بخشی از مقاله
موقعیت جغرافیایی
پيشگفتار
از آن زماني كه انسان پا به عرصه گيتي نهاد و شروع به درنورديدن كره زمين نمود. به نوعي مجبور بود بداند كه هر لحظه چه موقعيت جغرافيايي دارد وهمچنين بداند كه ، به كدام سمت بايد برود، پس مسئله ناوبري يك مشكل اساسي براي بشر بوده كه دراعصار مختلف انواعي براي آن بوجودآمده، ولي تا امروز هر كدام از آنها مشكلات خاص خود را داشته است. انسانهاي اوليه وقتي كه مي خواستند به مقصدي مسافرت نمايند براي خود شاخص هايي طبيعي در نظر مي گرفتند و جاهايي كه اين شاخصهاي وجود نداشت، توده هايي ازسنگ روي هم جمع مي كردند و آن را به عنوان شاخص منظور مي نمودند.. اما اين شيوه ناوبري براي فاصله هاي كوتاه مفيد بود و علاوه بر اين هنگامي كه برف روي اين توده ها را مي پوشاند و يا باران بعضي از آنها را مي شستمسافران مقصد خود را گم مي كردند. هنگامي كه بشر شروع به پيمودن اقيانوسها نمود ديگر اين شيوه كاربر نداشت چون نه عوارض طبيعي وجود داشت ونه جايي كه به توان درآن سنگها را روي هم انباشت تنها چيزي كه مي شد روي آن حساب كرد ستاره ها بودند. فينقي ها اولين كساني بودند كه علم ناوبري را پايه گذاري كردند آنها در روز از خورشيد و در شب از ستاره قطبي پولاريس جهت هدايت كشتي ها در دريا استفاده مي كردند. همچنين با تعيين مسير حركت كشتي ها بوسيله علامت گذاري در كنار ساحل وردگيري ومشاهده آنها هدايت انجام مي گرفت اما بهر طريق اين روش ناوبري نيز خالي از اشكال نبود چرا كه فاصله ستاره ها تا زمين آنقدر زياد بود كه به هيچ وجه نمي شد مسافات پيموده شده را اندازه گرفت. از طرفي فقط در شب هاي صاف ومهتابي مي توانستند از ستاره قطبي و ساير ستارگان جهت تعيين مسير استفاده نمايند.
هر چند با داشتن بهترين وسايل اندازه گيري ستاره ها مي توانند بطور تقريبي بشر را در ناوبري راهنمايي كنند.باري به هر جهت با اين روش نمي شد حتي بندرگاهها را نيز پيدا كرد. در اينجا لازم
است تعريفي از ناوبري داشته باشيم ناوبري علمي است كه كشتي ها ويا هواپيماها وساير وسايل متحرك را از يك نقطه مانند مبدا به نقطه ديگري مانند مقصد هدايت مي كند با پيدايش و گسترش علم الكترونيك انواع مختلف ناوبري راديويي بوجود آمد. هوانوردي در گذشته و در اوايل قرن بيستم ميلادي به علت عدم وجود سيستم هاي كمك ناوبري در روز با ديد مستقيم انجام مي گرفت وخلبانان راه عبوري خود را از روي نقطه نشان هاي مشخص در روي زمين از قبيل ريل هاي راه آهن جاده هاي زميني، درياچه ها و قلعه هاي مرتفع بدست مي آوردند. در دنياي امروز حمل و نقل هوايي با توجه به افزايش ترافيك هوايي بدون سيستم هاي كمك ناوبري امري محال و
غيرممكن مي باشد. گاهي مشاهده مي شود پروازي به علت از كارافتادن يكي از سيستم هاي ناوبري باطل شده و انجام نگرفته است ...!؟ همه شواهد بيانگر حياتي بودن سيستم هاي كمك ناوبري مي باشند امروزه شاهديم كه هواپيماهاي مدرن مسافتي طولاني طي ميكنند در اين راه احتياج به وسايل دقيقتري است كه دانشمندان را بر آن داشته تا با اختراع و بهره گيري از سيستم دقيق كامپيوتري تا حدود زيادي احتياجات هواپيماهاي امروزي را مرتفع سازند. سيستم هاي جديد وخودكار كار خلبان را تا اندازه اي سهل و آسان مي كند ولي هنوز علم ناوبري جهت خلبانان
وصنعت هواپيمايي بسيار لازم وكار ساز است. خلبانان در هنگام شب و تاريكي و يا داخل ابر و بالاي ابر به پرواز خود ادامه مي دهند تا مسافرين خود را از شهري به شهر ديگر واز كشوري به كشور ديگر برسانند به جز تاريكي وسياهي خلبان چيز ديگري نمي بيند بنابراين بايد امكانات وسايل ودستگاههايي وجود داشته باشند تا پرواز هواپيماها از نقطه اي به نقطه ديگر امكانپذير گردد.لزو
م داشتن يك نظارت كامل بر عملكرد سيستم هاي ناوبري، جهت رفع عيب هاي احتمالي، امري ضروري به نظر مي رسد. با پيشرفت علم در زمينه هاي الكترونيك ومخابرات بعضي از سيستم هاي تحت مراقبت وكنترل از راه دور و از طريق امواج مخابراتي در آمده اند كه به جهت سهولت در هدايت هواپيماها بكار گرفته مي شوند.
