REF
180 o
VAR
2020/7/10
2020/7/10
甚高频全向信标
• 航空器收到全向信标的信号，解调并比 较两个30赫的相位，得出航空器相对磁 北的航向。
放大 接收检波
限幅
基准30赫
比相
可变30赫
鉴频
放大
显示
2020/7/10
甚高频全向信标
• 多普勒全向信标发射的射频信号 基准相位信号：30 赫直接调幅于甚高频 。发射机调制。 可变相位信号：30 赫调频于9960 赫副 载波，再调幅于甚高频。 可变30 赫对9960 赫副载波的调频是 空间调制，是由于天线场的旋转和多普 勒效应形成。
VOR/DME
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无方向性信标
• 习惯称为导航台、归航台 • 无方向性信标向航空器提供航向信息 • 工作频率在中长波波段 • 用于航路，为航路导航台，航线台
用于机场区域，为近台、远台、超远台 • 识别信号：航路台发射等幅键控信号，
机场区域导航台发射调幅键控信号
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无方向性信标
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甚高频全向信标
• 监控，当发生以下情况时，交换主备机 或停止发射： 在监控点，方位误差大于1 度； 9960 赫副载波或30 赫信号的调制 减小15％； 监控器本身失效。
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无方向性信标和全向信标比较
无方向性信标
• 工作原理简单 • 对场地要求稍宽 • 易受干扰，信号不稳 • 航空器使用较不便 • 建设和维护成本低
• 基准相位信号：在360 度方位上，它的 相位都是相同的。
• 可变相位信号：它的相位和方位密切相 关，所在方位不同，相位不同。
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REF
270 o
VAR
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REF VAR
0o
REF
VAR
o
45
DVOR
E 120.02.30 N 40.30.00
PEK
REF
o
90
VAR
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测距设备
• 工作原理：测量电波传播的时间 • 测距过程：
航空器在询问频率上向地面台发出的 询问脉冲对；
地面台接收验证频率和脉冲对间隔，经 过系统延时，触发产生有效应答脉冲对；
航空器接收应答脉冲，计算时间，换算 成距离。
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测距设备
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测距设备
• 地面测距设备 只要是对本台的询问，都会应答。 能同时应对100 架航空器的询问。
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甚高频全向信标
• 常规全向信标 原理简单，场地环境要求高。
• 多普勒全向信标 采用多普勒效应原理，导航精度提高。 30 米直径的地网，场地环境要求放宽。 基本建设投资增加。
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甚高频全向信标
• 全向信标的工作原理：比较两个30 赫调 制信号的相位，即基准相位信号和可变 相位信号的相位。
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讲座内容
• 航空无线电导航的作用、分类
• 无方向性信标 NDB
• 甚高频全向信标 VOR
• 测距设备
DME
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导航
• 定义 使运载体或人员从一个地方引导到另一 个地方的科学
• 日常的导航装置：时钟；里程表；地标 • 无线电导航：利用发射电子信号导航 • 导航可以分为陆基和星基两类
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甚高频全向信标
边带天线辐射以30 转/秒旋转 多普勒效应产生30赫调频 频偏由边带天线阵的直径决定
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地网 直径30米
甚高频全向信标
基准相位信号
中央天线
48个边带天线
可变相位信号
放大调制
天线开关
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30赫产生
射频产生
放大调制
108－112兆赫
9960赫产生
全向信标的频谱
甚高频全向信标
• 覆盖范围 甚高频视距传播 输出功率 50－100 瓦 作用距离 约 200 海里
天线塔
地球
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覆盖范围
示意图
甚高频全向信标
• 导航信号的调制： 射频载波上有两个信号调幅 一个等幅的 9960 赫副载波，由 30赫 调频，调制指数16 ±1，可变相位信号。 一个 30 赫信号，基准相位信号。
每30秒至少发一次完整的识别 • 识别：1020±50赫或400 ±25赫
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甚高频全向信标
• 甚高频全向信标向航空器提供方位信息 • 全向信标适用于航路和机场 • 工作频率在甚高频频段 • 全向信标的优点
和测距设备合装，航空器可以定位 信号稳定，导航精度较高，优于1度(DVOR) 覆盖范围可满足近程导航的要求
• 航空器 在询问频率上向地面台发询问脉冲。 从地面台的应答中捡出对自己询问的应
