Báo cáo môn học thiết bị VOR

Báo cáo môn học thiết bị VOR

Bô GIAO THÔNG VẬN TẢI Học viện Hàng Không Việt Nam Khoa Điện Tử Viễn Thông ************ BÁO CÁO MÔN HỌC THIẾT BỊ VOR  LỚP ĐVC4  NHÓM CHƯƠNG NGUYÊN LÍ TỔNG QUAN CỦA ĐÀI VOR I CHỨC NĂNG, NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG ĐÀI VOR Chức - Đài có nhiệm vụ cung cấp cho máy bay thông tin phương vị (Azimuth) so với cực Bắc góc hướng đài (Bearing) - Ưu điểm Hệ thống Dẫn đường VOR:  Độ xác thông tin vị trí (Phương vị hay Hướng đài) cao  Cho phép thiết lập mạng đài VOR đường bay cố định - Nhược điểm Hệ thống Dẫn đường VOR:  Chịu ảnh hưởng hiệu ứng đa đường (multipath): sai số xác định vị trí tăng máy bay nhận đồng thời tín hiệu trực tiếp từ đài VOR tín hiệu đài VOR phản xạ từ địa vật nhà cửa, núi đồi …  Dễ bị tác động tín hiệu nhiễu  Cự ly hoạt động phụ thuộc vào tầm nhìn thấy trực tiếp (line of sight) công suất phát xạ đài  Không thuận tiện cho phi công điều khiển máy bay theo đường bay tự (free routes)  Độ xác giảm khoảng cách từ máy bay tới điểm đặt đài tăng Nguyên lí hoạt động Đài VOR hoạt động dựa nguyên lí có s ự trênh l ệch pha gi ữa tín hiệu, tín hiệu pha chuẩn tín hiệu pha bi ến thiên Tín hiệu pha chuẩn tín hiệu có pha không thay đổi su ốt trình xoay xung quanh đài tạo nh sau: Phát đẳng hướng tín hiệu không gian Khi giản đồ xạ có dạng hình tròn …………………… =>Mật độ công suất xem đồng không gian 1.2 Tín hiệu pha biến thiên tín hiệu có pha biến đổi tùy theo góc phương vị xung quanh đài tạo sau:  Sử dụng giản đồ xạ có hình số  ……………  Giản đồ quay tròn theo chiều kim đồng hồ với tốc độ quay xác định  Tại thời điểm hay góc phương vị khác xung quanh đài tín hiệu thu có pha khác  Máy thu máy bay đem tín hiệu nh ận đ ược (tín hiệu pha bi ến thiên) so sánh với tín hiệu pha chuẩn từ có đ ược góc lệch pha tín hiệu góc lệch pha góc phương vị điểm thu (máy bay)  Tín hiệu pha chuẩn có giản đồ hình tròn pha biến thiên có dạng hình số giản đồ xạ đài tổng giản đồ ta gọi giản đồ LIMACON   Pha dương của giản đồ hình số cộng them với cường độ điện truong2 dương pha chuẩn có hình nhọn  Pha âm giản đồ số làm giảm cường đ ộ điện tr ường tổng gây dạng lõm giản đồ  Giản đồ số quay tròn theo chiều kim đ ồng hồ v ậy giản đồ limacon quay theo với tốc độ quay giản đ số  Tín hiệu pha biến thiên trễ pha h ơn so v ới pha chu ẩn nh sau:    Vấn đề gặp phải tín hiệu có tần số 30Hz nên tín hiệu pha chuẩn điều chế tần số tín hiệu pha biến thiên điều chế Sideband Only (SBO) Như máy thu có mạch giải điều chế tương ứng để tái tạo tín hiệu CHƯƠNG TRẠM PHÁT VOR MẶT ĐẤT THÔNG SỐ TIÊU CHUẨN CỦA ĐÀI VOR 1.PHÂN LOẠI ĐÀI VOR − Trải qua suốt trình phát triển đài VOR ta phân loại đài VOR sau:  Theo vị trí triển khai  Phân loại theo nguyên lí hoạt động Theo vị trí triển khai:  VOR đường bay(En-route VOR): Đài VOR triển khai điểm chuẩn (WayPoint) đường để dẫn để dẫn cho máy bay bay đường bay định  VOR sân bay (Terminal Area VOR – TVOR hay AVOR) triển khai sân bay để trợ giúp máy bay tiếp cận hạ cánh quy chế không lưu đảm bảo an toàn Phân loại