1-1-تعريف سيستم VOR و كاربردهاي آن
VOR مخفف كلمه Very High Frequency Omnidirectional Range بوده و فرستنده اي است راديويي كه بر روي زمين نصب شده و بطور اتوماتيك وپيوسته بوسيله ارسال سيگنالهايي در فضا سمت زاويه هواپيمايي را كه از اين استفاده مي كند بر حسب درجه نسبت به شمال مغناطيسي وموقعيت جغرافيايي ايستگاه زميني مشخص مي سازد.
گيرنده هواپيما بادريافت امواج فرستنده VOR وآشكارسازي وآناليز آن بوسيله انتقال اطلاعات بر روي صفحه نمايشگر مقابل خلبان وي را قادر مي سازد كه براي سهولت پرواز به سمت يك ايستگاه و يا دور شدن از آن بر روي زاويه اي كه نقشه مشخص مي كند پرواز نمايد. لذا اين سيستم مي تواند در خدمت ناوبري و سرويس هوانوردي قرار گيرد.
استفاده از اين سرويس مخصوصا در شرايط هواي نامطلوب بسيار حائز اهميت است وميتواند عامل مهم واساسي در جلوگيري از گمراهي هواپيما در فضا گردد و همچنين كمك نمايدتا هواپيما با رعايت فواصل لازم و مطمئن از موانع وارتفاعات در مسير صحيح قرار گرفته و به مقصد نزديك گردد.
بطور كلي از سيستم VOR در صنعت هواپيمايي جهت ناوبري در شرايط زير استفاده مي گردد.
1)تعيين مسير در شرايط هواي IMC و پرواز در شرايط IFR (پرواز كور):
در اين حالت مسير حركت هواپيما با توجه به موقعيت ارتفاعات تعيين ميگردد. خلبان در مسيري بين دو VOR پرواز كرده تا طي مسافتي از فرستنده اول استفاده كرد ودر فاصله بعدي زاويه را از فرستنده دوم مي گيرد يعني از VOR اول حالت FROM و از VOR دوم حالت TO خواهد داشت.
2)اجراي طرح تقرب:
خلبان با استفاده از VOR هواپيما را از مسير هوايي به سم فرودگاه هدايت مي كند. در حقيقت فرمول يا دستورالعمل حساب شده اي جهت كاستن ارتفاع با توجه به قابليت هواپيما و فاصله از ايستگاه مي باشد تا هنگاميكه هواپيما از ابرها(شرايط IFR) گذشته و باند فرودگاه را در فاصله و ارتفاع مناسب رويت نمايد تا خلبان قادر باشد هواپيما را با شيب لازمه بر روي باند هدايت نمايد.
3)انصراف از تقرب:
گاهي اوقات اتفاق مي افتد كه خلبان ارتفاع را تا حدممكن كم نموده ولكن فرودگاه در ديد او قرار نمي گيرد و يا به دلائلي باند فرودگاه را نمي تواند مورد استفاده قرار دهد، در اين وضعيت بسيار بحراني، خلبان هواپيما را با استفاده از مانوري كه قبلا پيش بيني شده سمت لازم را جهت اوج گيري مجددا ودور شدن از فرودگاه بدست مي آورد.
4)ايستايي
در بعضي از مواقع مراقبت پرواز ناگريز است به منظور فاصله دادن بين پروازها ، هواپيماها را در نقطه اي به اصطلاح متوقف سازد و يا اينكه پس از انصراف از تقرب در محدوده بخصوصي منتظر بگذارد و يا زمانيكه دو هواپيما در طول مسير فاصله كافي از يكديگر را نداشته باشند لازم است با تاخير وتوقف دادن هواپيما در نقطه اي فاصله لازم را ايجاد نمايد. در اين حالت خلبان با استفاده از VOR مسير مربع يا مستطيل شكلي را به مركز VOR دور مي زند. ابعاد چهار ضلعي فوق بمدت حدود يك و نيم دقيقه پرواز است.