答。
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测距设备
• 航空器使用询问频率向地面台发出询问信 号，并接收地面台的应答信号。计算出从 发出询问到收到应答的时间，换算成距离 ，就是航空器到地面台的斜距。
5
( t - 50μs) 3 x10
D= tv =
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Hale Waihona Puke 甚高频全向信标• 射频频率：108兆赫－117.975兆赫 • 频率稳定度：
波道间隔为100千赫或200千赫的地区 ±0.005%
波道间隔为50千赫 ±0.002% • 极化： 水平极化波 • 准确度：优于±2度
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甚高频全向信标
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民航通信导航的任务
保障航空器飞行安全
• 提供顺畅的地面和地空通信服务 • 提供对飞行实施有效的监视服务 • 提供准确、可靠的导航保障服务
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航空无线电导航
• 航空无线电导航的分类 按使用频段分类:中长波,甚高频,特高频 按作用距离分类:远程,近程 按导航设备的功能分类： 航路导航 航站导航
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无方向性信标
• 中长波的传播特性：地波 • 覆盖范围和天线高度、输出功率的关系
天线高度高，覆盖范围增大
近台，受机场端净空限制，一般15米左右 远台或航路台，受天线架设限制，一般30米
输出功率大，覆盖范围增大
受需求和同频干扰限制，一般近台50瓦， 远台100瓦，航路台不大于500瓦
• 无方向性信标的原理：无线电测向
• 航空器收到信标台的信号，测出航空器
飞行方向（即机头方向）和航空器与信
标台连线的夹角
飞行方向
夹角
航空器
NDB
航空器和信标台连线
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无方向性信标
• 不确定性
在同一位置上，有不同的方向指示 在不同航路上，可以有相同的方向指示
• 没有磁北概念，需要和磁罗盘配合使用
频率，两频率相差 63 兆赫
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测距设备
• 极化：垂直极化 • 对航空器的处理容量：100 架 • 发射的应答能力：2700 ±90 脉冲对/秒 • 脉冲对间隔：12 微秒 • 系统延时：50 微秒 • 应答效率：大于70％
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测距设备
• 和全向信标的配对： 频率配对 相同呼号按3 : 1比例发射 天线同轴安装 天线非同轴安装，偏置不大于30 米
航空无线电导航
• 航空无线电导航台站的三大要素 频率：导航台站的发射频率或波道号 呼号：导航台站的名称，一般用两个 或三个英文字母地名代码表示 经纬度：导航台站所在地的地理位置
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NDB
112.7 VYK CH 74X
N39 11.6 E118 34.4
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VOR/DME
上图：
西昌全向信标/测距台
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下图：
安装人员在调全 向信标的基准天 线
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测距设备
• 测距设备向航空器提供距离信息 • 测距设备一般和全向信标配合使用，全
向信标提供方位信息，测距设备提供距 离信息有航向和距离，航空器就能精确 定位。 • 测距设备的作用距离和全向信标基本相 同
• 上述两个导航信号的称谓是对多普勒全 向信标而言。
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甚高频全向信标
• 30 赫和9960 赫对射频载波的调制度： 28％－32％
• 30 赫频率准确性： ±1％ • 9960 赫频率准确性： ±1％ • 识别信号：全向信标应发射一个识别信
号，水平极化波，由3 个字母组成，调 制音频为1020 赫
x
6海
里
2
1.852 x10
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测距设备
定向耦合
环路器
预选器 接收视频
射频放大
960MHz－1215MHz
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驱动器
测试询问 监视器
测距设备
• 覆盖： 200 海里，和全向信标基本相同 • 准确度：总的系统误差应不大于900 米
或所测距离的 3％ • 工作射频：960兆赫－1215兆赫 • 频率稳定度： ±0.002% • 测距设备工作在成对的询问频率和应答
全向信标
• 工作原理较为复杂 • 对场地要求较严 • 信号稳定 • 航空器使用方便 • 建设和维护成本高
2020/7/10
甚高频全向信标
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甚高频全向信标
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右图：
DVOR/DME
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