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DVOR导航台迁址的实例分析与启示

减小字体 增大字体 作者:陆逸华  来源:本站整理  发布时间:2019-11-29 9:41:43


本学术论文《DVOR导航台迁址的实例分析与启示》,转载自学术期刊《电子技术与软件工程》2014年22期 发表过的职称 论文,原文作者:陆逸华,由中国学术论文网编辑整理录入,仅供您在多普勒全向信标,9960Hz调幅,电磁建模等方面参考学习。

陆逸华

随着经济社会发展,原有的DVOR导航台与周边环境不兼容的情况越来越严重,研究全向信标(VOR)迁址问题日益重要。我们利用基于几何绕射理论(GTD/UTD)的电磁模型,对其进行建模研究和系统分析。地网尺寸和高度是主要影响因素,另外不同的地面视为不同的辐射天线和工作环境,调幅信号的估计值是地网尺寸、高度以及环境的函数,这些研究结论有助于VOR导航台站的选址、迁址及性能分析。

【关键词】多普勒全向信标 9960Hz调幅 电磁建模

1 概述

随着经济社会发展,原有的DVOR导航台与周边环境不兼容的情况越来越严重,研究DVOR迁址问题日益重要。一般而言,在现有的选址条件下需要架高VOR设备才能提供最佳的信号覆盖。浦东机场扩建工程需要对终端VOR台站进行迁址。经多方评估,原台迁址至一个停车库的顶部,在DVOR设备安装之前,根据空中交通管制要求,DVOR(主要是51和71度径向)需要满足浦东国际机场的进离场要求。根据分析,DVOR地网直径设计为22.9米,地网高度设计为38.1米。通过电磁建模可以确定辐射信号有缺陷的原因。如果DVOR天线安装在离地高度15.8米的地网上,就没有前述的信号辐射问题,这时地网离停车库屋顶的高度只有4.6米。本文论述了理论分析的过程,这些研究结论对DVOR台站的选址、迁址及性能分析有一定的参考价值。

2 建模分析

2.1 近场散射程序

假定多普勒天线辐射一个理想信号(但是没有提供准确的结果分析)。1970年代开发的一个通用电磁程序—近场散射程序(NZBSC)2,目前已演进为NZBSC 3.4版本。NZBSC程序利用几何光学(GO)和几何绕射理论(GTD/UTD)电磁理论,可对单边缘、双边缘、弯曲边缘、角、边坡衍射机制进行建模分析,此程序可用于浦东国际机场多边形地网的建模,也可以用于其他进近VOR台站或航路VOR台站地网的建模。

地网尺寸及多普勒天线分布如图1所示。NECBSC程序有DVOR输入和输出参数。输入参数包括一根中央天线和50根边带天线,每一个全向信标天线以环天线建模;另外还包括地网的几何尺寸和形状,散射体、飞行航路等。输出参数有DVOR天线的辐射场型或近场电场强度。输出的空间合成信号经过现有的接收机算法处理后,得到方位误差。修正的接收机处理算法输出9960 Hz调幅信号。

2.2 多普勒处理器和9960 Hz调制

模型中使用的后处理器主要执行功能:一计算9960Hz接收信号的调制度,二计算DVOR的方位误差。如图2所示,接收机的整个接收信号为直射和反射信号的矢量和。反射信号影响接收机接收到的9960 Hz调制信号。在多径环境下,DVOR载波和边带信号存在空间相关的差异,其比率决定了调制度。这些差异导致调制度的实际变化。为了对9960 Hz信号调制度建模,图2对9960 Hz 滤波器输出进行了分析。

3 结论与建议

基于模型分析可得出以下结论:

(1)9960Hz 信号调幅的变化量是地网尺寸和离地高度的函数。

(2)VOR 周围存在的建筑物增加了方位误差和9960Hz 调制度,除非信号覆盖内建筑物之间有孔径,一般情况下不会使系统超出容限。

随着区域经济的发展,原有的DVOR导航台与周边环境不兼容的情况越来越严重。根据前述研究,VOR地网高度(例如地网高度为38.1米)增大了方位误差和调制度的精度。此外,增加地网尺寸(目前直径为22.9米)却不减小地网高度,也不会减小方位误差和调制度的粗糙度。因此,无论是新建DVOR导航台站的选址还是原有DVOR台站的迁址,亦或是NDB改造为DVOR台站,未来的选址离地高度最好大于30.5米(约等于100英尺),并需要理想的周边环境

参考文献

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[2]胡清,詹宜巨,黄小虎.基于RFID企业物联网及中间件技术研究[J].微计算机信息,2009(25):158-160.

作者单位

民航华东空管局设备维修中心浦东导航室 上海市 200335