甚高频全向信标信号的监测方法 - 图文

甚高频全向信标（VOR）信号的监测方法

袁冰清1，李思静2

（1.国家无线电监测中心上海监测站，上海 201419；2.国家无线电监测中心深圳监测站，

深圳 518120）

摘要：本文简单地介绍了甚高频全向信标发射系统的原理及特征，并且根据VOR信号频谱特点，给出了行之有效的监测方法。这将为无线电管理部门掌握VOR信号特征及正确的监测方法提供技术支持，进而为民航飞机的安全提供一定的保障。 关键词：无线电监测；VOR；DVOR；无线电导航 中图分类号：TN91

The method of monitoring signal of the very high frequency Omni-directional range (VOR)

Yuan bingqing1, Li sijing2

(1.The State Radio Monitoring Centre Shanghai Station, Shanghai 201419, China; 2. The State

Radio Monitoring Centre Shenzhen Station, Shenzhen 518120, China)

Abstract: This paper briefly introduces the principle and characteristics of VHF omni-directional range (VOR)，and presents en effective monitoring method based on the VOR signal spectrum characteristics. This will provide technical support for radio management department to grasp VOR signal characteristics and the correct monitoring methods, which will guarantee for the safely of civil aircraft.

Keywords: Radio monitoring; VOR; DVOR; Radio navigation

1 引言

甚高频全向信标（VHF Omni-directional Range，简称VOR）是现代航空无线电导航中广泛使用的一种地面设备，或用于航路导航，或用于机场飞机进场的引导，是飞机安全飞行着陆的保障。作为无线电管理部门，我们必须从无线电信号监测方面入手，准确掌握VOR信号的信号特征及监测方法，快速判断一些民航干扰，为民航飞机的安全提供有效的技术支撑。 2甚高频全向信标系统特征

甚高频全向信标分为常规全向信标（CVOR）和多普勒全向信标（DVOR），对航空器接收机来讲，两者是兼容的，但是现在国内外一般都使用DVOR，因此本文主要针对DVOR信号的监测。为了更好的识别与准确监测DVOR信号，我们必须对DVOR信标系统有大致的了解。

多普勒甚高频全向信标基于多普勒效应的原理，即通过相对运动产生的相位差实现定位功能。在实际应用中，DVOR与机载甚高频全向信标接收机相结合，

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由机载接收机可测得地面VOR信标台的磁方位角。如果设在航线上，可以利用两个VOR信标台或一个信标台和一个测距台（DME）实现飞机的定位，引导飞机沿航线飞行，与DME配合完成区域导航；如果VOR台设在机场附近，可用于引导飞机进出港，并可辅助仪表着陆系统引导飞机安全着陆等。

根据不同的用途，VOR地面导航台分为两大类：

1、航路VOR台（A类）：用于航路导航，112-117.925MHz，频道间隔50kHz，发射功率200W，作用距离200海里；

2、 终端VOR（B类）：用于终端引导飞机进场，108-112 MHz，频道间隔50kHz，发射功率50W，作用距离25海里；

这两类信号在频谱和信号监测上是没有区别的，都是由同样的天线与发射机系统发射的。

2.1 发射天线与发射机系统

DVOR的发射天线系统包括2个24头的奇、偶天线分配开关，49个改进型阿尔福特天线[1]（Alford antenna），其中48个作为边带天线，均匀地分布在直径为13.5米的圆周上，并分别与2个天线分配开关相连，1个作为中央天线。

工作时，天线以30r/s的速度围绕中心（中央天线）逆时针方向旋转，向空间辐射甚高频正旋波信号，从而在空间足够远的任意方位上都可以获得30Hz调制的甚高频调频信号。在顺时针各方位上解调处的30Hz低频调制信号（即多普勒频移）的相位始终超前磁北方位，超前的角度就等于以磁北为基准接收点所处的径向方位角。这个调频的低频30Hz调制信号被称为多普勒甚高频全向信标的30Hz可变相位信号。中央天线向空间全方位辐射一个30Hz调制的甚高频调幅信号，此信号被称为DVOR的30Hz基准相位信号。只要保证30Hz可变相位信号与30Hz基准相位信号在磁北方位同向，那么，任意方位上的飞机接收机就可以通过比较两个30Hz信号的相位实现全向信标的定位功能。DVOR的中央天线还负责向空间发射自身的音频1020Hz莫尔斯代码的识别信号和语音信号。因此DVOR发射系统简单原理图如下图1[2]所示：

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图1DVOR发射系统原理

2.2 信号频谱组成

在空间任何点上观察，VOR信号频谱主要由三部分组成：基准相位信是用30Hz基带信号直接对载波调幅（AM）；可变相位信号是先用30Hz基带信号对9960 Hz副载波调频（FM），再调频副载波对载波调幅（AM）；识别信号为调制单音1020Hz国际莫尔斯电码，频偏为50Hz，通常由3个英文字母组成码组，莫尔斯呼号每30s等间隔地发射1到3次。语音跟识别主要是给甚高频全向信标提供一个地空语音通信波道，与导航功能在同一射频载波上工作。因此VOR信号频谱示意图如下图2所示：

图2 全VOR信号频谱示意图

3 VOR信号的监测

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3.1 监测条件

若无特殊要求，应在下列条件下进行测试： a）正常的试验大气条件[3]： 1）温度：15℃～35℃； 2）相对湿度：20%～80%； 3）试验场所的气压。

b）监测地点与范围（一般开场监测）[4]

根据具体的甚高频全向信标的台址而定，一般监测地点在机场内，在监测天线半径100米范围内，应平坦开阔，无高大建筑物，尽量避开高压输电线、铁路等影响电磁环境的物体。 3.2 监测用仪器和器件

所用测试仪器应经过计量合格并在有效期内，仪器的误差应小于被测参数容许误差的三分之一。所用仪器和器件如下： a) 频谱分析仪；

1）频率范围包括108MHz～117.975MHz； 2）射频输入阻抗50Ω； b) 全向天线；

1）频率范围；108MHz～117.975MHz； 2）输入阻抗；50Ω； 3）驻波比：<1.5； 4）极化方式：水平极化

5）水平场型：0°～360°方向，≤±0.5dB； 6）方位准确度：在仰角0～40°mw≤±5° c）50Ω同轴电缆。 3.3 监测方法 3.3.1 监测准备工作

1、检查仪器设备是否正常工作；

2、按下图3连接好监测设备，正式监测前开机预热30分钟；

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VOR发射机及发射天线 接收天线 50Ω同轴电缆电缆频谱仪 图3监测设备连接图

3.3.2 VOR信号监测（包括频率、信号占用带宽、场强、调制） a）将频谱仪调谐到待监测信号的中心频点f0;

b）调整合适的动态显示范围，调整输入衰减，使信噪比大于30dB； c） 参数设置

1、估算带宽，SPAN设置到带宽估值的1.5-2倍； 2、解调带宽为带宽估值的1-1.5倍；

3、解调方式：整个信号的解调模式设为AM； 4、检波方式：最大峰值；

d）设置频谱仪的显示模式为频谱图与瀑布图。此时可以监测到完整的VOR信号频谱，包括莫尔斯识别码，记录电平值，并对照莫尔斯码对照表写出该信号的识别码。

e）按实际要求填写VOR信号监测记录表。

4、VOR信号监测实例

根据以上的监测方法，我们选择了某处机场附近对VOR信号进行了实际监测。图4即为该机场的VOR发射天线，边缘一圈天线阵为边带天线，辐射可变相位调频信号，中间白色天线为中央天线，负责辐射调幅基准信号及识别莫尔斯信号。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/fimh.html