theo nguyên lí hoạt động  Đài SVOR đài VOR theo tiêu chuẩn đời sớm nhất,hoạt động theo tiêu chuẩn ICAO  VOR thông thường (Conventional VOR – CVOR)  VOR sử dụng hiệu ứng DOPPLE (Dopple VOR – DVOR) III Khảo sát anten khung  Hệ thống anten khung đài CVOR bao gồm anten mạch chia tương ứng  Hệ thống anten khung đài DVOR bao gồm anten đặt trung tâm mặt đế phản xạ phát sóng mang(pha chuẩn) 48 anten phát tín hiệu biên tần lắp cách đường tròn có đường kính khoảng 13,2m anten lắp giá đỡ cách mặt đế phản xạ 121,92cm để đảm bảo tầm phủ  Anten sử dụng anten ALFORD LOOP cấu tạo từ anten lưỡng cực đơn vả xắp xếp lại cho thành hình vuông   Phân bố dòng anten lưỡng cực phân bố dòng anten Loop  Anten phát sóng mang  Có tụ điện điều chỉnh cộng hưởng cho anten (tụ không khí tụ mica)  Các tụ không làm thay đổi tần số cộng hưởng anten mà ảnh hưởng đến việc phối hợp trở kháng   Anten phát biên tần Giá đỡ cho anten  Dây chêm điều chỉnh cộng hưởng (Tuning Stub) đoạn dây đồng trục RG-214, đầu gắn nối vào mạch đầu để hở  chức cung cấp dung kháng cần thiết để đảm bảo cho điểm gắn dây chêm vào mạch trở thành trở  Đoạn dây định vị (positioning piece) đoạn dây đồng trục RG- 214, đầu đ ược gắn nối đầy đủ  Mục đích dùng để đặt đoạn dây chêm điều chỉnh cộng hưởng vào vị trí đường tín hiệu vào, có giá trị điện trở trở kháng vào với trở kháng đặc tính đường dây (50Ω)  Chiều dài đoạn dây cắt nhà máy để phù hợp với tần số hoạt động đài  Biến Balun đoạn dây 1800 mắc vào vị trí trung tâm anten, bên giá đỡ anten, sử dụng để nối phần tử đối đối anten đảo pha 1800 Anten giám sát trường  Là anten Yagi lắp đặt khoảng 100÷200m tính từ anten phát sóng mang  Anten lắp đặt hướng góc nào, trừ nhũng góc quan trọng (hướng tiếp cận) Mạng anten vòng (Four-Loop anten)  Mạng anten vòng nhìn từ xuống  Sơ đồ cấp tín hiệu cho anten vòng CHƯƠNG SAI SỐ ĐÀI VOR PHƯƠ NG PHÁP HIỆU CHỈNH ĐÀI VOR I SAI SỐ ĐÀI VOR  Theo ICAO đài VOR phép sai số khoảng ±20 , sai số bao g ồm sai s ố m ặt đ ất, sai số đường truyền, sai số máy thu máy bay  Sai số mặt đất  Do sai pha hai tín hiệu pha chu ẩn pha bi ền thiên gây ra,do sai xót l ắp đ ặt anten việc hiệu chỉnh đài không  Do việc giao thoa thành phần phân cưc đứng phân c ực ngang  Sai số đường truyền  Từ phản xạ địa hình địa vậ xung quanh đài,đ ường dây chuy ền t ải ện,núi d ổi,,,  Do môi trường truyền sóng đài phát VOR mặt đ ất máy bay gây ra(truy ền sóng di ện từ băng thông cực ngắn)  sai số phụ thuộc vào số hoạt động,giá trị,chất l ượng cu Ả thi ết b ị máy bay  Cân chỉnh không xác,ngoài t ần s ố lân c ận t ần s ố gây anh h ưởng đ ến thi ết bi thu  Cách thức bay( bay cân sai số nhỏ ngược lại)  Làm cho tín hiệu xạ từ đài VOR bị bẻ cong,gồ gề,b ị nhảy có  Sai số máy thu máy bay  Sai số thiết bi máy bay máy bay thuộc lĩnh vực hoạt động khác xưởng sửa chữa hay hãng máy bay  Sai số mặt đất  Do thân trạm phát Phương pháp đo kiểm tra sai số  Đài VOR cung cấp cho máy bay thong tin phương v ị so v ới c ực b ắc v ậy thong tin phải kiểm tra mặt đất để đảm bảo độ xác thông tin cung c ấp cho máy bay (Ground Check)  Việc kiểm tra thực hiên thủ công t ự động b ằng cánh l m ẫu tín hi ệu b ức x không gian đài VOR để phân tích.