VOR (Flugnavigation)

Das VOR (Abkürzung für VHF Omnidirectional Range ) ist ein Funkortungssystem, das in der Flugnavigation verwendet wird und mit UKW- Frequenzen (oder UHF für das Militär) arbeitet.

Ein VOR-Empfänger ermöglicht es, eine magnetische Peilung in Bezug auf eine Bodenstation (VOR-Sendebake, deren Position bekannt ist) und damit das Radial zu bestimmen , auf dem sich der Empfänger (also das Flugzeug) befindet. Durch Abzug ist es möglich, jeder Route zu folgen, die durch die Station führt (sich ihr nähert oder sich von ihr entfernt), oder sogar die genaue Position des Flugzeugs mit zwei VOR-Baken (Schnittpunkt von Radialen) oder einem DME (Schnittpunkt von a ) zu bestimmen radial und ein Bogen DME).

Denken Sie daran, dass die magnetische Route der Winkel ist, der vom magnetischen Norden zur Flugbahn des Flugzeugs ausgerichtet ist . Zum Beispiel beträgt der Kurs eines Flugzeugs, das sich nach Osten bewegt, 90 °.

Beschreibung

Die Bodenstation verwendet den UKW-Frequenzbereich von 108 bis 117,95  MHz . Interessanter als der Radiokompass ist das VOR weniger äußeren Störungen ausgesetzt, wie z. B. der Ionosphäre oder einfach den Wolken . Tatsächlich liegt es innerhalb der Funkreichweite, die in der Luftfahrt häufig anhand der Formel bewertet wird

oder

.

Die VOR-Beacons senden mit einer Leistung von 100  W PAR im Band von 108,00 bis 117,95  MHz mit einem Schritt von 50 kHz aus:

Beispiele: 108,20  MHz - 108,25  MHz - 108,45 (ABB unterwegs VOR) ... 109,00 (LEQ-Ansatz VOR) ... - 111,80  MHz - 111,85  MHz  ;

Beispiele: 108,10  MHz - 108,15  MHz - 108,30  MHz - ... - 111,90  MHz - 111,95  MHz  ;

Es gibt also 158 Kanäle für das VOR-System und 40 Kanäle für das ILS-System.

Zusätzlich gibt es zwei VOR-Technologien für die Übertragung (die aus Sicht des Empfängers offensichtlich identische Signale aussenden):

Etwa 90% der VOR-Stationen sind an eine DME- Station ( Distance Measuring Equipment ) gekoppelt , sodass das Flugzeug auch die direkte Entfernung zwischen dieser und der VOR-DME erkennen kann.

Allgemeines Prinzip von VOR

Vergleichend

Um den Einfluss des Bodens auf das Strahlungsmuster zu verringern, sendet die VOR-Station in horizontaler Polarisation.

Der Empfang einer einzelnen Station ermöglicht es, die Peilung des Leuchtfeuers zu erhalten. Dies ermöglicht den Zugriff auf den Wert des QDR (Winkel zum Leuchtfeuer zwischen magnetischem Norden und Flugzeug).

Das übertragene Signal gehört zum Frequenzband 108 und 118  MHz . Der Träger wird durch einen 9 960 Hz- Unterträger amplitudenmoduliert (30%),  selbst durch ein 30 Hz- Signal  frequenzmoduliert . Das gesamte erhaltene Signal wird durch ein anderes Signal von 30 Hz amplitudenmoduliert (30%)  .

Die Tatsache, dass dieselbe Frequenz von 30  Hz gewählt wurde , ermöglicht einen Phasenvergleich zwischen den beiden Informationssignalen. Diese Phase ist das direkte Bild der Peilung des Leuchtfeuers. Es kann sich von 0 ° bis 360 ° entwickeln . Dazu wird eines der Signale als Referenz verwendet . Dies wird omnidirektional ausgegeben. Die zweite wird als variabel bezeichnet, da sie in einer gerichteten Weise emittiert wird und sich mit einer Drehzahl von 30 t / s dreht  . Die Modulationen und die Drehung des Diagramms werden so eingestellt, dass die Phasenverschiebung und damit die Peilung für ein Flugzeug im magnetischen Norden der Station Null ist.

