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DVOR信标副载波调制深度解析

2017-09-09林向庚

中国科技纵横 2017年15期

林向庚

摘 要:通过大量的实践研究得知,DVOR是一种十分重要的测角导航系统,在DVOP信标中,边带通道是非常关键的构成部分,它对空间辐射场和DVOR的测角精度会产生直接的影响。文章通过下文主要对DVOR信标副载波调制深度的相关内容进行了探究,从而为有关单位及工作人员在实际工作中提供一定的帮助作用。

关键词:DVOR信标;副载波;调制深度

中图分类号:TN967.1 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)15-0050-01

DVOR是多普勒身高全频向信标的简称,属于一种常见且非常重要的测角导航系统,在飞机等重要航空设备中得到了广泛的应用。副载波调制深度是判断该信标是否可以正常运行的关键所在,而且也是设备中的难点,所以,要求有关人员必须要认真对待。

1 对副载波调制深度产生影响的因素的概述

多普勒效应时实现多普勒全向信标载波空间调频的前提。按照多普勒效应特性以及DVOR信标30Hz可变信号,能够判断出多普勒效应生成的结果是在空间范围内构成的30HzFM的副波调频。利用多普勒频率计算公式,能够将Φ方向内接收机所接受到的信号频率Fr

Ft-Fd=Fr-Fdm sin(Ωt+Φ)=Fr

就DVOR信标而言,F=30Hz为发射天线旋转频率值,2πF为旋转的角度。r是边带天线半径2πFr是边带天线旋转线速度。

2 边天线频率及半径所产生的影响

按照以上分析,就DOVR而言,在30Hz控制信号旋转频率,16为基本的调频指数,480Hz为最大的频偏,按照以上公式求得,r为2.55675γ。

通过公式求得,当信号做圆周期间,发射信号的波长会影响到边带天线半径。这样就可以在108MHz-118MHz控制DVOR的发射频率额,按照副载波调频指数的相关规定,这样就会在6.47452m-7.02546之间控制它的对应半径值。如果DVOR的频率不同,为了恒定运行Fdm,这样,随着频率的不断变化边带天线的半径也会发生变化[1]。

在具体的运行中,可以不用考虑发射频率的数值,只会在一个固定范围内控制半径r的数值。例如法国某公司生产的DVOR半径是6.863m而澳大利亚AWA公司所生产的DOVR半径为6.75m。然而分析得到,基本都在13m左右控制DVOR设备的半径。因此能够得知,实际R和理论计算得到的r具有一个差值△r,进而造成Fdm出现偏移问题。在确定了r后,随着频率的变化,fdm也会发生改变,能够得知,副载波调制深度和边带天线半径和频率之间存在某种联系。边天线属于一个固定值,这样,不断变化的DVOR频率,也会造成副载波调频深度发生变化[2]。

因此可以得知,可以用一个恒定的数值表示半径R,这样,设备的差异,也就会具有不同的频率特征,所以就会出现不一样的fdm。就VRB-51d而言,当在118MHz控制频率时,按照上述公式计算得出,fdm的数值是500Hz,这样就会具有16.68的调频指数,如果在108MHz控制发射频率时,458Hz即为Fdm数值,这样15.28为调频数值。在恒定了边带天线半径后,就一台DVOR设备而言,将会造成频率不同的DVOR负载波调制深度存在差异。因此,国际民航组织详细的规定了调频指数,具体数值控制在16±1。这样能够计算出450Hz-510Hz为副载波调制深度[3]。这样在某种程度上可以完成不同频率DVOR对副载波调制深度的需要。

3 边天线相位所处产生的影响

就DVOR天线系统而言,它具备一个机械圆,同时还具备电气圆,其中,电气圆也会严重的影响着副载波的调制深度。因为边带天线馈线会产生某种误差,我们可以用边天线相位误差进行分析。为了能够在固定的范围内控制边天线和中央天线之间的距离,所以,需要调整馈线和边带天线,我们可以用边天线相位调整来理解这种调试过程[4]。

