M ỤC LỤC
4.1 Hệ thống đài dẫn đường vô hướng VOR
4.1.1 Tín hiệu pha chuẩn trong đài VOR
Người ta tạo ra tín hiệu pha chuẩn bằng cách sử dụng tần số âm tần 30Hz thực hiện điều chế biên độ với sóng mang cao tần của đài rồi phát đẳng hướng tại anten trung tâm.
Hình 4. 1: Tín hiệu 30Hz Pha chuẩn.
4.1.2 Tín hiệu pha biến thiên trong đài VOR
Tín hiệu pha biến thiên trong đài DVOR thời gian trước rất phức tạp. Người ta làm như sau:
Hình 4. 2: Dùng cánh tay địn mang anten quay ngược chiều kim đồng hồ.
Chương 4: Mô phỏng.
Hình 4. 3: Tín hiệu 30Hz Pha biến thiên ở góc pha 2060. .
Thoạt đầu, người ta dùng 1 cánh tay đòn dài khoảng 7m, một đầu gắn với cơ cấu quay, đầu còn lại gắn với anten phát, phát đi một tín hiệu biên tần là ( fc + 9960Hz ). Cánh tay đòn này được cho quay ngược chiều kim đồng hồ, với tốc độ quay là 30Hz. Như vậy, đối với 1 điểm thu trong không gian, nguồn phát sẽ di chuyển lúc thì ra xa, lúc thì tiến đến gần điểm thu. Nhờ vào hiệu ứng Doppler, người ta thu được một tín hiệu ( fc + 9960Hz ± 480Hz ). Độ di tần fd này là một hàm số được xác định bởi:
fd = ω x λ x π (4.1) trong đó: ω là tốc độ quay của cánh tay đòn mang anten.
λ là đường kính của vịng anten, theo bước sóng. π số pi.
và chỉ số điều tần được xác định bởi:
d = fd/30 (4.2)
Theo công thức trên ta thấy: độ di tần tỉ lệ với đường kính của vịng anten phát tín hiệu biên tần, tức là tương ứng với bước sóng của tần số làm việc.
Để dễ dàng cho máy thu trên máy bay trong việc tách tín hiệu điều tần (fc+9960Hz), người ta lắp thêm 1 anten tại vị trí trung tâm của vịng phát anten biên tần và chỉ phát có sóng mang mà thơi. Hai tín hiệu sóng mang này và thành phần
Chương 4: Mơ phỏng.
sóng mang trong tín hiệu biên tần sẽ triệt tiêu lẫn nhau, và máy thu của máy bay sẽ nhận được một tín hiệu điều tần thuần là 9960Hz ± 480Hz.
Trong thực tế thiết kế đài, việc tạo ra một cánh tay địn có chiều dài khoảng 7m và quay với tốc độ 30Hz là một cơng đoạn hết sức khó khăn và tốn kém. Để giải quyết vấn đề này, người ta dùng 1 số lượng anten từ 48 đến 50 cái, lắp cách đều nhau trên 1 bệ trịn, có bán kính khoảng 7m, và một hệ thống chuyển mạch điện tử có nhiệm vụ nối mạch với từng anten một trong từng thời điểm để phát tín hiệu biên tần. Tại mỗi thời điểm, sẽ có một hoặc hai anten được nối mạch để phát tín hiệu biên tần. Đến thời điểm tiếp theo, sẽ có một hoặc hai anten kế tiếp được nối mạch để phát tín hiệu biên tần, cho đến khi hết số lượng anten được sử dụng, tức là đã quay được một vòng như trong trường hợp sử dụng cánh tay địn mang anten. Có một hoặc hai anten được nối mạch để phát tín hiệu biên tần là tùy vào chủng loại đài được thiết kế. Tốc độ chuyển mạch này cũng phải phù hợp với tốc độ quay của cánh tay đòn mang anten, tức là 1/30 giây.
4.1.3 Tín hiệu tổng hợp khi thu được.
Tín hiệu tổng hợp của đài VOR mà máy bay thu được có dạng như sau: x(t) = m(t)cosωct (4.3) với:
ωc= 2π (108.00 MHz đến 117.95 MHz)
m(t) = 1+ 0.3 Cos(ωm + ϕ1) + 0.3 Cos [ωsct + 16 Cos(ωmt+ϕ2)] + 0.1
Cos(ωIDt + ϕ3) (4.4)
fm: tần của tín hiệu pha biến thiên và tín hiệu pha chuẩn. fsc: tần số của sóng mang phụ.
fID: tần số của tín hiệu nhận dạng đài VOR. ϕ1: pha của tín hiệu pha biến thiên.
ϕ2: pha của tín hiệu pha chuẩn.
ϕ3: pha của tín hiệu nhận dạng đài VOR.
Chương 4: Mơ phỏng.
Hình 4. 4: Tín hiệu thu được từ đài VOR nếu khơng có can nhiễu.