Độ xác ph ụ thuộc vào ph ương pháp,ph ương tiện,số lần lấy mẫu phương tiện phân tích( tu dong hiêu qua thủ công)  Sau lấy mẫu tín hiệu đưa vào hệ thống phân tích.th ường đ ược s d ụng máy tính cho kết vời độ xác cao tin cậy  Kết qua thu thướng thông số dịch tr ụ,sai s ố tb toàn đài,các sai s ố hai h ướng,b ồn hướng,tám hướng.Sai số hai,tám hướng phản ánh sai sót thân h ệ th ống anten.sai số bồn hướng phản ánh việc cân chỉnh hệ thống có xác hay không  Các thông số kết vẽ lại để biểu điễn sai số trải thiết bi VOR.Việc kiệm tra mặt đất phải thực hiên hai máy phát đài để so sánh số trải hai máy phát.Chênh lệch hai đường dgl sai lệch hai máy phát  Để nâng cao độ xác công việc kiểm tra tín hiệu ngta sủ dụng máy bay để thu nhận tín hiệu đài Vor (FLY CHECK) máy bay bay vòng vòng xung quanh đài với độ cao khoảng cánh khác bay theo tia Radio dó.thiết bị sử dụng máy bay kiểm tra vời độ xác cao  ICAO khuyến cáo thực hiên kiêm tra tháng/1 l ần Hiệu chỉnh đài VOR  Hiệu chỉnh đài VOR để đạt thong số hoạt động tối ưu thỏa mãn yêu cầu sau:  tín hiệu thu hướng nằm sai số cho phép  Đạt ổn định hệ thống,tăng thời gian hoạt động liên tục,giảm số lần thời gian hoạt động gián đoạn 3.1 Hiệu chỉnh thong số hoạt động  Kiểm tra hiệu chỉnh công xuất sóng mang, công suất biên t ần đ ồng h đo công suất, kết hợp thông số cài đặt phần mềm điểu hành h ệ th ống  Kết qủa đồng hồ giá trị đọc thông qua phần m ềm phải trùng  Kiểm tra dạng sóng mức điện áp chiều tín hi ệu đ ược l m ẫu, tách sóng, bao gồm dạng sóng mang chính, sóng mang phụ ,biên t ần  Điều chỉnh mạch tách sóng biên độ pha n ằm gi ời h ạn cho phép thông qua điểm thử mạch card khối máy  Hiệu chỉnh pha cao tần thảnh phần biên tần so v ời sóng mang đ ể đ ạt h ệ s ố ều chế không gian cực đại  Thực hiên đo hệ số điều chế thông qua điểm thử m ạch card monitor  Kiểm tra lại thông số đo card monitor cug c ấp so sánh v ới k ết qu ả l ần bay ki ểm tra liền kề trước 3.2 Tinh chỉnh, kết hợp kiểm tra mặt đất - Kiểm tra hiệu chỉnh công xuất sóng mang, công suất biên tần đồng hồ đo công suất, kết hợp thông số cài đặt phần mềm điểu hành hệ thống  Kết qủa đồng hồ giá trị đọc thông qua phần mềm phải trùng - Kiểm tra dạng sóng mức điện áp chiều tín hiệu lấy mẫu, tách sóng, bao gồm dạng sóng mang chính, sóng mang phụ ,biên tần - Điều chỉnh mạch tách sóng biên độ pha nằm giời hạn cho phép thông qua điểm thử mạch card kh ối máy - Hiệu chỉnh pha cao tần thảnh phần biên tần so vời sóng mang để đạt hệ số điều chế không gian cực đại - Thực hiên đo hệ số điều chế thông qua điểm thử mạch card monitor - Kiểm tra lại thông số đo card monitor cug cấp so sánh với kết lần bay kiểm tra liền kề trước - 3.2 Tinh chỉnh, kết hợp kiểm tra mặt đất Thông số cần quan tâm sai biệt sai số lớn theo chiều d ương sai số lớn theo chiều âm(sai số trải) - Sai số trải thường vẽ theo dõi Được sử dụng để tinh chỉnh công suất thành phàn biên tần kéo theo làm giảm sai số b ốn h ướng - Khi sai số trải cao ta phải tiến hành hiệu chỉnh anten Khi tiến hành hiệu chỉnh phải tiến hành theo tài liệu hướng dẫn nhà sản suất - Khi hiệu chỉnh anten,tiến hành hiệu chỉnh thành phần tín hiệu riêng biệt Khi tiến hành thành công bước hiệu chỉnh phải kiểm tra lại với bước trước dể xem có làm ảnh hưởng đến tuyến tín hiêu trước hay không - Khi bị ảnh hưởng tín hiệu bắt buộc quay lại bước trước để đảm bảo cho hệ thống - [...]