Назначение, особенности функционирования DVOR2000

Радиомаяк азимутальный DVOR-2000 (далее по тексту радиомаяк) предназначен для формирования в пространстве:

· навигационных сигналов, содержащих информацию об азимуте любой точки зоны действия относительно меридиана, проходящего через точку установки радиомаяка

· сигналов опознавания радиомаяка.

Радиомаяк используется в аэропортах и на трассах полетов самолетов гражданской авиации. Он имеет формат сигнала оборудования VOR и соответствует требованиям к этому оборудованию, изложенным в «Приложении 10 к Конвенции о международной гражданской авиации (ICAO)», может использоваться в комплексе с дальномерным радиомаяком DME/N и как самостоятельное изделие.

Определение азимутального направления на борту ВС на маяк, по сигналам VOR, происходит с использованием фазового метода. Метод предполагает оценку разности фаз двух принятых синусоидальных колебаний 30Гц. Тридцатигерцовые сигналы от DVOR имеют сдвиг фаз определенной величины, зависящий от (Азимута) точки приёма, относительно курсового радиомаяка. Если азимут равен 0° (Север), сдвиг фаз равен 0°, если азимут равен 180° (Юг), сдвиг фаз равен 180° градусов. Для азимута 90° (Восток) сдвиг фаз равен 90°, для азимута 270° (Запад) сдвиг фаз равен 270°. Совокупность направлений, в которых азимут остается постоянным, называется радиалами относительно установки DVOR. На рисунке 1(в) показаны фазовые соотношения между опорным сигналом и сигналом, зависящим от места нахождения самолета.

По сравнению с маяком VOR колебания с частотой 30 Гц в маяке DVOR меняются ролями. Сигнал опорной фазы (ОФ) это синусоидальное колебание с частотой 30 Гц с неизменной начальной фазой, который используется для амплитудной модуляции несущей (НБЧ) иизлучается всенаправленной неподвижной антенной. В то же время сигнал, зависящий от направления (сигнал переменной фазы ПФ), содержится в частотно-модулированной поднесущей на частоте 9960 Гц (БЧ) - излучается антенной боковых частот.

Наряду с сигналом ОФ в составе НБЧ, передается речевой сигнал (в полосе 300...3000 Гц) и код опознавания.

Антенну боковых частот, следует рассматривать как систему из двух диаметрально расположенных излучателей перемещающихся по круговой траектории. Сигналы БЧ сдвинуты по частоте для первого излучателя на +9960 Гц и на - 9960 Гц соответственно для второго относительно несущей. Очевидно, что если антенна движется по окружности со скоростью 30 оборотов в секунду, то излучаемые сигналы в точке приема будут частотномодулированы частотой 30 Гц, индекс модуляции будет определяться диаметром окружности. Фазовый сдвиг сигналов БЧ, относительно опорного сигнала НБЧ ( 30 Гц АМ ), зависит от (Азимута) точки приёма.

Рисунок 2.Имитация кругового движения антенны DVOR-2000

Для получения девиации частоты, равной согласно рекомендациям ICAO ±480 Гц, радиус окружности R по которой вращается антенна боковых частот, должен составлять 6.5...7.5 м при работе в диапазоне частот 108...118 МГц.

Различие в методах формирования двух сигналов с частотой 30 Гц в системах VOR и DVOR имеет только внутриаппаратурное значение. Бортовой приемник VOR не может извне определить, к какой наземной станции относится принятый сигнал: VOR или DVOR. Однако, радиомаяк DVOR позволяет определять азимут значительно точнее, так как в нем используется антенна с большой базой, что даёт возможность применения эффекта Доплера.

Эффект вращения антенн БЧ может быть также получен при расположении нескольких излучателей по кругу с радиусом R и путем поочередного подключения к каждому из них РЧ- сигналов. При условии достаточно большого количества излучателей и при специальном выборе формы РЧ- импульса для отдельных излучателей, параметры такой системы достаточно близки к параметрам, достижимым при вращающейся непрерывно антенне. Форма огибающей импульсной модуляции задается, так называемой, функцией совмещения (blending-функцией). Информационный параметр (азимут) содержится в фазе частотной модуляции.

