浅谈多普勒全向信标识别信号

谭轩磊

摘要：多普勒全向信标是国际民航组织确定的标准进近及航路导航设备。本文主要概述DVOR VRB-52D型多普勒全向信标设备基本原理，识别码概念，如何产生识别码并通过天线发射以及如何按照识别码批复要求调整识别信号。

【关键词】全向信标 DVOR 识别码 测距仪 信号源

一、全向信标介绍

全向信标是民用航空飞行中现行应用最为广泛的地面导航设备之一，是由20世纪初期美国的“旋转信标”发展而来的，国际民航组织于1949年将其纳入国际标准进近导航系统，而多普勒全向信标是其中一种较高精度的近程相位测角导航系统。

多普勒全向信标（DVOR）是常规全向信标的进一步发展，利用多普勒效应及宽孔径天线系统得出更为精密的方位角信号，其使用的甚高频频段为108.00-117.975MHz，频道间隔为0.05MHz。多普勒全向信标信号辐射方式为直达波的传输方式，极化方式为水平极化。自20世纪90年代初中国民航引入VRB系列多普勒全向信标以来，先后更新开发了VRB-51D，52D，53D系列。襄阳机场目前采用澳大利亚AWA 公司生产的DVOR VRB-52D型全向信标，以航路台站进行建设，辐射功率为100W，作用距离为200海里，而终端台站设备的辐射功率为50W，作用距离为25海里。自襄阳机场全向信标设备投入使用以来，运行稳定可靠。

全向信标系统分为“地面”和“机载”两部分，地面通过49根天线组成的天线系统辐射出基准相位信号（30HzAM信号）和可变相位信号（30HzFM信号），其中基准相位信号由信号反射网中间的载波天线辐射，其相位在360度方位上是相同的，与磁北方向重合；可变相位信号由其余48根边带天线，按一定的时序发射上、下边带信号通过空间调制形成的，它的相位和方位密切相关，所在方位不同，其相位也不同。而机载部分通过接收基准相位信号及可变相位信号，解调并对比基准及边带信号相位差，从而得到此时飞行器相对应磁北的方位角，再通过磁偏角进行计算，可得出飞行器相对于全向信标台站的方位角，从而进行对飞行器的引导。而识别码则是通过地面部分，由设备产生，并调制于基准相位信号中进行发射，从而使飞行器对所接受信号进行识别功能。

二、全向信标设备识别信号简介及产生

在航路上及终端区布置的每一个全向信标台都有自己的台站识别码，机载设备配有相应的Morse码译码器，飞行器通过接收全向信标所辐射的信号，机载译码器解调得到所接收信号发射设备的识别信号，飞机驾驶员再对比所接收的识别码从而得知所接收信号是否为所需台站所发出。

一个全向信标台的台站识别信号一般为本地地名的2—3个英语字母缩写的Morse电报码（例：襄阳DVOR识别码为DXY）。而识别码的编码工作就是由全向信标设备中RPG（基准相位信号产生器）组件完成，然后将此识别码送至CMP（载波调制及保护电路）组件控制1020Hz的连续音频，从而得到键控的1020Hz音频信号，该键控的1020Hz音频作为调制信号的一部分与30Hz正弦信号及语音信号共同进行调制，产生调幅信号，输送至CGD（载波产生和驱动器）组件对载波进行调幅，得到带有30Hz基准相位、识别码及语音信号的载波信号，后续输送至CPA（载波功率放大器）组件将载波功率进行放大，通过CDC（载波定向耦合器）、低通滤波器及中心天线将带有识别信号、30Hz基准信号及语音信号辐射出去。

三、全向信标识别码产生及调整

在第二部分已经提及，全向信标识别码的编码工作是由RPG组件中的中间部分电路完成，在建设台站及投产校验过程中，根据局方的批复文件对RPG组件中电位器进行调整，即将识别码编码调整成本场DVOR批复识别码，例，襄阳识别码DXY（此三字母编码为：D─·· X─··─ Y─·──）。

当全向信标和测距仪（DME）布置在一个台站时，DVOR和DME按照3:1的比例进行打码，对于两台设备的打码方式，即可以选择“独立”打码，也可以选择“联合”打码。当选择“独立”打码时，两部设备各自产生并辐射识别码，两者互不影响；当选择“联合”打码时，可选择是由DVOR或者DME产生识别码，一旦选择了某一设备为信标对的公共识别信号源，则此设备在一定时间内产生的Morse识别码（在30s内一般产生4次识别码）按一定的比例（DVOR:DME=3:1）分送到这两个设备进行辐射。

当选择DVOR产生的识别码作为台站的公共识别信号源时，DVOE产生识别码通过RPG组件中TB3:13脚将识别码送至DME。而DME设备自身也会产生识别码，固其自身在识别码选择中也有相关顺序，即，合装设备输送识别码>自身产生识别码。因目前DVOR和DME合装时，一般选用“联合”打码，且通常会选择DVOR产生的识别码作为台站的公共识别信号源，故通常在DME安装调试中会存在DME识别码未调试的情况。此情况下，若DVOR的RPG组件故障或DVOR所产生识别码不能分送至DME时，DME会使用自身所产生的识别码，因DME识别码未调试，故DME此时会自动发出工厂预先设备的识别码“LDB”。当DVOR辐射识别码正常，而DME辐射出识别码为“LDB”时我们则需考虑为何DVOR所产生的识别码不能分送至DME，可重点检查RPG组件中TB3模块，并将DME识别码调至台站所批复的识别码。

当选择DME产生的识别码作为台站的公共识别信号源时，当DME识别码产生器正常时，应和DVOR一样，每隔7.5s产生一次完整的识别码，以确保30s内产生4次完整的识别码，前3次送至DVOR的RPG组件，作为DVOR的识别信号，按第二部分提及的信号流程分别输送至CMP及载波通道剩余组件，用以完成识别信号与30Hz基准相位信号和语音信号调制、放大及辐射等工作。剩余1次由DME辐射。若此时DME所产生的识别码输送至DVOR因故消失23s及以上，为了不影响DVOR辐射识别码，DVOR便转而辐射自己产生的识别码，每30s辐射3次，而DME继续辐射由DME自已产生的识别码，每30s辐射1次。

四、结论

DVOR是航空器在航路飞行及进近时重要的导航设备，此设备为航空器提供了重要的导航信息及方位指导。本文概括AWA 公司生产的VRB-52D型全向信标基本工作原理，识别码产生原理及信号流程，与DME合装时识别码分配方式及识别码故障时可判断方式等，因本场DVOR识别码曾故障过，故总结其信号流程，产生原理及分配方式供给大家参考。

参考文献：

[1]王刚 周凯.浅析多普勒全向信标的基本原理[J].科技信息，2014（12）