... sau: 4) Phân loại đài DVOR a Đài SSB-DVOR (Single SideBand – DVOR)  Đài DVOR trong trường hợp này chỉ phát đi 1 biên tần  Phương pháp này thì 1 tín hiệu biên tần bị điều chế biên độ bởi tín hiệu 30Hz a Đài SSB-DVOR (Single SideBand – DVOR) Ưu điểm: .Tiết kiệm được bang tần cũng như giá thành của đài Nhược điểm:  .Bị ảnh hưởng nhiều bởi nhiễu b Đài DSB-DVOR (Double SideBand DVOR)  Phát cả 2 biên... thu thì tại tr ạm phát ta s ẽ l ắp them 1 anten tại chính giữa và phát song mang tại anten nay Do vậy khi anten thu thì 2 thành phần song mang sẽ bị triệt tiêu và máy thu sẽ nhận được tín hiệu là (9960±480Hz) Nhưng trong thực tế ta lại thiết kế trạm phát DVOR như sau:  Ta sẽ dùng khoảng 48 anten lắp cách đều nhau trên 1 bệ tròn có đường kính khoảng 7m  Sử dụng 1 hệ thống chuyển mạch điện tử để nối...PHÂN TÍCH CÁC LOẠI ĐÀI VOR 1 ĐÀI CVOR 1) Tín hiệu pha chuẩn trong đài CVOR .Tín hiệu Pha chuẩn được tạo ra bằng cách dùng tín hiệu 30Hz (fa) điều chế tần số (FM) của tín hiệu 9960Hz - còn gọi là sóng mang phụ (Subcarrier) - với độ dịch tần 480Hz (∆f),... ĐÀI VOR 1 Băng tần và các tần số được sử dụng  Đài VOR được phép sử dụng tần số trong khoảng 111,975MHz ÷ 117,975MHz và phải tuân theo các quy định tại Annex 10, Volume 5  Tần số song mang phụ: 9960Hz có dung sai ±1%  Tần số của tín hiệu chưa điều chế: 30Hz có dung sai ±1%  Tần số đài hiệu: 1020Hz ± 50Hz  Kênh thoại trong khoảng 300÷3000Hz Giãn cách giữa 2 kênh  Giãn cách giữa 2 kênh đài VOR. .. có được 1 tín hiệu PM có tần số (9960±480)Hz  Sau đó tín hiệu trên được mang đi điều chế biên độ (AM) sóng mang cao tần của CVOR Với độ sâu điều chế là 30%  Tín hiệu Pha chuẩn (30Hz FM) được phát xạ vô hướng trong mặt phẳng ngang bởi toàn bộ mạng anten 4 vòng (four-loop) của CVOR có giản đồ hướng dạng hình tròn  Tín hiệu 30Hz FM sau tách sóng tần số ở máy thu trên máy bay có pha không phụ thuộc vào... lên đến 20%  Sử dụng kênh thoại thì là 5%  Nếu phát kênh thoại thì không được làm nén kênh đài hiệu Sai số của đài  Tại điểm cách tâm đài VOR 4 lần bước sóng và có góc ngẩng 400 thì sai số là ±20 Tầm phủ và công suất  Tầm phủ hay bán kính hoạt động của đài VOR phụ thuộc vào mực bay của máy bay Ta có bảng như sau ... thiên  Sử dụng 2 tín hiệu có cùng tần số 30Hz có pha luôn lệch nhau 1 góc 900 Hai tín hiệu này lần lượt là tín hiệu SIN và COS như sau: Cả 2 tín hiệu trên được điều chế SBO với song mang cao tần của đài VOR và được dạng song như sau: Cả 2 tín hiệu này được cho qua 2 mạch chia công suất để tạo ra 2 thành phần đồng biên cho mỗi tín hiệu Các thành phần đồng biên ngược pha trên được cấp cho 2 cặp anten phát