فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول : معرفی سامانه ناوبری CVOR و DVOR و شرح اصول عملکرد آنها 2
1-1- تعاریف و معرفی واژهها 22
1-2- ماموریت و عملکرد سامانه VOR. 23
1-3- کاربردهای ناوبری سامانه VOR. 23
1-4- تشریح اصول عملکرد سامانه CVOR. 24
1-4-2- ساختار و عملکرد ایستگاه زمینی CVOR. 25
1-4-3- پترن افقی فرستنده CVOR. 27
1-4-4- نحوه چرخش پترن آنتن باندکناری و ایجاد پترن قلبی شکل. 28
1-4-5- دیاگرام فرستنده و سیگنال ارسالی.. 31
1-4-6- روابط سیگنال ارسالی CVOR. 33
1-5- تشریح اصول عملکرد DVOR. 35
1-5-2- ساختار و عملکرد ایستگاه زمینی DVOR. 35
1-5-3- پترن افقی فرستنده DVOR. 38
1-5-4- نحوه چرخش الکتریکی آنتن‌های باندکناری.. 38
1-5-5- بلوک دیاگرام فرستنده DVOR. 38
1-5-6- روابط سیگنال ارسالی DVOR. 39
1-5-7- طیف فرکانسی سیگنال دریافتی سامانه DVOR. 40
1-6- ناحیه مخروطی سکوت سیگنال VOR. 42
1-7- رابطه اختلاف فاز دو سیگنال 30 هرتز و موقعیت هواپیما در سامانه VOR. 42
1-8- مشخصات سايت زمینی VOR و اطراف آن. 43
عنوان صفحه
1-9-2- عملیات پردازشی در گیرنده 44
1-9-3- سیگنال دریافتی در ورودی گیرنده 45
1-10- تعیین مشخصات سیگنالی لینک مخابراتی ایستگاه زمینی.. 45
1-12- پارامترهای سامانه ناوبری VOR. 47
فصل دوم : بررسی تحقیقات انجام شده در خصوص CVOR و DVOR. 51
2-1- خطای زاویه CVOR و DVOR در شرایط N منعکس‌کننده 54
2-1-1- الگوریتم پردازشی سیگنال CVOR. 54
2-1-2- الگوریتم پردازشی سیگنال DVOR. 56
2-2- شبیه‌سازی خطای زاویه‌سنجی.. 61
فصـل سوم : بررسي و شبيه‌سازي کانالهاي مخابراتی هوايي.. 62
3-2- مدل کانال چندمسيري براي لينکهاي هوايي.. 65
3-3- مدل آماري کانالهاي زمین به هوا در باند VHF. 70
3-3-1- سناريو پرواز در مسير. 73
3-3-2- سناريوهاي ورود و برخاست هواپيما 75
3-4- تجمیع پارامترهای کانال در سناریوهای مختلف برای شبیه‌سازی.. 79
3-5- روش انتخاب پارامترهای اتفاقی کانال برای سیستم پردازشی.. 80
عنوان صفحه
3-6- شبيه‌سازي مدلهاي آماري پوش سيگنال دريافتي در کانالهاي زمین به هوا 81
فصل چهارم : بررسی و شبیه‌سازی اثرات چندمسیری بر عملکرد سامانه ناوبری CVOR و DVOR 84
4-1- ارائه پارامترهای گیرنده و کانال و شبیه‌سازی آن. 85
4-2- روابط سیگنال دریافتی تحت تاثیر کانال. 92
4-3- محاسبه محدوده داینامیکی گیرنده 94
4-4- آشکارسازی توان سیگنال دریافتی.. 95
4-5- تعیین خطای سامانه ناوبری تنها در حضور نویز و بدون سیگنال چندمسیری.. 98
4-6- تجمیع شرایط و پارامترهای در نظر گرفته شده و انتخاب سناریو. 101
4-7- ارائه نتایج شبیه‌سازی.. 102
4-8- جمع‌بندی و نتیجه‌گیری.. 115
فصل پنجم : نتیجه‌گیری و پیشنهادات.. 117
پیوست 1 : تشریح جزئی اصول عملکردی آنتن Alford loop. 123
پیوست دو : فرکانس کانال‌های ارسالی و دریافتی سامانه VOR و LOC. 125
پیوست چهار : فیدینگ رایلی و رایس… 127
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 1-1- پارامترهای عمومی سیستم ]6[ 47
جدول 1-2- پارامترهای فرستنده ]6[ 48
جدول 1-3- پارامترهای مانیتور ]6[ 49
جدول 1-4- پارامترهای سیستمی آنتن ]6[ 49
جدول 2-1- شبیه‌سازی نتایج حاصل از مقاله با مقادیر واقعی………………………………42
جدول 3-1- متوسط rms گسترش تأخير اندازه‌گيري شده در زواياي عمودي [16] 68
جدول 3-2- متوسط تعداد مؤلفه‌هاي چند مسيري را براي هر زاويه عمودي [17] 69
جدول 3-3- پارامترهاي کانال راديويي زمین به هوا در کليه سناريوهاي پروازی [13] 80
جدول 4-1- نتایج شبیه‌سازی سامانه CVOR برای ثابت رایس برابر dB 6 و dB 15 در شرایط ارتفاع هواپیما برابر 10 کیلومتر، زاویه عمودی 10 درجه، موقعیت هواپیما در زاویه سمت برابر 195 درجه (اختلاف فاز 15 درجه) و با در نظر گرفتن 9 انعکاس دهنده در زوایای 5/22 ، 5/67 ، 5/112 ، 5/157 ، 180 ، 5/202 ، 5/247 ، 5/292 ، 5/337 در فاصله 10 کیلومتر از هواپیما ……………………………………………………………………………………. 88
جدول 4-2- نتایج شبیه‌سازی سامانه CVOR برای ثابت رایس برابر dB 6 و dB 15 در شرایط ارتفاع هواپیما برابر 10 کیلومتر، زاویه عمودی 10 درجه، موقعیت هواپیما در زاویه سمت برابر225 درجه (اختلاف فاز 45 درجه) و با در نظر گرفتن 9 انعکاس دهنده در زوایای 5/22 ، 5/67 ، 5/112 ، 5/157 ، 180 ، 5/202 ، 5/247 ، 5/292 ، 5/337 در فاصله 10 کیلومتر از هواپیما 107
جدول 4-4- نتایج شبیه‌سازی سامانه CVOR برای ثابت رایس برابر dB 6 و dB 15 در شرایط ارتفاع هواپیما برابر 10 کیلومتر، زاویه عمودی 10 درجه، موقعیت هواپیما در زاویه سمت برابر 315 درجه (اختلاف فاز 135 درجه) و با در نظر گرفتن 9 انعکاس دهنده در زوایای 5/22 ، 5/67 ، 5/112 ، 5/157 ، 180 ، 5/202 ، 5/247 ، 5/292 ، 5/337 در فاصله 10 کیلومتر از هواپیما 108
جدول 4-5- نتایج شبیه‌سازی سامانه CVOR برای ثابت رایس برابر dB 6 و dB 15 در شرایط ارتفاع هواپیما برابر 10 کیلومتر، زاویه عمودی 10 درجه، موقعیت هواپیما در زاویه سمت برابر 345 درجه (اختلاف فاز 165 درجه) و با در نظر گرفتن 9 انعکاس دهنده در زوایای 5/22 ، 5/67 ، 5/112 ، 5/157 ، 180 ، 5/202 ، 5/247 ، 5/292 ، 5/337 در فاصله 10 کیلومتر از هواپیما 109
عنوان صفحه
جدول 4-11- نتایج شبیه‌سازی سامانه DVOR برای ثابت رایس برابر dB 6 و dB 15 در شرایط ارتفاع هواپیما برابر 10 کیلومتر، زاویه عمودی 10 درجه، موقعیت هواپیما در زاویه سمت برابر 270 درجه (اختلاف فاز 90 درجه) و با در نظر گرفتن 9 انعکاس دهنده در زوایای 5/22 ، 5/67 ، 5/112 ، 5/157 ، 180 ، 5/202 ، 5/247 ، 5/292 ، 5/337 در فاصله 10 کیلومتر از هواپیما 112
عنوان صفحه
فهرست شکلها و تصاویر
عنوان صفحه
شکل 1-1- زاویه bearing و فاصله شعاعی.. 23
شکل 1-2- استخراج موقعیت از دو ایستگاه VOR ]2[ 24
شکل1-3- آنتن CVOR از نوع حلقه آلفورد ]1[ 27
شکل 1-4- ساختار داخلی آنتن باندکناری و نحوه‌ی ایجاد چرخش الکتریکی ]1[ 27
شكل1-6- الگوي تشعشعي چهار آنتن باند کناری ]2[ 28
شکل 1-7- مکان المان‌های آنتن باند کناری.. 29
شکل 1-8- فاز و پترن آنتن باندکناری.. 30
شکل 1-10- موقعیت آنتن‌های سامانه CVOR. 30
شکل 1-11- نحوه چرخش الگوي قلبی شکل ]3[ 31
شکل 1-12- اثر چرخش پترن قلبی شکل در فضا 31
شكل1-13- بلوك دياگرام سيگنال 30 هرتز مرجع. 31
شكل 1-14- بلوك دياگرام سيگنال 30 هرتز با فاز متغیر. 32
شكل1-15- شکل سيگنال ارسالی با مدولاسیون فرکانس ]4[ 34
شكل1-16- مجموع سيگنال آنتن کریر و sideband در فضا ]4[ 34
شکل 1-17- طیف فرکانسی CVOR ]2[ 35
شکل 1-19- نحوه‌ی ارسال سیگنال درآنتن DVOR ]2[ 37
