甚高频全向信标系统结构组成
VOR由地面发射台和机载设备组成。机载VOR设备主要有控制盒、天线、接收机和指示器。
1.地面导航台
地面设备分为航路VOR台(A类)和终端VOR台(B类),在航图上用图4-34中的符号表示。
图4-34 VOR导航台航图标识
VOR导航台实物图如图4-35所示。
图4-35 VOR导航台
(1)航路VOR台(A类),简称CVOR,安装在各相应航路点上,台址通常选在无障碍物的地点,如山的顶部。这样,因地形效应引起的台址误差和多路径干扰可以大大减小。CVOR的作用是引导飞机沿航路飞行,工作频率为112.00~118.0 MHz,频率间隔为 50 kHz,120个波道;其功率为200 W,工作距离能达到200 n mile。
(2)终端VOR台(B类),简称TVOR,通常位于跑道一侧,用于进近着陆,工作频率为108.00~112.00 MHz,频率间隔为5 kHz,小数点后第一位为偶数的用于VOR,共有40个波道;小数点后第一位为奇数的用于机场区域导航,有40个波道;其功率为 50 W,工作距离为25 n mile。
TVOR台之所以采用低功率发射,其一是不干扰在相同频率上工作的其他VOR台;其二是TVOR台位于建筑物密集的机场,多路径干扰严重影响VOR的精度,因此,只能用于短距离导航。
TVOR台通常和DME或LOC安装在一起。VOR和DME台可以组成极坐标定位系统,另外,VOR导航系统的机载设备与仪表着陆系统(ILS)的航向信标(LOC)的机载设备的有些部分是共用的,VOR和LOC安装在一起,利用和跑道中心延长线一致的TVOR台方位线,可以代替LOC对飞机进行着陆引导。
2.机载设备
机载设备接收和处理地面台发射的方位信息,并通过有关的指示器指示出从VOR台到飞机或从飞机到VOR台的磁方位。
VOR机载设备包括控制盒、天线、甚高频接收机和指示仪表。尽管有多种型号的机载设备,处理方位信息的方法不同,但它们的基本功能是相似的。图4-36所示为机载设备之间的主要信号连接图。
对于大型无人机来说,控制盒和指示器的功能已转移至地面站。
(1)控制盒。控制盒主要用于选择和显示接收信号频率。
图4-36 机载设备之间的主要信号连接图
(2)天线。在多数飞机上,VOR天线和LOC天线是共用的,安装在垂直安定面上或机身的上部,避免机身对电波的阻挡,以提高接收信号的稳定性。
(3)VOR接收机。VOR接收机用于接收和处理VOR台发射的方位信息,包括常规外差式接收机、幅度检波器和相位比较器电路。接收机提供如下输出信号:
1)话音/识别信号,加到音频集成系统(AIS),供飞行员监听;
2)方位信号,驱动无线电磁指示器(RMl)的指针;
3)航道偏离信号,驱动水平姿态指示器(HSl)的航道偏离杆;
4)向/背台信号,驱动HSI的向/背指示器;
5)旗警告信号,驱动HSI上的警告旗。
(4)指示器。指示器是将接收机提供的导航信息显示给飞机操控人员,根据指示器提供的指示进行飞机的定位和导航。常用的指示器有无线电磁指示器(RMI)和水平姿态指示器(HSI)两种。
1)无线电磁指示器(RMI)是将罗盘(磁航向)、VOR方位和ADF方位组合在一起的指示器。两个指针分别指示VOR-1/ADF-1和VOR-2/ADF-2接收机输出的方位信息;两个VOR/ADF转换开关,分别用来转换输入指针的信号源。
RMI能够指示4个角度:罗盘由磁航向信号驱动,固定标线(相当于机头方向)对应的罗盘刻度指示飞机的磁航向;指针由VOR方位和磁航向的差角信号驱动,固定标线和指针之间的顺时针夹角为相对方位角;指针对应罗盘上的刻度指示为VOR方位,等于磁航向加上相对方位;而指针尾部对应的罗盘刻度为飞机磁方位,与VOR方位相差180°(图4-37)。
2)水平姿态指示器(HSI)是一个组合仪表,如图4-38所示。指示飞机在水平面内的姿态,在VOR方式,航道偏离杆由飞机相对于预选航道的偏离信号驱动,指示飞机偏离预选航道的角度,每点5°;向/背台指示器由向/背台信号驱动,在向台区飞行时,三角形指向机头方向,在背台区飞行时,三角指向机尾方向;预选航道指针随OBS全方位选择器旋钮转动,指示预选航道的角度。警告旗在输入信号无效时出来显示。
图4-37 RMI指示器
图4-38 HIS指示器