通过分析设备安装手册,需要在6.75±6mm之间控制圆周半径。在具体应用中,各个边带天线会具有不同的电气特性,因此,在对边带天线相位进行测试及调整时,应该在±1内控制各个边天线的相位。假定馈线及边天线的特征都是相同的,这样需要在±6mm之内调整和控制边天线半径的机械尺寸,对应的,也会在±1内控制边天线相位。就不同而言,为了能够在482Hz以内控制副载波调制度,因此就会展现出不同的半径r。然而,在具体的应用中,中心频率对r起到决定性作用,而且会用固定值将其表示出来。在DVOR设备频率应用范围内,频率差异对负载波调制度产生的偏差影响是最大的,而且比机械半径高出很多[5]。

按照国际民航组织的有关规定,允许在1%控制DVOR信标的副载波频率误差,也就是9960±99.7Hz,在16±1控制调频指数,在480±30Hz控制调制深度。因此,就会在9969Hz控制VRB-51d的副载波频率,具有9Hz的误差。一个单一的因素是不会诱发副载波调制度发生变化,它主要包括频率、相位和天线半径等因素。在具体的应用过程中,在6.75m±6mm之间控制DVOR的半径,可以通过一个固定的△fd1将差值所引起的副载波深度变化值表示出来。因为应用频率存在差异,出现的差值即为△fd2,边带天线相位差所诱发的差值为△Fd3。对此能够发现,△fd1+△fd2+△fd3=△Fdm即为副载波调制深度总误差。当中,△fd2对副载波调频指数所产生的影响是最大的。若边天线相位可以满足±15的要求,这样,它所产生的误差就会比频率不同所诱发的误差小。然而,因为各个边天线相位都是相同,因此,在不同的方位内,接收机也会接收到不同的信号,而且为一个不确定的数值。而且,其边带信号可以用以下公式进行表示:

Fe±[(△fd1±9969)±(fdm±fd2±fd3)]

因为△Fd1是一个固定的差值,因此,通过分析接收端可以得知,可以用9969Hz表示副载波频率值,变化误差用△fd2和△fd3表示,用调制度的变化来展现接收端的特征。通过上述式子分析,在副载波频率9969Hz的误差范围内可以把有半径引起的誤差△fd1引入进去,由于不同的频率数值,导致边带天线相位误差出现。而且能够看出,只有在±15范围控制边带天线,这样就接收端而言,就会在480Hz±30Hz之间控制多普勒效应以及边带天线所产生的误差值[6]。

4 结语

综上所述,进入21世纪以来,在经济和技术发展的推动下,为我国航空事业的发展带来了极大的推动作用。在航空飞行中离不开先进的测角导航系统的支持,它是确保飞机等重要航空设备能够安全、稳定飞行的重要保证,但是通过文章上述内容分析得知,这是一个复杂的系统工程,有很多方面的因素都会对其产生影响。其中主要包括边天线频率及半径所产生的影响和边天线相位所处产生的影响,那么,通过文章上述内容的分析与论述,从而为有关单位及工作人员在实际工作中提供一定的理论和技术上的参考,为更好的促进我国航空事业的发展而做出贡献。

参考文献

[1]林洁清,朱莉莉,李晖.超声调制光信号的调制深度与组织光学特性关系[J].激光与光电子学进展,2012,(04):565-566.

[2]张向辉,陈金海,彭其,等.激光频率调制线型分析[J].光谱学与光谱分析,2011,(03):236-257.

[3]李兵,周启荣,周阳辉.信标信号频谱在接收机跟踪性能分析上的应用[J].现代雷达,2014,(03):521-522.

[4]刘经纬,李茜,韩仲华.基于多方向天线阵列的信标收发技术[J].计算机工程与设计.2014,(03):514-515.

[5]王心尘,刘恒,杨淑艳.信标台在短波测向系统校准中的应用[J].中国无线电,2010,(01):987-988.

[6]刘涛,陈宇,路凯,周铁英.切角方柱压电超声微电机的研制[J].清华大学学报(自然科学版),2008,(08):987-988.endprint