试析甚高频全向信标系统机载接收机数字信号处理
【摘要】 甚高频全向信标系统(VOR)主要是为飞机提供角度信息,是在其波段的进程区域的无线电导航系统,被广泛应用于国内外机场和航道。本文主要阐述了在VOR导航接收机中,利用数字信号处理技术,达到原先模拟电路的功效,通过数字处理设计VOR系统中重要的比相环节,对甚高频全向信标系统信号进行分析,并提出应对方法,使VOR系统可以正常使用。
【关键词】 甚高频全向信标 数字信号 导航甚高频全向信标是一种用于航空的无线电导航系统[1-2]。甚高频全向信标系统配合DME测距系统、MB指点信标系统、GS下滑系统以及LOC航向系统可以实现飞机导航和着落的过程。现代导航接收机通常都结合了上述接收机的各项功能,因此,可以通过数字信号处理技术、自动频率控制技术和数字频率合成技术等多项技术,实现系统的小型化和数字化,从而提高系统信息传输的可靠性和有效性[3-4]。
一、甚高频全向信标系统的功能特点
1.1甚高频全向信标系统的主要功能
①对飞机进行定位,VOR机载设备可以测出从两个已知的VOR台到飞机的磁方位角,这样就可以得出两条位置线,根据位置线相交定位原理确定飞机的具体位置。VOR台通常和测距台(DME)安装在一起,那么可以利用VOR测量飞机磁方位角,再通过DME测量飞机到VOR/DME台的距离,这样也可以确定飞机的地理位置。②顺着选定的航路导航,飞机沿预选的航道飞向或飞离VOR台,通过航道偏离指示指出飞机偏离预选航道的方向和角度,以引导飞机沿预选航道飞往目的地。
1.2甚高频全向信标系统的特点
VOR采用地面导航台用方向性天线发射,机上采用无方向性天线接收的方法测向,可以直接提供飞机的方位角,相对于地面导航台,无需航向基准,其测向精度高于同样是测向导航设备的ADF。
二、甚高频全向信标系统信号分析
2.1基准相位信号
用30Hz(F)的低频信号对9960Hz(fs)进行调频,得出副载波us:
用us调整辐射载波(ω0),则基准相位信号uR(t):
2.2可变相位信号
30Hz信号(F)和载波f0经边带测角器产生30Hz的调幅边带波信号,分别是:
分别由两对可变向天线向空间辐射,则可变相位信号:
则接收机接收的VOR全信号:
可变相分量以30Hz的速度进行旋转,由此可见,当点位不同时,基准信号与可变信号的相位差也不同,相位差与VOR台的具体位置有关系。通过比较接收机中的基准相位信号和可变相位信号,确定用户的方位。
三...
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