5)خروج هواپيما از فرودگاه و رسيدن به ارتفاع معيني بنام مسيرهاي خروجي استاندارد در اين حالت هواپيما به محض برخاستن از فرودگاه با استفاده از مسيري كه قبلا تعيين گرديده بوسيله VOR در مسيرهاي هوايي قرار مي گيرد.
6) ورود هواپيما از مسيرهاي هوايي به نقطه ابتداي طرح تقرب:
در اين حالت نيز هواپيما بوسيله VOR از مسير هوايي استاندارد خارج شده و مبادرت به كم كردن ارتفاع نموده و به فرودگاه نزديك مي شود.
قبل از اختراع VOR از سيستم هاي ابتدايي ديگري مانند بيكن و LFR در رنج فركانس پايين كار مي كردند، تاثيرات نويز بر روي پخش آنها زياد بود وحتي در شرايط بدهوا كه استفاده از سيستم بيشتر حس مي شد استفاده از آن يا اصلا ممكن نبود و يا داراي خطاي بسيار زياد بود. ايراد ديگري كه سيستم هاي فوق داشتند اين بود كه اطلاعات زاويه اي به هواپيما نداده وفقط سمت را مشخص مي كردند.
سيستم VAR نيز شبيه به بيكن و LFR مي كرد به جز آنكه در فركانس VHF كار مي كرد و بنابراين تغيير شرايط جوي سوئي بر عملكرد سيستم فوق نداشت. بعدها با به خدمت گرفتن سيستم VOR نه تنها اثرات نويز و تغيير شرايط جوي بر كاركرد VOR تاثير چنداني نداشته بلكه اطلاعات اضافه اي كه اطلاعات زاويه اي در تمام جهات اين سيستم مي دهد باعث شده ا
ست كه استفاده آن در صنعت هوانوردي روز به روز گسترش يابد.
3-3-ويژگيهاي فرستنده V.O.R
1-1-3-3-V.O.R بايد طوري طراحي وتنظيم شود تا با استفاده از آن خلبان بوسيله فحه نمايشگري كه در مقابل خود دارد زاويه حركت خود را نسبت به شمال مغناطيسي در جهت عقربه ساعت با قدرت تفكيك 1 درجه تعيين نمايد.
2-1-3-3- فركانس حامل راديويي حامل راديوئي سيستم V.O.R بوسيله دو موج ناوبري 30 هرتز مدوله مي شود. يكي از اين امواج بايد چنان باشد كه فازش در تمامز زواياي يك دايره به مركز فرستنده ثابت (موج مرجع) و موج ديگر نيز فازش در تمام زواياي مختلف يك دايره به مركز فرستنده متفاوت( موج متغير ) مي باشد.
2-3-3 فركانس كار فرستنده V.O.R
سيستم V.O.R در باند فركانس 975/111 الي 975/117 مگاهرتز مورد بهره برداري قرار مي گيرد بعلاوه رنج فركانسي 108 الي 975/111 مگاهرتز با اعشاري زوج نيز براي V.O.R هايي كه در ترمينال نصب مي شوند مورد استفاده قرار مي گيرد.
2-2-3-3 درصد تغييرات مجاز فركانس حامل V.O.R در مناطقي كه فاصله
كانالها 50 كيلوهرتز در نظر گرفته شده است بايد كمتر از 002/0+ درصد باشد.
3-3-3 پلاريزاسيون ودقت پترن
1-3-3-3 پخش امواج V.O.R داراي پلاريزاسيون افقي بوده و جزء پلاريزه عمودي (V.P) پرتو تا حد ممكن بايد كوچك باشد.
توجه:
در حال حاضر بيان كمي حداكثر اندازه جايز پلاريزاسيون عمودي ممكن نمي باشد.
2-3-3-3- دقت اطلاعات زاويه اي كه توسط انتشار با پلاريزاسيون افقي در فاصله تقريبي چهار طول موج (4) براي زاويه عمودي بين صفر تا 40 درجه، 2+ درجه خواهد بود.
