Záložní Radiolokacní Stanoviště: Princip Fungování

V letecké dopravě se již téměř od počátků využívaly vlastnosti elektromagnetických vln.

NDB (Non-Directional Beacon) - