hoặc những anten gần nhau tạo nên (xuyên điều chế phát)

- Loại A2: sản phẩm phát xạ ngoài băng của các trạm phát thanh quảng bá

có tần số gần với tần số biên 108MHz ảnh hưởng đến băng tần của nghiệp

vụ hàng không

Loại nhiễu B: là sản phẩm sinh ra tại thiết bị thu của nghiệp vụ hàng không do phát xạ của các trạm phát thanh quảng bá nằm ngoài băng tần dẫn đường hàng không, được phân chia thành 02 loại:

- Loại B1: nhiễu xuyên điều chế sinh ra tại các thiết bị thu của hệ thống dẫn

đường hàng không do tính phi tuyến (non-linearity) của thiết bị thu, nhiễu nay được tạo ra theo 2 trường hợp sau:

f xuyên điều chế = 2 f1 – f2 xuyên điều chế do 2 tần số quảng bá (f1,f2)

f xuyên điều chế = f1+ f2-f3 xuyên điều chế do 3 tần số quảng bá (f1,f2,f3)

- Loại B2: nhiễu chèn do RF thiết bị thu hàng không bị chèn bởi 1 hay nhiều tín hiệu trạm phát thanh quảng bá

Khuyến nghị SM.1009-1 khuyến nghị nguyên tắc tính các loại nhiễu A1, A2, B1, B2 và các công thức tính toán đánh giá mức nhiễu, các tiêu chuẩn (cường độ trường tối thiểu, hệ số bảo vệ)

3.2 Đánh giá mức độ can nhiễu

3.2.1 Các thông số đầu vào để đánh giá can nhiễu

* Mức cường độ trường tối thiểu của ILS, VOR, COM cần bảo vệ:

ILS: 40 àV/m (32 dB(àV/m))

VOR: 90 àV/m (39 dB(àV/m))

COM: 75 àV/m (38 dB(àV/m))

(Một số trường hợp đặc biệt ngưỡng này có thể cao hơn)

* Phân cực của hệ thống ILS, VOR : phân cực ngang; hệ thống COM cũng có phân cực ngang

* Công thức tính mức cường độ trường của trạm phát thanh quảng bá trong không gian tự do:

E = 76.9 + P – 20 log d + H + V (1) E: mức cường độ trường của phát thanh quảng bá (dB(àV/m))

P: mức e.r.p của trạm phát thanh quảng bá (dBw)

d: khoảng cách

H: hệ số bù trừ Anten đài quảng bá theo phương nằm ngang (dB)

V: hệ số bù trừ anten đài quảng bá theo phương thẳng đứng (dB)

* Hệ số bù trừ hệ số khuếch đại anten đài quảng bá

Khi tính toán mức cường độ trường của các đài quảng bá tại diểm Test point (trình bày tại phần sau) cần phải tính đến hệ số bù trừ hệ số khuếch đại anten đài quảng bá theo phương nằm ngang và phương thẳng đứng

- Hệ số bù trừ hệ số khuếch đại Anten đài quảng bá theo phương nằm ngang: nếu anten của các đài VOR, ILS, COM có phân cực ngang và là loại anten có hướng thì hệ số bù trừ theo hướng H(dB) được xác định theo từng bước là góc 100 so với hướng bắc Công thức xác định H(dB) như sau :

H = (e.r.p tại huớng phát xạ đang xét) - (e.r.p hướng phát xạ lớn nhất) (2)

- Hệ số bù trừ hệ số khuếch đại Anten đài quảng bá theo phương thẳng đứng: Hệ

số bù trừ hướng thẳng đứng chỉ được áp dụng nếu có một góc ngẩng so với hướng

nằm ngang khi nối một đường thẳng từ điểm kiểm tra đến anten đài quảng bá Thường anten đài quảng bá được cấu tạo bằng cách ghép nhiều thành phần cơ bản như dipole (đài công suất lớn) nên khó xác định được độ mở thực tế của anten Trường hợp không xác định được độ mở thì mối quan hệ giữa mức phát xạ cực đại

và độ mở được xác định dựa trên sự phân tích kết quả thống kê thực tế Tiêu chuẩn này được mô tả như bảng sau đây:

E.R.P cực đại (dBW) bước sóng (A) Độ mở trong các

37 ≤ e.r.p < 44 4

30 ≤ e.r.p < 37 2 e.r.p < 30 1

- Hệ số bù trừ V.r.p cho độ mở của 2 hay nhiều bước sóng:

Để bao quát hết tham số phát xạ phương thẳng đứng của hai hay nhiều bước sóng V (dB) công thức được tính toán như sau:

Với độ mở ít hơn 2 bước sóng, khi sử dụng anten dải hẹp (thường là anten chấn tử

đơn giản, có hệ số khuếch đại thấp), hệ số bù trừ được lấy theo giá trị của Bảng 1 sau đây:

Bảng 1

Các giá trị bù trừ V.r.p trình bày trên đây được áp dụng để tính toán cho tín hiệu đài quảng bá, phát xạ giả của đài quảng bá trong băng 108-118MHz và giá trị giới hạn có thể đưa vào tính toán cho các đường nghiêng có khả năng nhiễu lớn nhất

* Tín hiệu nhiễu được tính tại đầu vào thiết bị thu hàng không và được chuyển

đổi từ mức cường độ trường theo công thức:

a Tín hiệu thu là tín hiệu quảng bá băng tần 87-108MHz:

N(dBm) = E(dBàv/m) - 118 - Ls - L(f) - La (4)

Ls: suy hao cố định khi vào thiết bị thu

L(f): suy hao do anten phụ thuộc tần số đài FM quảng bá, 1.2dB /MHz đối với tần số duới 108MHz

La : suy hao cố định của anten

E: cường độ trường của tín hiệu quảng bá

N: mức tín hiệu quảng bá (dBm) tại đầu vào máy thu ILS, VOR, COM

b Tín hiệu thu là tín hiệu nghiệp vụ hàng không và loại nhiễu A1 trong băng tần 108-118MHz: