浅析THALES DVOR近场监控天线的安装位置

摘要：DVOR 4000导航设备是当今民航最为常用的通信导航设备之一，可以给民航飞行器提供角度信息。设备能否正常运行，监控器起着至关重要的作用。文章介绍了THALES DVOR导航设备近场监控器安装位置的选择，以及监视器位置安装不好的情况下，保证了设备有效、正常地运行，顺利地保障了飞机的飞行安全。

关键词：THALES DVOR 9960Hz失真度

中图分类号：TN957 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）08-0227-02

DVOR[1]是意大利THALES公司生产的导航设备，因其技术手段先进、工作性能稳定可靠、维护使用方便，笔者所在西北空管局自2011年以来在西安咸阳机场、航路上大量安装使用该型号设备。本文根据设备安装调试投产过程中遇到近场监控器安装不合适时，如何保证设备有效、正常地运行，笔者提出了几点建议。

1 DVOR原理

DVOR在实际的应用[1][2]中，设备预定磁北方向为统一的基准零时刻，中央天线辐射的基准相位信号的初相为零；同时电子开关的控制，使上边带信号从1号天线开始逆时针模拟旋转辐射，下边带信号从26号天线逆时钟模拟旋转辐射。这样，磁北方向的可变相位信号和基准相位信号同相。边带旋转辐射形成的多普勒频移，那么，接收机接受的信号频率为，而下边带由于和上边带对称辐射，形成的接收机频率为。这样，多普勒效应在每个边带上引起的频率调制的相位是相同的。使用两个边带的目的是为了减少多径效应的影响。

DVOR边带天线与方位的关系，如图1所示。假设O为中央天线，与为边带天线，馈如信号为和，设O点为中心点，在飞机所处的方位上，与的相位超前（滞后）O点相位为：

由于天线A在方位上的最大速度为天线运动速度的线速度，天线辐射的最大频偏为

将其代入式（4），得：

两个天线的辐射场为

与边带天线两辐射场在空间合成信号即为可变相位信号：

其中：

MHZ，HZ，HZ，为调频指数，为可变相位信号的幅度。

由以上公式可知，可变相位信号体现于副载波频率的变化，基本上与副载波幅度的变化无关，降低了因外界干扰引起的边带幅度变化对方位准确性的影响。对于空间调制，只要两个边带信号的幅度相同，且两个边带相对载波的初相相等，那么在空间就可以合成一个标准的调幅波，但当边带幅度不等、初相不等可能会引起空间调制度增大或减小。

2 近场监控天线安装位置原理分析

根据DVOR原理，我们可以知道正确的定相需要上边带、下边带和载波天线到接收点的距离完全相同。只有发射天线（上边带，下边带及中心天线） 与接收点等距时才可以找到正确的远场等相位，如图2中弧线所示。当然这种情况在正常运行中是不存在的，所以在常规的边带天线配置下在近场做出正确的定相是不可能的。增加与监控天线的距离会使这个弧线逐渐变平，直至到达一点使它实际上变成了一条直线，在这个点处即可以做正确的调相。

在正常运行中，由于边带天线的物理几何特性，9960Hz边带包络的幅值在一个30Hz

的周期内有两个最大值和两个最小值的点，假设接收点在东面300m，如图2所示，那么当边带在红色位置发射时就是最小相位误差点，当边带在蓝色位置时就是最大相位误差点（实际误差与频率和距离有关），这导致9960Hz副载波包络显示出一个额外的60Hz调制分量，如图3中LSB+USB的轨迹所示。

20，30，34，40和44号天线上

这些边带相位跳变在导致9960Hz副载波包络信号产生凹槽的同时在接收信号

假设接收点距离只有100m，在图4中我们可以看出有个额外的问题，60Hz分量增加，相位跳变发生在6，10，16，20，30，34，40和44号天线上。这些边带相位跳变在导致9960Hz副载波包络信号产生凹槽的同时在接受信号上增加了额外的相位调制分量。

根据图5所示，我们知道相变引起的误差成分与距离不成线性关系，并从中确定最近的可接受的DVOR定相点是300米。减少监控天线与中央天线的距离，将会由于60Hz分量的增加，导致9960Hz失真度的测量值增加。

所以，我们知道对于近场监控天线，建议安装距离为180到200米。虽然可以选择更近的安装距离，但监控信号质量会显著下降，尤其是距离小于100米时，监控信号质量下降会非常明显，尤其是Mod Distortion On 9960参数。厂家推荐当距离不够时选用反射网边缘安装的监控天线，即Nextfield监控天线。

4 结语

通过理论分析，我们知道适量的改变边带相位，可以减小Mod Distortion On 9960参数的值，但是为达到空间DVOR信号中9960Hz副载波调制深度的要求，调试人员必须增大地面信标边带信号发射功率，同时在远场区DVOR的平均方位误差会有增大的趋势。这无论对于地面信标设备还是被服务的飞机都足十分不利的。

因此，在DVOR系统调试中，边带相位的调整非常重要且必须慎重，严格地保证DVOR4000边带相位设置正确，避免信标担负额外的边带输出功率，在一定程度上防止系统平均方位误差增大，所以建议可接受的DVOR定相点是300米同时近场监控天线的安装距离最好是在180～200m的位置。

参考文献

[1]DVOR 4000 Technical manuals[Z].THALES，Milano，2011.

[2]DVOR 432 Technical manuals[Z].THALES，Milano，2011.