全向信标DVOR原理资料

7
航道偏离指示
• •
• •
B
L2
•
•
•
•
F
N
L1 L2
OBS=
DVOR
E
• •
• •
A
•
G
•
•
•
•
C
• •
•
航道偏离杆永远偏向预选航道所在的方向；
航道偏离指示与飞机的磁航向无关。
L1
D
• •
• •
向/背（To/From）台指示
• •
• •
TB
L2
•
T/F
• •
无指示 F
•
u2d(t)=K2dsin(OBS /2)
多普勒效应（4） 接收天线不动，发射天线绕圆周运动（1）
N
fR
R
fT
vR
T
vR2
E
A
vR
vR1
t
B
O
R D
fR
R
C
R
fd fd mB
A
C
AΩt
–f dm
D
多普勒效应（5）
接收天线不动，发射天线绕圆周运动（2）
N
fR
R
fT
vR
T
vR2
E
A
vR
vR1
t
B
O
R D
fR
R
C
在磁北方向
vR1=vRsin t
Hz
o FFFFFfFF
t
M =270º
30Hz AM o
30Hz FM o
N
DVOR
30Hz AM o 30HzF M
t
=0º
t 30Hz AM
o 30HzFM30 oHz FM
t =180º
t =90º
t
o
t
3
载波频率：f =108.00～117.95MHz 副载波频率:FS=9960Hz±1% 30Hz AM、30Hz FM 信号频率：F=30Hz±1%（Ω=2πF） 识别音频频率：1020Hz±50Hz 调频指数：kf=2 R/ =16±1（即最大频偏 Fm=480Hz±30Hz） mA=30%±2%，mf=30%±2%，m B 最大不超过 30% ， m C 尽量接 近（但不超过）10% 中国民航不使用 DVOR 的话音功能
t
...
1/1440s
t 偶混合函数：fe(t)=cos 平方 1440πt
fo(t) + fe(t) =1
5
边带天线的馈电 （2）
取样载 波
LSB 振 荡器 f－ 奇99、60偶Hz混 合 函数产生 器
功 放
奇、偶混合 函数 奇、偶混合函 数
USB 振荡
功
器
放
f+9960Hz
调奇
幅
LSB 偶
电
路2 LSB
DVOR 辐射场的幅度谱 （不包括话音）
f-9960Hz
f-1020Hz
f
f-30Hz
f+1020Hz f+30Hz
f+9960Hz
4
DVOR 信标的工作过程
载波发射机
1020Hz 音频信号发生器
Morse 码发生器
载波发生器
cos t
模拟开关 gm(t)
调幅电路
功放
取样载波
sin t 30Hz AM 信号发生器
L1 L2
D
L1 F
N
OBS=
•
E
• •
•
•
•
• •
DVOR
T or F？
A
• •
•
T
•
•
C
• •
•
G T
指示飞机的方位、航向等信息。
T/F 无指示
及载波三者在空间叠加而成的。
23 24 25 26 27 LSB
6
频率关系：调幅信号有 3 个频率分量，即载波 ωc ，上边频 ωc+
和下边频 ωc-
。
幅度关系：上、下两个边带信号的幅度相等，且 ma=2Us/Uc≤1，Us
为边带信号的幅度。
相位关系：即 USB 超前（滞后）载波的相位等于 LSB 滞后（超前）
ห้องสมุดไป่ตู้
fd
fT
vR1 c
fT vR sin t c
fdm sin t
fdm 为多普勒频率的最大值在θ方向
fd fdm sint
相位中含有方位θ信息
1
多普勒效应（6） 接收天线不动，发射天线绕圆周运动（3）
fd
o t
N
fd fd
o
W t
Eo
t
S fd
o
t
二、30Hz 可变相位信号的产生（1）
N
fR
30Hz AM 信号与 30Hz FM 信号同频
30Hz AM 信号的相位与θ无关
在 N 方向，30Hz AM 信号与 30Hz FM 信号同相
30Hz 基准相位信号：sin t
DVOR 信标的辐射场（2）
30Hz 基准相位信号（30Hz AM）： sin t
30Hz 可变相位信号（30Hz FM）： sin( t +θ)
载波的相位。
机载系统应完成的任务
1.给出预选航道；
2.保证飞机沿预选的航道飞行；
3.自动测定相应角度（方位）。
水平极化天线
自检 音量调整
频率选择
识别音频/话音
控制盒 音频 至内话系统
接收机 （108~ 117.95 MHz）
航道偏离 向/背台 警告旗
水平状态 HSI 显示器
方位
电磁 指示器 RMI
VOR 机载接收机--航道偏离指示
上边带振荡器 f+9960Hz
下边带振荡器 f-9960Hz
功放 功放
iU(t)
开关网络 iL(t)
边带发射机
USB LSB
N USB 3 2 1 48 47
R o
23 24 25 26 27 LSB
边带天线的馈电 （1）
... ...
fo(t) 1
0 1/720s fe(t)
1
0
... 奇混合函数：fo(t)=sin 平方 1440πt
DVOR 原理 DVOR 系统可变相位信号的产生
一、多普勒效应
多普勒效应（1） 当发射天线与接收天线之间存在相对运动时，接收天线感应的电动势的频率就不 再等于发射天线馈电的频率，这种现象就称作多普勒效应。
多普勒效应（2） 接收天线不动，发射天线向着接收天线在同一直线上运动 ---频率升高
多普勒效应（3） 接收天线不动，发射天线远离接收天线在同一直线上运动 ---频率降低
在 N 方向，30Hz AM 信号与 30Hz FM 信号同相
在非 N 方向，30Hz FM 信号的相位总是超前 30Hz AM 信号的相位。
30Hz AM 信号与 30Hz FM 信号之间的相位差代表飞机的磁方位（或
称为 VOR 径向角）
DVOR 信标的辐射场（3）
30HzAM
o
t
30HzFM30
R
fT
vR
T
vR2
E
A
vR
vR1
t
B
O
R D
C
fR 在θ方向接收信号的频率
R fd fdm sint
在θ方向接收的信号
为调频波，其中调制信号为 sin( t+θ)
在 DVOR 中，称为 30Hz 可变相位信号 （30Hz FM）
2
DVOR 信标的工作原理
DVOR 信标的辐射场（1）
30Hz 基准相位信号（30Hz AM）
2
调奇 幅 电 U偶SB 路 USB
1～ 23
D
A
1
1
C
B
1
251 ～
227 ～
24
D
A
2
2
C
B
2
2
26 ～
28
载波、上边带与下边带之间的关系 （1）
N USB
2 1 48
3
47
o
sin t，gm(t) 对载波的调幅是在机内实现的； cos[ st+kf cos( t+θ)对载波的调幅是在
f
空间叠加实现的，是由辐射的 USB、LSB