VRB-53D型多普勒甚高频全向信标导航原理与 设备结构的研究 .pdfVIP

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VRB-53D型多普勒甚高频全向信标导航原

理与设备结构的研究

作者：王鹏云

来源：《河南科技》2019年第01期

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摘要：以DVOR的基本导航原理为基础，重点研究了VRB-53D载波及边带调制信号的产

生过程，并使用MATLAB进行数学建模，对边带天线发射信号的融合波瓣图进行仿真，从

VRB-53D的设备结构与信号流程方面分析了该设备的优势与不足。

关键词：VRB-53D;DVOR;调制信号;多普勒效应;波瓣图

中图分类号：V351.37;V355.1文献标识码：A文章编号：1003-5168（2019）01-0020-03

ResearchonVRB-53DDopplerVHFOmnidirectionalBeacon

NavigationPrincipleandEquipmentStructure

WANGPengyun

（CivilAviationHenanAviationAdministration，ZhengzhouHenan450019）

Abstract：Firstly，basedonthebasicnavigationprincipleofDVOR，thispaperfocusedon

thegenerationprocessofVRB-53Dcarrierandsidebandmodulationsignal，andusedMATLABto

Finally，theadvantagesanddisadvantagesofVRB-53Dwereanalyzedfromtheaspectsof

equipmentstructureandsignalflow.

Keywords：VRB-53D;DVOR;modulationdignal;Dopplereffect;lobepattern

导航设备现状1

无线电导航作为现代航空的基石之一，即利用各种机载设备通过处理携带导航参数的无线

电波来定位航空器。地基无线电导航作为传统的导航手段，按照所测集合参量可以分为测角、

测距、测距和差系统。

多普勒甚高频全向信标（DVOR）是近年来民航应用最广泛的近程无线电测角导航系统，

部署基本与主要航线航路点一致。目前，国内主流的DVOR设备主要由INDRA、ALCATEL

以及THALES等厂家生产，基本原理大体相同。本文从DVOR信号结构和生成过程入手，对

INDRA的必威体育精装版型号VRB-53D设备结构及信号流程进行分析，并与其他型号DVOR产品进行

优劣对比。

多普勒效应原理2

物体辐射的波长因为发射方和接收方的相对运动而产生变化。接收的频率与发射信号的原

始频率的差值称作多普勒频移。实际应用中，发射天线与接收天线未必是在一维直线上进行相

对运动，更多的是进行二维平面中的相对运动。这需要根据二者的实际运动轨迹，进行速度的

矢量分解，取所需要的二者一维连线上的相对速度。如果接收方固定，发射方运动，那么二者

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的相对速度可以用[Vd=Vcosα]表示（[α]是速度矢量与二者连线的夹角），由此产生一个多普

勒频移：

[fd=Vdcft=Vcosαcft];;;;;;;;;;;;（1）

多普勒甚高频全向信标的核心是利用多普勒效应，产生一个天线不同方位对应数值不同的

频移值，由机载设备解出相关的方位信息。

调制信号的产生3

多普勒甚高频全向信标台通过模拟旋转边带天线产生可变相位信号。假设机载接收机静

止，由于飞机到边带天线的距离远远大于边带圆周的半径，而飞机的高度又远远大于天线的架

高，则二者连线近似平行于飞机与DVOR地面站圆心的连线。如果以磁北的方向为