Die 4 Beispiele in der obigen Abbildung zeigen die Phasenverschiebungen in die vier Richtungen: N, E, S und W.

Hinzu kommt eine Amplitudenmodulation (≤ 10%) zur Stationsidentifikation (Morsecode) und möglicherweise eine Modulation zur Sprache (≤ 30%). Diese beiden Modulationen werden omnidirektional emittiert. Sie ermöglichen es dem Piloten, die Identität des ausgewählten Beacons und dessen korrekten Betrieb zu überprüfen.

Prinzip von VOR / C.

Das VOR / C verwendet eine Antenne, die aus mindestens zwei Gruppen von Strahlungselementen besteht. Eine davon ermöglicht die omnidirektionale Übertragung. Diese sendet die Referenzinformationen. Umgekehrt ermöglicht die andere Gruppe von Elementen eine gerichtete Strahlung. Sein Diagramm "dreht" sich mit 30  t / s . Es ist diese zweite Gruppe, die zur Übertragung der Variableninformationen verwendet wird.

Um die Drehung des variablen Musters zu erreichen, gibt es zwei Lösungen: eine mechanische Rotation oder eine Zusammensetzung von 2 ergänzenden Antennenmustern mit elektronischer Modulation.

Die mechanische Version besteht aus dem Drehen einer Halbwellendipolantenne mit 30  t / s und einer reinen Trägerversorgung. Dies wirft jedoch Probleme mit dem Verschleiß der Lager und der HF-Verbindungen auf.

Die neueren Versionen von VOR nutzen daher die statische Lösung, bei der die Drehung durch Modulation der Amplitude in Quadratur erhalten wird.

VOR / D-Prinzip (vereinfacht)

Es nutzt den Doppler-Effekt . Sein Prinzip ist die Umkehrung von VOR / C. Bei einem VOR / D wird das omnidirektionale Signal in AM und das Richtungssignal in FM moduliert. Die Phaseninformation "dreht" sich um, so dass das Signal von einem integrierten Empfänger aus gesehen identisch ist.

Während die Installation komplizierter und teurer ist, bietet VOR / D dennoch den Vorteil einer geringeren Empfindlichkeit gegenüber Mehrwegewegen, die durch Reflexionen an Hindernissen erzeugt werden. Die Struktur der Radialen ist robuster.

Das VOR / D verwendet eine Zentralantenne, die von peripheren Antennen (normalerweise 48) umgeben ist, die in einem Kreis mit einem Radius von 6,75  m angeordnet sind .

Ohne Drehung ergibt die Kombination dieser drei Signale einen amplitudenmodulierten Träger bei 30 Hz und 9960 Hz in der Entfernung.

Durch Drehen der Antennen, die die Seitenbänder um die Mittelantenne emittieren, wird eine UKW-Phasenänderung erzeugt. Der Modulationsindex ist proportional zum Radius der Antenne. Mit R = 6,75 m wird in der Mitte des UKW-Bandes ein Modulationsindex von 16 erhalten . Die Rotationsfrequenz der Seitenantennen beträgt 30 tr / s, wodurch eine Frequenzmodulation von 9960 Hz erzeugt wird. Eine reale Rotation würde eine Umfangsgeschwindigkeit von ungefähr 4.500  km / h implizieren , weshalb man durch elektronisches Schalten von d 'a vorgeht Abfolge von Antennen. Die Anzahl der Antennen wird so gewählt, dass die Auswirkungen des Aliasing des Spektrums begrenzt werden ( Shannon- Begrenzung ). Die Sequenzierung des Schaltens und die Form des Versorgungsstroms der Peripherieantennen werden gewählt, um die spektrale Besetzung, den Phasensprung und die parasitäre Modulation zu begrenzen.

Schließlich:

Bodeninstallationen

Die verschiedenen Arten von VOR-Indikatoren

Siehe auch