4-3-3 پوشش
1-4-3-3- سيستم V.O.R بايد اطلاعات زاويه اي مورد نياز هواپيما ها را به منظور عملكرد رضايت بخش واقعي در سطوح وفواصل لازم عملياتي تا زاويه عمودي 40 درجه ايجاد كند.
توصيه: قدرت ميدان در حداكثر شعاع عملكرد فرستنده V.O.R (حداكثر برد) براي عملكرد رضايت بخش سيستم بايد 90كيلو وولت بر متر يا -107 دسي بل بر متر مربع باشد.
5-3-3 مدولاسيون سيگنال هاي ناوبري
1-5-3-3- فركانس راديويي حامل كه در هر نقطه از فضا دريافت مي شود بايد بوسيله دو سيگنال 30 هرتز موسوم به سيگنال هاي ناوبري-طبق آنچه در زير گفته شده-مدولاسيون دامنه شود.
الف) يك فركانس واسطه موسوم به فركانس حامل فرعي (9960 هرتز) با دامه ثابت بايد بوسيله فركانس ناوبري 30 هرتز با نسبت انحراف 15% و درصد دقت 1+% مدولاسيون فركانس بشود.
1-در V.O.R هاي قراردادي عنصر30 هرتزي كه فركانس حامل فرعي را مدولاسيون فركانس مي كند داراي فاز ثابت در تمام زواياي مختلف پخش بوده و فاز ثابت ناميده مي شود.
2-در D.V.O.R بطور بر عكس فاز عنصر 30 هرتز FM در زواياي متناسبا تغيير كرده بنابراين به آن فاز متغير مي گويند.
ب) عنصر 30هرتزي كه روي فركانس حامل مدولاسيون دامنه مي شود.
1-باري V.O.R هاي قراردادي اين عنصر نتيجه چرخش پترن ميدان بودكه باعث تغيير فاز آن در زواياي مختلف مي باشد.
2-بريا D.V.O.R اين عنصر داراي دامنه وفاز ثابت در تمام زواياي پخش بوده و بصورت تمام جهت نتشار مي يابد وسيگنال فاز ثابت ناميده ميشود.
2-5-3-3-عمق مدولاسيون فركانس حامل بوسيله فركانس 9960 هرتز و 30 هرتز مدوله مي شود در 5 درجه بالاي افق بايد 28-32 درصد باشد.
4-5-3-3- درصد تغييرات فركانس سيگنال 30 هرتز ثابت ومتغير بايد باشد.
5-5-3-3-درصد تغييرات فركانس سيگنال حامل فرعي(9960 هرتز)بايد باشد.
6-5-3-3-الف)در V.O.R هاي قراردادي درصد مدولاسيون فركانس 9960 هرتز نبايد از 35% تجاوز كند.
ب) در D.V.O.R درصد مدولاسيون فركانس 9960 هرتز نبايد از 40% تجاوز كند.
7-5-3-3-هنگامي كه فاصله فركانسي كانالها در V.O.R 50كيلوهرتز انتخاب مي شود،دامنه هارمونيك فركانس 9960 هرتز نبايد از مقاديري كه در جدول زير داده شده تجازو كند.
فركانس حامل فرعي سطح دامنه
9960هرتز دسي بل
دومين هارمونيك 30-دسي بل
سومين هارمونيك 50-دسي بل
چهارمين هارمونيك 60-دسي بل
6-3-3 صدا و كد مشخصه
1-6-3-3-اگر بخواهيم بوسيله فرستنده V.O.R يك كانال ارتباطي يكطرفه از ايستگاه با هواپيما داشته باشيم، اين كانال بايد روي همان فركانس حامل كه سيگنال هاي ناوبري روي آن مدوله مي شوند مدوله شود.
2-6-3-3-حداكث در عمق مدولاسيون كانال ارتباطي نبايد از 30% بيشتر شود.
3-6-3-3-باند فركانسي شنيداري مورد استفاده بايد بين 300 تا 3000 هرتز باشد.
4-6-3-3- سيستم V.O.R شرايط لازم براي انتقال همزمان يك سيگنال كدمشخصه كه معرف محل نصب فرستنده باشد-را بر روي فركانس راديويي حامل به منظور ناوبري فراهم مي سازد.
5-6-3-3-سيگنال كد مشخصه كد مورسي بين المللي را به كار مي گيرد و اين كد شامل 2 يا 3 حرف است. اين كد با سرعت تقريبي 7 لغت در دقيقه ارسال مي شود و حداقل هر 30 ثانيه تكرار خواهد شد. فركانس سيگنال مدوله كننده موج حامل بايد 1020 هرتز با درصد تغييرات مجاز هرتز باشد.
2-1-محدوديت هايVOR
به هر حال مانند هر سيستم ديگري VOR نيز داراي محدوديت هاي مي باشد كه برخي از آنها به قرار زير هستند.
1)اين سيستم در ارتفاع پايين داراي برد كمي مي باشد. زيرا فركانس حامل اين سيستم در رنج VHF بوده و بنابراين انتشار امواج آن در راستاي خط ديد مي باشد و بنابراين براي پوشش دادن يك ناحيه بايد در فاصله هاي تقريبا 100 ناتيكال مايل اين سيستم نصب بشود.
2)بدليل اثر موانع طبيعي ومصنوعي در پخش امواج اينگونه سيستم ها كه انعكاسات ناخواسته اي را باعث مي شود بنابراين محل نصب VOR بايد بادقت انتخاب شود تا حدممكن هموار باشد ولي در بعضي نواحي يافتن چنين محلي مشكل و يا حتي غيرممكن مي باشد( مثل مناطق جنگلي و كوهستاني) بنابراين بدليل عدم يافتن سايتي ايده آل اطلاعات مسير كه سيستم مي دهد دچار خميدگي مسيرنيز متفاوت مي باشد كه به آن Course Bend و Scalloping , Roughness مي گويند.
3)اغتشاش در پخش مخروطي VOR:
در ناحيه بالاي آنتن VOR منطقه اي فرضي به شكل مخروط وجود دارد كه در اين منطقه هواپيما هيچ سيگنالي را از VOR نمي تواند دريافت كند و به هر اندازه ارتفاع هواپيما بيشتر باشد مساحت اين ناحيه و در نتيجه محدوديت بيشتر مي شود.
3-1-اصول مقايسه فاز در دريافت اطلاعات زاويه(شكل 1-1)
علائم پروازي درگيرنده يك هواپيما بوسيله نسبت فاز دو سيگنال حاصل مي گردد. فرستنده VOR در باند فركانس 112-108 فقط با اعشاري زوج مربوط به فرستنده VOR است واعشاري فرد مربوط به سيستم ناوبري ILS مي باشد.
نظر به اينكه سيستم هاي مورد استفاده در صنعت هوانوردي جز سرويسهاي با ايمني بالا محسوب ميشود لازم است برابر مقررات طوري ساخته شود وتنظيم گردد كه در الات دقيق مشابه در هواپيما تغييرات يكساني ومطمئني را سبب گردند. از اين رو سيستم VOR نيز طوري طرح وتنظيم مي گردد تا تغييرات زاويه اي برابر در جهت عقربه ساعت از شمال مغناطيسي را درجه به درجه مشخص نمايد.
شكل 1-1-اصول مقايسه فاز در پيدا كردن زاويه
بمنظور فوق فركانس حامل فرستنده (108-118MHZ)VOR با دو سيگنال 30 هرتز كه سينگالهاي ناوبري ناميده ميشود بطور جداگانه مدوله و از آنتن VOR در تمام جهات با پلاريزاسيون افقي پخش مي گردد. فاز يكي از دو سيگنال 30 هرتز همواره ثابت بوده و به موقعيت ناظر نسبت به آنتن VOR بستگي ندارد. از اين رو به سيگنال فوق نام سيگنال فاز مرجع اطلاق مي گردد. اما سيگنال دوم كه سيگنال فاز متغير نيز ناميده مي شود داراي فاز ثابت نبوده و در نقطه ديد(موقعيت ناظر) فاز آن متناسب با انحراف از شمال مغناطيسي متفاوت با فاز سيگنال مرجع مي باشد/. براي ارسال دو
سيگنال 30 هرتز مرجع ومتغير با مشخصات ذكر شده درفضا از دو نوع مدولاسيون استفاده مي گردد. اين كار بمنظور ايزوله سازي دو سيگنال 30هرتز انجام ميشود به اين صورت كه براي توليد سيگنال 30 هرتز مرجع از مدولاسيون FM و براي توليد سيگنال متغير از مدولاسيون AM استفاده مي گردد. ولي با توجه به اينكه مدولاسيون همزمان دو سيگنال فوق به صورت FM,AM بر روي فركانس موج حامل امكان پذير نمي باشد از يك سيگنال واسطه بنام حامل فرعي كمك گرفته مي شود. فركانس سيگنال حامل فرعي برابر 9960 هرتز(10KC) مي باشد.
حال باتوجه به مطالب شرح داده شده در پاراگراف بالا وتصوير شكل 2-1كه بلاك دياگرام كل سيستم VOR مي باشد به شرح مراحل توليد سيگنال هاي مي پردازيم.
فركانس موج حامل در قسمت RF OSC توليد شده و به دو شاخه جدا تقسيم مي شود.
فركانس فوق از يك طرف به مدار توليد سينگال 30هرتز مرجع( مدولاتور) واز مسير دوم به مدار توليد سيگنال متغير(سايدبند ژنراتور) مي رود. يك اسيلاتور ديگر نيز وظيفه توليد فركانس هاي 30هرتز 9960 هرتز و 1020 هرتز را به عهده دارد. سيگنال خروجي 30هرتز از اين اسيلاتور به مدار توليد سيگنال 30هرتز متغير( سايدبند ژنراتور) و قسمتي از اين سيگنال 30 هرتز نيز به همراه فركانس 9960 هرتز و 1020 هرتز به مدار توليد سيگنال مرجع(مدولاتور) مي رود.
شكل 2-1-بلاك دياگرام عمومي يك فرستنده VOR
در مدار مولد باند جانبي فركانس 30 هرتز ورودي بر روي فركانس موج حامل با عمق مدولاسيون 30درصد مدولاسيون دامنه مي گردد. اين مدولاسيون از نوع حامل حذف شده وباند جانبي شماره 2 و باند جانبي شماره 2 ناميده ميشود.
لاف فار داشته وشامل اطلاعات سيگنال متغير مي باشد. در روابط رياضي شكل فوق نماينده فركانس موج حامل و نمايده فركانس 30هرتز مي باشد.
شكل 3-1-شكل موج باندهاي جانبي و سيگنال
سيگنال الف3-1-سيگنالهاي خروجي فرستنده VOR
در مدار مدولاتور در مرحله اول بايد فركانس 30 هرتز بر روي فركانس حامل كمكي(9960 HZ) با درصد انحراف 16% مدولاسيون فركانس مي شود. بنابراين فركانس حامل كمكي داراي تغييرات هرتز مي باشد زيرا: 480=30*16
يعني فركانس حامل كمكي از 10440 هرتز تا 9460 هرتز تغيير مي كند. به شكل 3-1- توجه شود.
در مرحله دوم مجموعه فركانس 30هرتز كه بر روي سيگنال حامل كمكي مدوله فركانس شده به همراه فركانس كد شناسايي (1020 HZ) و فركانس صدا بر روي فركانس حامل مدولاسيون دامنه مي شود. عمق مدولاسيون فركانس حامل كمكي وصدا هر كدام 30% وعمق مدولاسيون كد شناسايي 10% مي باشد. جدول زير مطالب بالا مي باشد.
در شكل 4-1-طيف فركانس بالا نشان داده شده است.
خروجي سايدبند ژنراتور ومدولاتور ابتدا به مدار پل آراف وبعد از تركيب شدن با همديگر به چهار آنتن لوپ مي روند.
لازم به ذكر است كه فركانس 1020 هرتز بصورت كد مورس بين المللي بر روي فركانس حامل مدوله شده و از آنتن پخش مي گردد واين كد نمايانگر محل نصب فرستنده VOR ميباشد. در گيرنده هواپيما كدشناسايي ايستگاه VOR از روي سينگال دريافتي جدا شده و خلبان مي تواند آنرا بوسيله هدست كه دراختيار دارد بشوند.
توجه1- فراكانس صدا مي تواند حاوي اطلاعاتي مثل شرايط هوا و اطلاعات هوانوردي ديگر باشد.
4-1بررسي مدار پل راديويي(پل آراف)
همانطور كه در بالا شرح داده شده فرستنده VOR داراي سه خروجي مي باشد كه عبارتند از:
1)سايد بند شماره 1(SB1) كه حاوي سيگنال فاز متغير مي باشد.
2)سايد بند شماره 2 (SB2) كه حاوي سيگنال فاز متغير مي باشد.
3)موج حامل (CARRIER) كه حاوي سينگال فاز ثابت وكدشناسايي مي باشد.
با توجه به شكل 5-1 سه خروجي فوق بوسيله سه عدد كابل هم محور به مدار پل راديويي مي روند. مدار پل راديويي شامل دو عدد جمع كننده كابلي مي باشد كه بموازات همديگر قرار گرفته اند ورودي هاي يكي از اين جمع كننده ها فركانس موج حامل و سايد بند شماره 1 است و ورودي هاي جمع كننده ديگر نيز فركانس موج حامل وسايد بند شماره 2 ميباشد. هر كدام از جمع كننده ها داراي دو خروجي مي باشند. دو خروجي جمع كننده اول كه شامل مجموع و تفاضل موج حامل يا باند شماره 1 است. آنتن هاي NW و SW را تغذيه مي كند.
5-1-آنتن VOR
استفاده از يك آنتن خوب در VOR در صحت عمل آن تاثير فراوان دارد.همانطور كه اشتباه در تنظيم فرستنده VOR ميتواند مشكلات وخطاي زيادي در پخش امواج و زواياي حاصله از آن را بوجود آورد استفاده از يك آنت نامرغوب ونامتناسب نيز ميتوانند باعث ايجاد خطاهاي نامطلوب شود. بنابراين انتخاب يك آنتن مناسب نياز به دقت فراوان دارد.
آنتني كه براي VOR استفاده مي شود بايد داراي مشخصات زير باشد.
1-بوجود‌آوردن ماكزيمم پخش در نزديك زمين وخط افق
2-امكان استفاده از يك آنتن با تنظيمات نسبتا ساده در فركانسهاي بين 108 تا118 مگاهرتز
3-پخش همه جهته سينگنال با پلاريزاسيون افقي
4-عدم پخش با پلاريزاسيون عمودي كه در غيراينصورت باعث خطاهاي زيادي خواهد شد.
همانطور كه قبلا شرح داده شد آنتني كه شركت Aeronav براي سيستم خود انتخاب نموده است آنتن آلفورد لوپ است.
شكل 5-1-مدار پل امواج راديويي و چهار آنتن آلفورد لوپ
1-6-تعريف آنتن آلفورد لوپ
چنانچه يك حلقه بسته را مطابق شكل 1-6 كه داراي ابعاد كوچكي نسبت به طول موج انرژي سيگنالي كه آنرا تغذيه مي كند در نظر بگيريم ملاحظه مي شود كه جريان در تمام نقاط آنتن داراي دامنه وفاز يكساني مي باشد. بنابراين پترن امواج فشاري در صفحه آنتن به شكل دايره مي باشد و درصفحه عمودي بر صفحه آنتن( شكل 2-6) پترن امواج انتشاري بصورت هشت لاتين (8) مي باشد.
شكل 2-6 پترن عمودي آنتن لوپ شكل 1-6 پترن افقي آنتن لوپ
آنتن آلفورد لوپ شامل چهار عنصر بطور نصف طول موج مي باشد و طوري كنار هم قرا رگرفته ند كه تشكيل يك شكل مربعي مطابق شكل 3-6 را ميدهند.
طول هر ضلع از اين مربع به اندازه يك چهارم طول موج است در گوشه هاي اين مربع بدليل اينكه جريان در شاخه هاي مجاور در خلاف جهت يكديگر است داراي دامنه كوچكي مي باشد.
عناصر آنتن آلفورد لوپ تيغه هايي از جنس آلومينيوم به عرض چهار اينچ مي باشد. گوشه هاي اين عناصر همانطور كه در شكل ديده مي شود با زاويه 45 درجه خم شده اند و جهت جريان در هر يك از عناصر چهارگانه نشان داده شده است.
شكل 3-6 آنتن آلفورد لوپ
اگر هر كدام از عناصر چهارگانه را بصورت باز شده (بدون خم) طبق شكل 4-6 در نظر بگيريم توزيع جريان در آن بصورتي است كه دامنه جريان در وسط تيغه ماكزيمم و در نقاط خم برابر 70درصد ماكزيمم جريان مي باشد.
شكل4-6 نماي باز شده آنتن لوپ
همانطور كه در شكل ملاحظه مي كنيم سطح انتشار برابر نصف طول موج بوده كه آن در وسط قرار دارد و ديگر آن بطور مساوي در دو سمت انتشار قرار گرفته است كه با جريان حامل از تيغه كناري خنثي مي شود.
انتشار جريان در آلفورد لوپ بر حسب انرژي تغذيه شده به آن در جهت عقربه هاي ساعت يا خلاف آن مي باشد. بدين ترتيب اگر چه دامنه جريان در هر ضلع مربع يكنواخت نيست ولي پرتو كلي به شكل دايره خواهد بود زيرا در هر گوشه از حلقه انرژي از سطح مجاور دريافت مي گردد. زمانيكه آلفورد لوپ به حالت افقي مورد استفاده قرار مي گيرد داراي پرتو همه جهتي مي باشد ولي اگر از پهلو به آن نگاه كنيم پخش بصورت هشت لايتن خواهد بود. به شكل 5-6 توجه شود.
