导航原理与系统电子课件教案第3章_多普勒甚高频全向信标.
多普勒原理PPT学习教案
使用从Utrecht 到阿姆斯特丹的荷
兰铁路
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实验设计
火车速度 = 40 MPH
将校准过的声纳放在路轨旁和火 车上
训练有素的音乐观察员处在路轨 旁和火车上 第3页/共59页
验证
当火车经过观察者时，火车上的音乐家演奏的音符 提高或降低了 1/2 .
towards
away
火车上的观察者经历了来自路轨上声纳的同样的效 应
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多普勒小结
多普勒信号包含三个主要信 息
速度 强度 血流性质-紊乱性
通常，冲向探头的血流在基 线以上，背离探头的血流在 基线以下。
最大血流的探测能力取决于 探头的频率和取样速率，即 PRF。
第二个限制因素是血流与声 鼓束的角度。
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脉冲多多普普勒勒局限小性结
4、距离分辨力与速度分辨力 距离分辨力好（采样容积小），则速度 分辨力 便低（ 频带愈 宽）， 反之亦 然。——速度和距离的测不准原理。
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显示速度
角度问题
如果血流不与声束平 行，超声仪器只能看 到与声束平行的部分。
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角度问题
探头只能看到整个速度的一部份。
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速度
大家猜
1. 描述以下两个频谱的三个主要不同。 2. 说出频谱与取样位置的对应关系。
A
1 2
B
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混叠问题
如果每5秒钟看一次表，秒 针怎样走？
1
2
3
4
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混叠问题
如果每10秒钟看一次表，秒 针怎样走？
1
2
第3章 导航系统
3.2
现行陆基导航系统
一、自动定向机－无方向信标（10） 4. NDB的工作过程（7）
调幅报
A
B
C
e(t)
中国民航大学 CAUC
3.2
现行陆基导航系统
一、自动定向机－无方向信标（11） 4. NDB的工作过程（8）
调幅报（1）
A
B
C
e(t)
中国民航大学 CAUC
3.2
现行陆基导航系统
一、自动定向机－无方向信标（12）
B
NDB-B
中国民航大学 CAUC
3.2
现行陆基导航系统
一、自动定向机－无方向信标（4）
4. NDB的工作过程（1）
中国民航大学 CAUC
3.2
现行陆基导航系统
一、自动定向机－无方向信标（5） 4. NDB的工作过程（2） NDB的一般特性（1）
NDB是专为ADF提供导航信号的导航台； 工作种类有： 调幅报 等幅报 调幅话 辐射功率与作用距离 航路NDB：P=100W， R=200nm； 终端NDB：P=50W， R=25nm；
航道偏离指示
L2 F
L1 L1 L2
D E
N
OBS=
B
DVOR
A
航道偏离杆永远偏向预选 航道所在的方向；
G
C
航道偏离指示与飞机的磁 航向无关。
中国民航大学 CAUC
3.2
现行陆基导航系统
二、甚高频全向信标（15） 5. VOR机载系统的工作过程（4）
3
NDB
中国民航大学 CAUC
甚高频全向信标(VOR)导航基础
甚高频全向信标（VOR）导航教程--不适用于真实飞行教学机型：C172-基本型仪表使用机模：A2A-Cessna172一．关于VOR对于非紧密进近，VOR算是比较普及的一种，导航中常常也会用到VOR导航，许多飞友对各种机型已经非常熟悉了，但是对于VOR导航还是非常头疼的一件事。
1.简介（该段取自百度百科）Very High Frequency Omnidirectional Radio Range是一种用于航空的无线电导航系统。
其工作频段为108.00 兆赫- 117.95 兆赫的甚高频段，故此得名。
VOR是以地面设施上放射出30Hz回转的心型图形后，撘载受讯机会输出30Hz之讯号。
另外，地面设施也会发送出不含方位数据，由基准30Hz讯号变调而成的无向性讯号。
两个30Hz之间之向位差就成为地面上之磁方位。
使用VHF的VOR虽然容易因为地面发送设施附近之地形影响而产生误差，但是由于不受空间波的妨碍而没有传送特性之变动。
地面设施的基地误差是VOR的缺点。
一般来说，在地面发送讯号站半径五百公尺以内没有树木，没有大型反射建筑物的平滑地面，通常是设置VOR基地之地点，但是，由于预定场所通常不得已会选在非良好条件的地方，这时候就可以设置多普勒VOR（D-VOR）。
D-VOR乃利用广开口面天线使误差减小，在其半径6.7公尺的圆周上等间隔地设置50基Alford环型天线，然后在一圆中心设置传统型VOR（Conventional VOR）的天线。
中心天线乃无指向性的放射以30Hz进行振幅调变后所得之连续波，此讯号是方位的基本讯号，至于圆周上配列的Alford环型天线，则由中心所放射的讯号周波数，顺次传送9960Hz高连续波过去。
VOR系统于1949年被国际民航组织批准为国际标准的无线电导航设备，是目前广泛使用的陆基近程测角系统之一。
VOR台的发射机有两种形式即普通VOR(CVOR)和多普勒VOR(DVOR)。
机载VOR接收机对两种VOR台都是兼容的。
飞机导航系统(机电)机电设备维修 电子设备维修 电子设备舱 机务专用 教育
2、雷达系统
• 包括LRRA(无线电高度表)：测高 • DME（测距机）：测距 • WXR（气象雷达）：飞机周围环境 监测
3、交通管制与警告系统
• 包括 ATC(空中交通管制)：空中交通管 制应答机和地面交通管制台 • TCAS（交通警告与防撞系统） • GPWS（近地警告系统）
• IRS(惯性基准系统)：提供飞机姿态、 航向、飞机当前位置等信息
二、ILS的系统组成
• ILS系统包括三个分系统：
– 提供横向引导的航向信标（localizer）系统 – 提供垂直引导的下滑信标（glidealope）系统 – 提供距离的指点信标（marker beacon）
航向和下滑信标产生的引导信号
1、航向信标（航向台）
• 航向信标工作频率为108.10—111.95 MHz， 共有40个波道。
• 发射机发射信号通过方向性天线阵沿跑 道中心线两侧发射两束水平交叉的辐射 波瓣，左波瓣90Hz调制，右波瓣被 150Hz调制。交汇处位于跑道水平中心 线上。
2、下滑信标（下滑台）
• 工作频率329.15-335MHZ ，间隔 150KHZ。共有40个频道。 • 两个波瓣信号。上波瓣90Hz调制，右波 瓣被150Hz调制。交汇处形成2.5-3度 下滑道。
飞机导航系统
• 导航是指引导飞机从某地沿预定的航线 安全、准确的飞达目的地的过程。 • 按照机载设备功能分为：无线电导航系统、 雷达系统、交通管制与警告系统、惯性基 准系统和飞行管理系统。
1、无线电导航系统
• 功用：利用来自地面台或空中的无线电 信号帮助驾驶员引导飞机沿正确航路飞 行。 • 包括ADF(自动定向机) • VOR（甚高频全向信标） • ILS（仪表着陆系统）：引导飞机 安全着陆。由航向、下滑、指点信标系 统组成。
自动定向机(ADF)与多普勒甚高频全向信标(VOR)的导航原理分析
导航原理与系统技术报告技术报告题目：自动定向机(ADF)与多普勒甚高频全向信标（VOR）的导航原理分析班级：姓名：学号：指导老师：目录摘要 (3)ADF/NDB导航系统概述 (4)一、ADF系统概述 (4)二、ADF/NDB系统组成 (5)（一）地面发射台 (5)（二）机载设备 (5)三、机载设备组成及控制显示 (6)（一）机载ADF的类型 (6)（二）ADF机载设备构成 (6)四、ADF/NDB工作原理 (7)（一）NDB工作原理 (7)（二）ADF工作原理 (8)1.天线定位 (8)2.测角器 (9)3.无线电磁指示器RMI (9)五、ADF/NDB系统小结 (10)（一）定向误差 (10)（二）特点 (10)（三）缺点 (10)VOR导航系统概述 (11)一、VOR系统概述 (11)二、VOR系统组成 (12)（一）地面发射台 (12)1.VOR导航台 (12)2.DME测距仪 (13)（二）机载设备 (13)1.VOR控制盒 (13)2.天线 (13)3.接收机 (14)4.指示仪表 (14)三、VOR工作原理 (15)（一）VOR台工作原理 (15)（二）VOR导航原理 (15)四、VOR系统小结 (16)（一）定向误差 (17)（二）特点 (17)（三）缺点 (17)ADF与VOR导航系统对比 (17)一、相同点对比 (17)二、不同点对比 (18)三、总结 (18)摘要民用航空的基础是导航技术。
对于航空运输系统来说，导航的基本作用就是：引导飞机安全准确地沿选定路线、准时到达目的地，为空域提供基准，确定空域、航线的关键位置点。
航空导航应用的安全性要求高，需达到精准导航的要求，空中交通管理可称为航空导航的最高端应用。
空管的发展推动着航空导航新技术和装备的研发，而航空导航技术也不断地满足空管的发展需求，从而促进了世界民用航空事业的发展。
按照设施类型，导航技术分为自主式导航和他备式导航，他备式导航又可分为陆基导航和星基导航：NDB、VOR、DME和ILS属于陆基导航；GNSS属于星基导航；INS属于自主式导航。
第3章 多普勒甚高频全向信标PPT课件
f+9960Hz
DVOR辐射场的幅度谱 （不包括话音）
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29
3.5 DVOR信标的工作原理
二、DVOR信标的工作过程（1）
载波发射机
1020Hz音频信号发生器
Morse码发生器
载波发生器 cost
模拟开关
gm(t) 调幅电路
功放
取样载波
sint
30Hz AM信号发生器
上边带振荡器 f+9960Hz
✓我国民航已建设DVOR 370余套，DVOR/DME 170余套。
精选PPT课件CAUC
4
3.1 概 述
三、VOR的发展趋势
精选PPT课件CAUC
5
3.2 VOR的一般特性
一、工作频段与频道分配（1） 1. 工作频段
f =108.00~117.95MHz，f =0.05MHz，共200个频道，VOR只用其
二、30Hz可变相位信号的产生（2）
fR= fT fd= fT fdmsin(t+)
设发射天线的馈电为i(t)= Im cosTt , T = 2fT,在 方位上接收的信号为e(t)= Emcos(t)，则
t
t
( t) 0 2fR d t= 0 2[fT fd m s in ( t) ] d t
ICAO建议，对于航路VOR，应优先选用112～117.95MHz范围内 小数点后第一位为奇数的频率，然后考虑该频率范围内小数点后第一位
为偶数的频率。
精选PPT课件CAUC
6
3.2 VOR的一般特性
一、工作频段与频道分配（2）
2. 频道分配（2）
在108.00~111.95MHz之间的80个频道，40个分配给 LOC，40个给终端区VOR。
航空无线电导航设备测试要求第二部分：多普勒甚高频全向信标
咨询通告中国民用航空局空管行业管理办公室编号：AC-115-TM-2013-02下发日期：2013年6月14日航空无线电导航设备测试要求第二部分：多普勒甚高频全向信标目录1总则 (1)1.1目的 (1)1.2适用范围 (1)1.3编写依据 (1)1.4定义和缩略语 (1)2一般要求 (2)2.1测试样机 (2)2.2设备缺陷定义和判定准则 (2)3测试项目 (4)3.1系统测试 (4)3.2环境可靠性测试 (6)3.3发射机系统测试 (7)3.4监视系统测试 (9)3.5控制和交换系统测试 (10)3.6天线系统测试 (12)3.7电源系统测试 (12)3.8遥控和状态显示系统测试 (14)4测试人员 (15)5测试时间 (15)6测试报告 (15)6.1测试报告的撰写 (15)6.2测试报告的主要内容 (16)6.3测试报告的格式 (16)6.4其它 (16)7附则 (17)航空无线电导航设备测试要求第二部分：多普勒甚高频全向信标1总则1.1目的根据《民用航空空中交通通信导航监视设备使用许可管理办法》（CCAR-87）和《民用航空通信导航监视工作规则》（CCAR-115）的有关规定，为强化通信导航监视运行安全水平，提高民用航空空中交通通信导航监视设备使用许可、工厂验收、现场验收工作质量，规范多普勒甚高频全向信标系统测试总体要求，制定本通告。
1.2适用范围本通告适用于多普勒甚高频全向信标使用许可测试，以及设备采购工厂验收测试和对设备性能的现场验收测试。
测试机构在测试过程中可根据设备实际情况和适用性对2-4章的内容进行删减，但删减不应影响设备性能和功能测试的主体。
现场不具备测试条件的，应补充第三方测试报告。
工厂验收测试和现场验收测试应由设备运行保障单位（或者项目建设单位）和设备生产厂家参照本要求共同制定测试细则。
1.3编写依据本通告依据中华人民共和国民用航空行业标准MH/T 4006.2《航空无线电导航设备-第2部分甚高频全向信标（VOR）技术要求》（以下简称《技术要求》）和《国际民用航空公约：附件十：航空电信》（以下简称《附件十》）编写。
浅谈甚高频全向信标(VOR)系统
浅谈甚高频全向信标(VOR)系统关键词甚高频全向信标导航摘要甚高频全向信标（ＶＯＲ）是现代航空无线电测向的一种地面导航设备，被广泛应用于短距及中距制导。
多普勒甚高频全方位信标（ＤＶＯＲ）是常规ＶＯＲ的进一步发展。
它利用多普勒效应及宽孔径天线系统从而使它能产生更加精密得多的方位角信号。
本文通过对甚高频全向信标原理介绍，使我们能够对其有一个初步的了解。
一、甚高频全向信标系统概念VOR（甚高频全向信标测距）是一种用于航空的无线电导航系统,由美国从20世纪20年代的“旋转信标”发展而来，1946年作为美国航空标准系统，1949年被ICAO采纳为国际标准导航系统。
其工作频段为108.00 兆赫- 117.95 兆赫的甚高频段，并且在全球范围内作为中短距离航空器引导方式的无线电导航设备。
这一设备可以进行远程控制和远程监视。
DVOR导航设备是传统VOR设备的改进。
通过利用多普勒效应和宽幅度天线，它可以提供相对来说更加精确的方位角信息。
DVOR导航系统一般应用于地理条件恶劣的地区。
VOR系统的运行的理论基础是测量地面站发射的2个30Hz的信号的相位偏移。
一个信号（参考信号）在所有方向上的相位都相同。
而对于第2个30Hz的信号（变化信号）来说，它与参考信号之间的相位偏移就是与方位角相关的函数。
机载的接收机通过测量两个信号之间的相位偏移就可以计算得到方位角。
DVOR系统可以和DME（Distance Measuring Equipment）系统联合使用形成DVOR/ DME台站。
这样飞行器就可以通过单个DVOR/DME台站的位置来判定自身的位置。
DVOR设备可以安装在10英尺高的建筑内。
DVOR天线系统则安装在地网上，其高度依据实际情况而定。
二、VOR/DVOR信号的产生VOR台产生的射频信号由2个30Hz的正弦波调制。
这两个30Hz的信号之间有确定的相位关系，与从什么方向接收到此信号有关。
相位关系反映了地面台站的正北方向和飞行器方向相对于地面台站之间的夹角（方向角）。
卫星定位导航系统原理及应用第三讲课件
授时精度 500ns 100ns
卫星定位导航系统原理及应用第三讲课
件
2
第三，实时定位
利用GPS导航，可以实时地确定运动 目标的三维位置和速度，由此既可保障运 动载体沿预定航线运行，也可实时监测和 修正航行路线，不可选择最佳航线。
卫星定位导航系统原理及应用第三讲课
件
3
GPS与NNSS的比较
系统特征 载波频率（MHz） 卫星平均高度（km）
监控站配有精密的銫钟和伪距测量接收机， 为主控站提供卫星的测量数据。在主控站的 遥控下，每隔1.5s进行一次伪距测量，利用 电离层和气象数据，每15min进行一次数据 平滑，然后发送给主控站。
卫星定位导航系统原理及应用第三讲课
件
8
另一种为标准定位服务(SPS),利用C/A码定位, 提供给民间用户使用。由于C/A码作为捕获P码之 前的前导码,是一种粗捕获的明码,因此估计SPS的 定位精度约为400m。
但GPS试验卫星阶段的多次试验结果表明,实 际定位精度远远高于预测值。利用C/A码的定位精 度可达14m,利用P码的定位精度可达3m。
卫星定位导航系统原理及应用第三讲课
件
11
★促使美国取消SA政策的原因
第一，随着民间应用开发的不断深入，对定位 精度的要求也不断提高，于是具有较高定位精度的 差分GPS（DGPS）技术和广域差分GPS （WADGPS）技术应运而生，这些技术的应用将使 SA基本失去作用。
第3章 经典无线电导航系统(1-3)
e1 = Em cos θ sin ωt
e = E m sin ϕ L sin ω t
e2 = Em sin θ sin ωt H 1 = H cos θ cos ω t
H 2 = H sin θ cos ω t
13
测角器中形成一个合成磁场,测角器的活动线圈(亦 称搜索线圈)，在合成磁场作用下所产生的感应电 势为：
4
发展阶段
（1）20世纪四五十年代采用电子管电路， 对地面无线电台频率采用机械软轴进行调谐， 定向天线为单个的旋转式环形天线，其典型 设备为R5/ARN7； （2）20世纪六七十年代采用晶体管电路， 频率选择采用粗、细同步器调谐，定向天线 采用两个正交的旋转式或固定式环形天线， 如APK—11，WL—7—6A型定向机等 （3）20世纪80年代左右，采用集成电路， 数字选频，采用旋转测角器来代替环形天线 的旋转。
22
极化误差
无线电罗盘工作在中波波段，电离层对电波的吸收 白天比夜间强，因此白天接收机只能收到地波信号。
而在夜晚，电波受电离层的损耗比白天小，由电离层反射 的天波分量加强，所以无线电罗盘可能同时接收到地波与 天波信号，这会形成电波衰落。 另一方面，由于反射的天波将使垂直极化波变为椭圆极化 波，在环形天线的水平部分产生感应电势，不仅会使接收 信号减弱，同时使环形天线的最小接收方向模糊不清，而 造成定向误差，即极化误差。
减小极化误差的根本措施 根本措施就是避免接收天波信号， 根本措施 并在测定方位时注意读取方位角的平均值。
23
3.2 甚高频全向信标系统 甚高频全向信标系统VOR
概述 功能及组成 工作原理
24
3.2.1 概述
甚 高 频 全 向 信 标 系 统 VOR （ VHF Omni Range） 是一种相位式近 directional Range ） 是一种 相位式近 程测角导航系统 导航系统。 程测角导航系统。 可以确定以导航台 导航台所在位置北向为基准 可以确定以导航台所在位置北向为基准 也可以航道方向） 飞机方位。 (也可以航道方向）的飞机方位。 通常与测距器配合使用，不仅用于航路 与测距器配合使用 通常与测距器配合使用，不仅用于航路 导航，而且可用于飞机进场引导。 飞机进场引导 导航，而且可用于飞机进场引导。
多普勒甚高频全向信标
2. 频道分配（1）
200个频道
VOR：160个频道 (108.00~117.95MHz)
航路VOR：120个频道 (112.00~117.95MHz)
终端VOR：40个频道 (108.00~111.85MHz)
(108.oo~117.95MHz)
LOC：40个频道
(108.10~111.95MHz)
中国民航大学 CAUC
基准相位信号波形
可变相位信号的发射
用30Hz对载波调幅，相位随VOR台的径向方位而变化
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3. 合成辐射场为旋转的心形方向性图
中国民航大学 CAUC
4. V OR空间合成信号波形图
中国民航大学 CAUC
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5. 基准和可变 30HZ的相位关系
LOC，40个给终端区VOR。
✓ LOC只用在108.00~111.95MHz中的以MHz为单位的
小数点后第一位是奇数的频率点 ；
✓ 终端VOR只用在108.00~111.95MHz中的以MHz为单
位的小数点后第一位是偶数的频率点（其中108.00MHz 只用于机载VOR接收机的自检RF） ；
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fTd = fT－fR
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3.4 DVOR系统可变相位信号的产生
一、多普勒效应（2）
1.接收天线不动，发射天线向着接收天线在同一直
线上运动
fT
fR
T
v
R
fR
fT
c cv
fd
fT
fR
fT
v cv
fT
v c
VRB-53D型多普勒甚高频全向信标导航原理与 设备结构的研究
VRB-53D型多普勒甚高频全向信标导航原理与设备结构的研究作者：王鹏云来源：《河南科技》2019年第01期摘要：以DVOR的基本导航原理为基础，重点研究了VRB-53D载波及边带调制信号的产生过程，并使用MATLAB进行数学建模，对边带天线发射信号的融合波瓣图进行仿真，从VRB-53D的设备结构与信号流程方面分析了该设备的优势与不足。
关键词：VRB-53D;DVOR;调制信号;多普勒效应;波瓣图中图分类号：V351.37;V355.1 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）01-0020-03 Research on VRB-53D Doppler VHF Omnidirectional BeaconNavigation Principle and Equipment StructureWANG Pengyun（Civil Aviation Henan Aviation Administration，Zhengzhou Henan 450019）Abstract： Firstly， based on the basic navigation principle of DVOR， this paper focused on the generation process of VRB-53D carrier and sideband modulation signal， and used MATLAB to build mathematical model to simulate the fusion lobe pattern of sideband antenna transmitting signal. Finally， the advantages and disadvantages of VRB-53D were analyzed from the aspects of equipment structure and signal flow.Keywords： VRB-53D;DVOR;modulation dignal;Doppler effect;lobe pattern1 导航设备现状无线电导航作为现代航空的基石之一，即利用各种机载设备通过处理携带导航参数的无线电波来定位航空器。
无线电导航原理及系统3-11
WGS-84椭球
长半轴a
6378245m
6378137m
扁率f
1/298.3
1/298.257223563
常用参考椭球系的主要参数
一.空间坐标系
参考椭球上的主要面、线和曲率 半径
1 参考椭球的法截面和法截线 如图所示，O为参考椭球的中心。
过地面点P作椭球面的垂线PK，称之为法 线。
包含过P点的法线的平面叫法截面。 法截面与椭球面的交线叫做法截线。
➢ 卫星的定轨通常是在地心地固坐标系中进行测量定位的， 但是为了研究卫星的运行轨道以及对轨道进行预测等需要， 往往将卫星在地心地固坐标系的位置转化为天球坐标系中 的位置坐标。
一.空间坐标系
坐标系转换
空间三维坐标的旋转通常可以分解为多次平面坐标的 旋转。
如地心地固坐标系转换为天球坐标系需要绕地球极轴 旋转由地球自转引入的角度；
二.无线电测量原理
① 相位法 相位测距是通过测量电磁波在运载体和导航台之间 信号相位的变化来确定距离的。相位差和距离差之 间的关系 ：
r
rB
rA
0 2
由于两个台站（或载体与用户）之间的距离较大，因此相 位法测距中常常存在多值性问题，需要采取相应措施消除多值 模糊。
二.无线电测量原理
条位置线或与另外的位置面相交就得到用户的位置。
➢ 特别需要指出的是，在地球表面的运载体，在没有高 度测量设备的情况下，可以将地球表面作为它的一个 位置面，因此只需要测量两个几何参量（或两个位置 面），就可以进行较为粗略的平面二维定位。
三.无线电导航定位原理
角位置面
角参量都是相对一定的基准而言的 ，
一.空间坐标系
a、b、f分别为参考椭球的长半轴、短
浅谈多普勒甚高频全向信标的数字化设计
浅谈多普勒甚高频全向信标的数字化设计关键词：多普勒甚高频全向信标；数字化设计；前言：随着经济快速发展，目前飞机飞行环境复杂程度日益增加，导航设备对于飞行安全起到至关重要的作用。
甚高频通信系统利用甚高频无线电波在飞机在起飞、降落时间段控制机组人员和地面管制人员的双向语音通信系统，是目前民航飞机主要的通信工具。
一、多普勒效应简介多普勒效应是奥地利物理学家及数学家多普勒于中第一次提出来的，因波源和观测者有相对运动而呈现的观测频率与波源频率不相等的现象，叫做多普勒效应。
多普勒效应的发现者是奥地利物理学家及数学家克里斯蒂安• 多普勒。
该效应是指当波源与调查者的相对方位发作改变的时分，调查者接纳到的波的频率会发作改变的现象。
多普勒效应已被广泛地运用于科学技能的多个领域，如多普勒B 超、多普勒测速仪、多普勒计程仪等等。
多普勒效应原理：多普勒效应指出，波在波源移向调查者时接纳频率变高，而在波源远离调查者时接纳频率变低。
当调查者移动时也能得到同样的定论。
可是因为短少试验设备，多普勒其时没有用试验验证、几年后有人请一队小号手在平板车上演奏，再请训练有素的音乐家用耳朵来区分腔调的改变，以验证该效应。
二、多普勒甚高频全向信标的数字化设计1.数字化设计的方法。
根据DVOR 的技术指标要求、工作原理，参考VRB-51D 型DVOR 发射机柜中共21 个模块/ 组件的功能及其实现方法，可将其中大部分模块进行数字设计，合并为电源组件、监控器模块、信号激励源模块、边带放大器模块、载波功率放大器模块、射频切换单元、控制单元等共7 种模块/ 组件（双机备份时为14 个模块/ 组件）。
且在进行数字设计后，模块的体积大大较小，因此在模块合并和小型化后将双机备份状态安装在1 个机柜中，从而极大的较少了模块/ 组件数量，增加了系统的稳定性、可靠性、维护性，方便系统的安装和维护。
在合并后的模块/ 组件中电源组件、边带放大器模块、载波功率放大器模块分别为电源转换和发射功率放大模块，其中大部分器件仍然为模拟器器件，数字小型化设计对体积的改变较小，因此多普勒甚高频全向信标的数字化设计主要体现在监控器模块、信号激励源模块和射频切换单元模块。
多普勒全向信标(修改稿)101页word
西北空管局航空电信人员培训教材导航分册（六）西北空管局培训中心西北空管局航空电信人员培训教材AWA全向信标设备高峻编写西北空管局培训中心二0 一一年三月内容简介本教材主要针对目前使用的澳大利亚AWA公司生产的VRB-51D型全向信标设备编写的。
主要介绍DVOR勺作用、甚高频全向信标的技术要求、多普勒甚高频全向信标的工作原理、具体操作以及部分故障分析处理案例。
作者简介高峻：现任甘肃空管分局技术保障部担任技术室主任。
自工作以来一直从事全向信标、测距仪的运行与维护工作，先后多次赴多个台站排除全向信标、测距仪的重大故障。
在这次导航分册教材中，主要负责《AWA全向信标》和《测距机》的编写工作。
教育随着空管一体化改革的不断深入和空管系统”五个体系”建设的稳步推进，培训工作已经成为空管发展战略中的重要组成部分要搞好培训，就离不开课程目标、课程内容的设置。
要使课程设置科学合理化，就必须对课程定位、课程标准、课程内容的开发和研究。
鉴于教材是课程管理的基础，基于西北空管局航空电信一线人员没有系统的专业课程读本，西北空管局培训中心组织内聘讲师以及专业技术骨干编写了航空电信人员《导航分册》、《供电分册》和《监控分册》教材等。
本次教材编写以《民用航空电信人员执照管理规则》和《民用航空电信人员岗位培训管理办法》为依据，以介绍成熟稳定的、在实践中广泛应用的技术和使用的设备为主线，以本章导读、设备的构成、原理、操作使用、注意事项、案例分析、思考题为脉络编写章节。
本次教材编写力求反映岗位专业特色，注重知识的连贯性、逻辑性，突出实用性和实践性的原则。
理论部分贯彻“必须、够用为度”的原则，技能部分贯彻“实用为主”的原则，体现新知识、新技术、新方法，力争为员工后续课程的学习和可持续教育打下坚实的基础。
由于编写时间短、设备参考翻译文献无从考究、作者水平有限，难免会出现错误，敬请读者批评指正！西北空管局培训中心二0 一一年三月一日目录第一章概述第二章甚高频全向信标的技术要求第一节甚高频全向信标的技术规范第二节甚高频全向信标的准确度第三节甚高频全向信标的选址要求第三章多普勒甚高频全向信标的工作原理第一节多普勒效应第二节多普勒效应在全向信标中的应用第三节多普勒全向信标的工作原理第四章多普勒全向信标的设备组成第一节组成与结构第二节主要技术性能第三节发射机工作原理框图第四节监控器工作原理框图第五节测试组件第五章发射机第一节载波产生器和载波功放第二节载波调制和保护第三节定时序列产生器第四节基准相位信号产生器第五节边带信号产生器第六节边带调制器和放大器第七节边带切换单元第八节天线开关驱动器第九节天线分配开关第六章监控器第一节射频放大器监视器第二节副载波监视器第三节滤波器和识别信号监视器第四节方位计数器监视器第五节控制器和遥控单元接口电路第七章设备操作指南第八章设备部分典型故障分析第一章概述导航，即引导飞机沿着某预定的航线安全而准确地从一点飞到另一点的技术。
第3章 多普勒甚高频全向信标
接近（但不超过）10%
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3.5 DVOR信标的工作原理
一、DVOR信标的辐射场（6）
调频副载波
DVOR的RF辐射场（不包括话音和识别）
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3.5 DVOR信标的工作原理
一、DVOR信标的辐射场（7）
f-9960Hz
f-1020Hz f-30Hz
2R
T
cos(t )]
vR vR2 vR
B E
30Hz基准相位信号（30Hz AM） 30Hz AM信号与30Hz FM信号 同频
T
A
t
vR1
R D
O
30Hz AM信号的相位与无关
在N方向，30Hz AM信号与 30Hz FM信号同相 30Hz基准相位信号：sint
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ICAO建议，对于航路VOR，应优先选用112～117.95MHz范围内 小数点后第一位为奇数的频率，然后考虑该频率范围内小数点后第一位
为偶数的频率。
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3.2 VOR的一般特性
一、工作频段与频道分配（2）
2. 频道分配（2） 在108.00~111.95MHz之间的80个频道，40个分配给 LOC，40个给终端区VOR。
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
中国民航不使 用DVOR的话 音功能
调频指数：kf=2R/=16±1（即最大频偏Fm=480Hz±30Hz ） m =30%±2%，m =30%±2%，m 最大不超过30% ， m 尽量
自动定向机（ADF）与多普勒甚高频全向信标（VOR）的导航原理分析
⾃动定向机（ADF）与多普勒甚⾼频全向信标（VOR）的导航原理分析导航原理与系统技术报告技术报告题⽬：⾃动定向机(ADF)与多普勒甚⾼频全向信标（VOR）的导航原理分析班级：姓名：学号：指导⽼师：⽬录摘要 (3)ADF/NDB导航系统概述 (4)⼀、ADF系统概述 (4)⼆、ADF/NDB系统组成 (5)（⼀）地⾯发射台 (5)（⼆）机载设备 (5)三、机载设备组成及控制显⽰ (6)（⼀）机载ADF的类型 (6)（⼆）ADF机载设备构成 (6)四、ADF/NDB⼯作原理 (7)（⼀）NDB⼯作原理 (7)（⼆）ADF⼯作原理 (8)1.天线定位 (8)2.测⾓器 (9)3.⽆线电磁指⽰器RMI (9)五、ADF/NDB系统⼩结 (10)（⼀）定向误差 (10)（⼆）特点 (10)（三）缺点 (10)VOR导航系统概述 (11)⼀、VOR系统概述 (11)⼆、VOR系统组成 (12)（⼀）地⾯发射台 (12)1.VOR导航台 (12)2.DME测距仪 (13)（⼆）机载设备 (13)1.VOR控制盒 (13)2.天线 (13)3.接收机 (14)4.指⽰仪表 (14)三、VOR⼯作原理 (15)（⼀）VOR台⼯作原理 (15)（⼆）VOR导航原理 (15)四、VOR系统⼩结 (16)（⼀）定向误差 (17)（⼆）特点 (17)（三）缺点 (17)ADF与VOR导航系统对⽐ (17)⼀、相同点对⽐ (17)⼆、不同点对⽐ (18)三、总结 (18)摘要民⽤航空的基础是导航技术。
对于航空运输系统来说，导航的基本作⽤就是：引导飞机安全准确地沿选定路线、准时到达⽬的地，为空域提供基准，确定空域、航线的关键位置点。
航空导航应⽤的安全性要求⾼，需达到精准导航的要求，空中交通管理可称为航空导航的最⾼端应⽤。
空管的发展推动着航空导航新技术和装备的研发，⽽航空导航技术也不断地满⾜空管的发展需求，从⽽促进了世界民⽤航空事业的发展。
甚高频全向信标(VOR)系统
浅谈甚高频全向信标（VOR）系统摘要甚高频全向信标（vor）是现代航空无线电测向的一种地面导航设备，被广泛应用于短距及中距制导。
多普勒甚高频全方位信标（dvor）是常规vor的进一步发展。
它利用多普勒效应及宽孔径天线系统从而使它能产生更加精密得多的方位角信号。
本文通过对甚高频全向信标原理介绍，使我们能够对其有一个初步的了解。
关键词甚高频全向信标导航【中图分类号】f764.6一、甚高频全向信标系统概念vor（甚高频全向信标测距）是一种用于航空的无线电导航系统，由美国从20世纪20年代的“旋转信标”发展而来，1946年作为美国航空标准系统，1949年被icao采纳为国际标准导航系统。
其工作频段为108.00 兆赫- 117.95 兆赫的甚高频段，并且在全球范围内作为中短距离航空器引导方式的无线电导航设备。
这一设备可以进行远程控制和远程监视。
dvor导航设备是传统vor设备的改进。
通过利用多普勒效应和宽幅度天线，它可以提供相对来说更加精确的方位角信息。
dvor导航系统一般应用于地理条件恶劣的地区。
vor系统的运行的理论基础是测量地面站发射的2个30hz的信号的相位偏移。
一个信号（参考信号）在所有方向上的相位都相同。
而对于第2个30hz的信号（变化信号）来说，它与参考信号之间的相位偏移就是与方位角相关的函数。
机载的接收机通过测量两个信号之间的相位偏移就可以计算得到方位角。
dvor系统可以和dme（distance measuring equipment）系统联合使用形成dvor/dme台站。
这样飞行器就可以通过单个dvor/dme 台站的位置来判定自身的位置。
dvor设备可以安装在10英尺高的建筑内。
dvor天线系统则安装在地网上，其高度依据实际情况而定。
二、vor/dvor信号的产生vor台产生的射频信号由2个30hz的正弦波调制。
这两个30hz 的信号之间有确定的相位关系，与从什么方向接收到此信号有关。
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✓ LOC只用在108.00~111.95MHz中的以MHz为单位的
小数点后第一位是奇数的频率点 ；
✓ 终端VOR只用在108.00~111.95MHz中的以MHz为单
位的小数点后第一位是偶数的频率点（其中108.00MHz 只用于机载VOR接收机的自检RF） ；
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1.接收天线不动，发射天线向着接收天线在同一直
线上运动
fT
fR
T
v
R
fR
fT
c cv
fd
fT
fR
fT
v cv
fT
v c
fd与运动速度v成正比
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3.4 DVOR系统可变相位信号的产生
一、多普勒效应（3）
2.接收天线不动，发射天线远离接收天线在同一直
线上运动
fT
fR
v
T
R
fR
fT
中的160个频道。
2. 频道分配（1）
200个频道
VOR：160个频道 (108.00~117.95MHz)
航路VOR：120个频道 (112.00~117.95MHz)
终端VOR：40个频道 (108.00~111.85MHz)
(108.oo~117.95MHz)
LOC：40个频道
(108.10~111.95MHz)
3.4 DVOR系统可变相位信号的产生
一、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。
fT
fR
T
v
R
fd = fT－fR
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3.4 DVOR系统可变相位信号的产生
一、多普勒效应（2）
3.1 概 述
一、VOR的发展历史 VOR是高精度的近程相位测角导航系统 ✓ 由美国从20世纪20年代的“旋转信标”发展 而来； ✓ 1946年作为美国航空标准导航系统； ✓ 1949年被ICAO采纳为国际标准导航系统； ✓ 20世纪60年代，联邦德国研制出DVOR； ✓ VOR的装备量在世界范围内呈上升趋势。
3.4 DVOR系统可变相位信号的产生
一、多普勒效应（5）
3.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
C
✓在磁北方向
fR
vR1=vRsint
R
fd
fT
vR1 c
fT vR sin t c
fdm sin t
fdm为多普勒频率的最大值
✓在方向
fd fdm sint
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3.2 VOR的一般特性
四、分类与精度
✓ 常规VOR（CVOR）：2 ✓ 多普勒VOR（DVOR）：1 ✓ 精密VOR（PVOR）：0.25
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3.3 VOR在导航中的应用
一、定位
N
N
A
VOR-A
LB M
LA N
B
VOR-B
LB
LA
M
VOR/DME
定位
定位
ICAO建议，对于航路VOR，应优先选用112～117.95MHz范围内 小数点后第一位为奇数的频率，然后考虑该频率范围内小数点后第一位
为偶数的频率。
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3.2 VOR的一般特性
一、工作频段与频道分配（2）
2. 频道分配（2） 在108.00~111.95MHz之间的80个频道，40个分配给
3.2 VOR的一般特性 二、波的传播、极化形式及覆盖范围
✓ 视距传播 ； ✓ 水平极化 ； ✓ VOR 信标提供的信号必须在40°仰角以下 ，使机载VOR接收机在飞行区域所要求的高度 和距离上满意地工作。
三、辐射功率与作用距离
✓ 航路VOR：P=100W， R=200nm；
✓ 终端VOR：P=50W， R=25nm。
✓我国民航已建设DVOR 370余套，DVOR/DME 170余套。
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3.1 概 述
三、VOR的发展趋势
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3.2 VOR的一般特性
一、工作频段与频道分配（1） 1. 工作频段
f =108.00~117.95MHz，f =0.05MHz，共200个频道，VOR只用其
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3.3 VOR在导航中的应用
二、沿选定航路导航
N 60
VOR-A
N
30
90
VOR-B
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3.3 VOR在导航中的应用
三、利用VOR/VOR或VOR/DME实行区域导航
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3.3 VOR在导航中的应用
三、利用VOR/DME实施近进
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fR
fd fdm sint
fT
vR
T
vR2
E
A
vR
vR1
t
B
O
R D
R
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3.1 概 述
二、中国民航使用VOR的情况 ✓ 1964年：首次引进4套THOMSON的电子管式CVOR
，安装在大王庄、无锡、昆明和英德 ；
✓ 1973年：引进10套THOMSON的全晶体管化CVOR ； ✓ 1987年：引进13套RACAL的全固态DVOR ； ✓ 1988年：引进12套THOMSON的DVOR ； ✓ 1993年开始：引进AWA的DVOR 150多套； ✓ 1998年开始：引进ALCATEL/THALES的DVOR 多套；
相位中含有方位信息 中国民航大学 CAUC
3.4 DVOR系统可变相位信号的产生
一、多普勒效应（6）
3.接收天线不动，发射天线绕圆周运动（3）
fd
o
t
N
fd
fd
o
tW
Eo
t
S fd
o
t
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3.4 DVOR系统可变相位信号的产生
二、30Hz可变相位信号的产生（1）
N
fR
R
✓在方向接收信号的频率
Navigation Principles and Systems
导航原理与系统
倪育德
中国民航大学
Navigation Principles and Systems
第3章 多普勒甚高频全向信标
3.1 概述 3.2 VOR的一般特性 3.3 VOR在导航中的应用 3.4 DVOR系统可变相位信号的产生 3.5 DVOR信标的工作原理 3.6 VRB-51D多普勒全向信标 3.7 VOR机载系统
c cv
fd
fT
fR
fT
v cv
fT
Hale Waihona Puke v cfd与运动速度v成正比
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3.4 DVOR系统可变相位信号的产生
一、多普勒效应（4）
3.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
R
fd fdm
B
A –fdm
C
A
Ωt
D
C
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