Основные особенности аппаратуры DVOR-2000 заключаются в следующем:

- применяется прогрессивная технология, основанная на использовании опыта, полученного при эксплуатации навигационного оборудования серии 4000, отвечающая требованиям ИКАО и обеспечивающая дальнейшее развитие возможностей УВД;

- антенная система радиомаяка DVOR (48 антенн БЧ) и использование метода излучения двух боковых частот (DSB) обеспечивает минимальные искажения поднесущей 9960 Гц;

- система контроля включает, как вариант, монитор ближнего поля, оценивающий параметры сигнала радиомаяка DVOR, принимаемого контрольной антенной ближнего поля

- обеспечивается высокое качество излучаемых сигналов и их высокая долговременная стабильность, контроль сигналов в реальном масштабе времени;

- генерация синусоидальных модуляционных сигналов, управление амплитудой и фазой РЧ- сигналов осуществляется микропроцессорами - поэтому отпадает необходимость в периодической регулировке аппаратуры, а техническое обслуживание сведено к минимуму;

- в системе контроля, управляемой микропроцессором, имеются внешние и внутренние датчики контрольных сигналов, а также датчики поля (контрольные антенны), вырабатывающие входные сигналы для монитора (системы контроля). Сигналы обрабатываются и анализируются процессором монитора с использованием дискретного преобразования Фурье (ДПФ);

- программа работы встроенной системы контроля обеспечивает функционирование, автоматическую проверку аппаратуры и оценку тенденций изменения ее параметров. Предусмотрена также автоматическая диагностика отказов в сменных блоках

- в системе реализованы модульная конструкция аппаратуры, широкое использование субблоков, серии DVOR- 2000. Все субблоки передатчиков и мониторов устанавливаются в общей стойке.

Таким образом, на основе реализованных конструктивных особенностей и увеличенной апертуры антенной системы доплеровского VOR удалось: существенно снизить влияние отражений от местных предметов; повысить, точность измерения азимута и его стабильность по сравнению с системой VOR.

Состав DVOR-2000

В состав радиомаяка входит:

· аппаратная (контейнер с аппаратурой),

· антенная система,

· две контрольные антенны

· аппаратура дистанционного управления RCE 2000.

Рисунок 3. Внешний вид DVOR-2000

Аппаратура формирования сигналов, управления и контроля радиомаяка размещается в контейнере, снабженном системой терморегулирования.

Антенная система состоит из одного центрального и 48 кольцевых излучателей, расположенных по окружности диаметром 13,5 м. Излучатели антенной системы установлены на отражателе диаметром 30 м.

Внешний вид стойки с аппаратурой DVOR-2000 представлен на рисунке 4.

Рисунок 4. Внешний вид стойки с аппаратурой DVOR-2000

Управление

Управлять радиомаяком можно с панели местного управления или с помощью аппаратуры дистанционного управления RCE 2000, которая может располагаться на расстоянии до 10 км. Изменение состояния аппаратуры и параметров радиомаяка сопровождается световой и звуковой сигнализацией.

Аппаратура RCE 2000 обеспечивает, при необходимости, доступ к информации о состоянии параметров радиомаяка по локальной сети Ethernet с использованием протокола TCP/IP или через сеть ATN в соответствии с протоколом CCITT X.25.

Контроль

Система встроенного контроля обеспечивает автоматический контроль всех основных параметров радиомаяка, поиск и локализацию неисправностей с точностью до сменного модуля (платы). Параметры радиомаяка и состояние аппаратуры отображаются на цветном дисплее в графическом режиме. В процессе работы все изменения в состоянии аппаратуры и действия обслуживающего персонала документируются и сохраняются в течение 30 суток в аппаратуре дистанционного управления.

Резервирование

В радиомаяке резервируются все основные устройства: формирователь сигналов, передатчик, устройство контроля, контрольные антенны, устройства питания, модуль управления.

Один комплект всех основных устройств радиомаяка размещен в стойке (шкафу). В качестве резервного комплекта устройств используется второй аналогичный шкаф с дополнительными устройствами переключения комплектов. В процессе работы обеспечивается контроль работоспособности основного и резервного комплектов аппаратуры. Переключение на резервный комплект осуществляется автоматически по сигналу устройства контроля.

Электропитание

Электропитание радиомаяка обеспечивается от основной и резервной трехфазной сети 380/220В, 50Гц. В течение 30 минут радиомаяк может работать от аккумуляторных батарей. Режим работы радиомаяка — непрерывный круглосуточный, без постоянного присутствия обслуживающего персонала.