شكل 5-6 پخش آنتن آلفورد لوپ از پهلو
در حالت عملي ميتوان ميدان نسبي حامل از يك آلفورد لوپ را در سطح افق و فضاي آزاد به صورت رابطه زير نوشت:
و براي سطح عمودي رابطه آن چنين خواهد بود:
در هر دو رابطه بالا دامنه جريان نسبي برابر I و فاز جريان برابر مي باشد روابط براين اساس نوشته شده كه پرتو امواج در سطح افق همه جهته و در سطح عمود بر آن داراي ضريب جهشي (Cos a) مي باشد.
2-6-پرتو افقي وعمودي
در كاربردهاي عملي مجموعه آنتن آلفورد لوپ در نزديك سطح زمين ويا سطحي معادل زمين كه اصطلاحا آنرا كانترپوز مي نامند نصب مي گردد. نظر به اينكه پرتو افقي نزديك به سطح زمين ساده مي باشد رابطه ميدان نسبي حاصل از يك لوپ را در سطح زمين برابر فضاي آزاد مي دانيم ودر پلاريزاسيون افقي كه لوپ در ارتفاع h از سطح زمين قرار گرفته و بوسيله جريان تغذيه مي گردد بايد ايجاد يك آنتن فرضي در عمق فرضي h زير زمين را نمود كه داراي جريان خواهد بود. پخش در صفح
ه عمودي از يك آنتن همه جهته كه داراي پلاريته افقي است از فرمول حاصل مي گردد. در اين رابطه I دامنه جريان تحريك آنتن و فاز جريان و a زاويه ارتفاع h,p ارتفاع آنتن از سطح زمين مي باشد.
پرتو آنتن لوپ در سطح عمود داراي ضريب جهشي(cos a) مي باشد كه بادرنظر گرفتن اين ضريب پرتو امواج از آنتني كه داراي پلاريته افقي است يعني به صورت موازي با سطح زمين نصب گرديده به صورت بردار زير خواهد بود:
توليد سيگنال VOR
يك سيستم VOR نصب شده كامل به هواپيما كمك مي كند كه در جهات مختلف زاويه نسبي خود را نسبت به جهت فرستنده ايستگاه زميني مشخص كند.همانگونه كه قبلا اشاره شد DVOR به صورتي طراحي شده تا سيگنالي را ارسال كند كه مورد نظر هواپيما مي باشد و با سيگنالي كه بوسيله سيستم VOR معمولي ارسال مي شود هماهنگ باشد. اساس كار در هر دو سيستم همانگونه كه در رابطه با DVOR شرح داده شد وجودسيگنال هاي 30هرتز مرجع ومتغير واندازه گيري اختلاف فاز آنها درگيرنده هواپيما و درنهايت بدست آمدن اطلاعات زاويه اي مي باشد. براي
آشنايي كلي با VOR معمولي همانقدر كافي است كه بدانيم سيگنال هاي مرجع ومتغير در DVOR با سيستم VOR معمولي عكس يكديگر هستند. در سيستم DVOR سيگنال مدوله شده دامنه 30 هرتز مرجع است و سيگنال مدوله شده فركانس 30هرتزداپلر سيگنال متغير مي باشد. براي جلوگيري از هر اشتباه اصطلاحا به سيگنال مرجع 30هرتز AM و به سيگنال متغير 30هرتز FM مي گويند.
سيگنال حامل از آنتن مركزي DVOR با فركانس fc در محدوده باند فركانسي 108 تا 118 مگاهرتز وبا مدولاسيون دامنه سيگنال 30هرتز مرجع منتشر مي شود. از دو آنتن روبروي هم كه بر روي يك قطر در حلقه اي از آنتن ها قرار گرفته اند LSB,USB براي ايجاد مدولاسيون دامنه موج حامل اصلي توسط موج حامل فرعي 9960 هرتز منتشر مي شود.اين مدولاسيون دامنه نتيجه جمع شدن سيگنال حامل ودو سيگنال باند كناري در فضا مي باشد كه هر كدام از آنها با فركانس موج حامل هرتز اختلاف دارند.توجه كنيد كه هر دو سيگنال LSB, USB در DVOR-757 توليد مي شوند چرا كه اين سيستم يك فرستنده DVOR وdsb مي باشد.