شکل 1-20- فرکانس داپلر ناشی از چرخش الکتریکی آنتن.. 38
شكل 1-21- بلوك دياگرام قسمت کریر فرستنده 39
شكل1-22- بلوك دياگرام قسمت باند کناری فرستنده 39
شکل 1-23- طيف فركانسي فرستنده DVOR ]2[ 40
شکل 1-24- آنتن مانیتور چک عملکرد فرستنده DVOR ]5[ ……………………………..22
شکل 1-25- یک شکاف مخروطی شکل وارونه ]5[ 42
شکل 1-26- اختلاف فاز سیگنال مرجع با سیگنال فاز متغیر ]4[ 43
عنوان صفحه
شکل1-27- بلوك دياگرام گيرنده VOR ]2[ 45
شکل 1-28- ناحیه دید مستقیم بر حسب ارتفاع و فاصله هواپیما 47
شکل 3-1- بلوک دیاگرام سامانه رادیویی ]15[ 65
شکل 3-2- تعداد متوسط مؤلفه‌هاي سيگنال براي 16 ناحيه تأخير [17] 69
شکل 3-3- مدل کانال دو مسیری برای سناریو پرواز در مسیر ]13[ 73
شکل 3-4- سناریو پرواز در مسیر و سیگنال منعکس‌شده ]13[ 73
شکل 3-5- طیف توان داپلر غیر همه جهته ]13[ 74
شکل 3-6- طيف توان داپلر و طيف توان تأخير براي سناريوهاي پرواز در طول مسير [13] 75
شکل 3-7- انتشار چندمسیری برای سناریو ورود و برخاست ]13[ 76
شکل 3-8- طيف توان داپلر و طيف توان تأخير براي سناريو ورود [13] 77
شکل 3-9- چندمسیری ناشی از سناریو تاکسی ]13[ 78
شکل 3-10- طيف توان داپلر و طيف توان تأخير براي سناريو تاکسي [13] 78
شکل 3-11- انتشار چندمسیری برای سناریو پارکینگ ]13[ 79
شکل 3-12- طيف توان داپلر و طيف توان تأخير براي سناريو پارکينگ [27] 79
شکل 4-1- پترن گیرنده سامانه VOR. 88
شکل 4-2- مدل شبیه‌سازی سیستمی برای سیگنال دریافتی در خروجی گیرنده 88
شکل 4-3- پترن عمودی آنتن فرستنده زمینی.. 88
شکل 4-4- بلوک دیاگرام گیرنده VOR. 89
شکل 4-5- طیف فرکانسی خروجی آشکارساز دامنه بدون حضور سیگنال چندمسیری و نویز. 89
شکل 4-6- جداسازی سیگنال 30 هرتز مرجع بدون حضور سیگنال چندمسیری و نویز. 90
شکل 4-7- جداسازی سیگنال 9960 هرتز FM بدون حضور سیگنال چندمسیری و نویز. 90
شکل 4-9- دو سیگنال 30 هرتز در ورودی مقایسه کننده فاز بدون حضور نویز. 91
عنوان صفحه
شکل 4-11- سناریو در نظر گرفته شده برای محاسبه توان دریافتی بر حسب فاصله……………75
شکل 4-12- (شکل بالا) توان دریافتی مسیر مستقیم و مسیرهای انعکاسی با تاخیرهای متفاوت بر حسب فاصله در شرایط فاصله مانع از گیرنده و فرستنده مطابق شکل (4-10) و ارتفاع هواپیما برابر 10 کیلومتر و سطح مقطع مانع از دید آنتن فرستنده و گیرنده برابر 500 500 مترمربع و (شکل پائین) توان دریافتی مسیر مستقیم و مسیرهای انعکاسی با تاخیرهای متفاوت بر حسب زاویه عمودی مسیر در شرایط فاصله مانع از گیرنده و فرستنده مطابق شکل (4-10) 95
شکل 4-21- سناریو درنظر گرفته شده برای محاسبه خطای زاوسه‌سنجی بر حسب SNR. 100
عنوان صفحه
شکل 4-23- خطای زاویه سمت بر حسب SNR در سمت برابر 315 درجه با در نظر گرفتن سیگنال چندمسیری مطابق شکل (4-21) ……………………………………………….. 82
شکل 4-25- سیگنال ورودی مقایسه کننده فاز در سامانه DVOR برای ثابت رایس dB 20 و dB 15 و dB 6 104
شکل 4-26- سیگنال ورودی مقایسه کننده فاز در سامانه CVOR برای ثابت رایس dB 20 و dB 15 و dB 6 104
شکل 4-27- سناریو در نظر گرفته شده برای سامانه CVOR و میانگین خطای زاویه‌سنجی بر حسب درجه 105
شکل 4-28- سناریو در نظر گرفته شده برای سامانه DVOR و میانگین خطای زاویه‌سنجی بر حسب درجه 106
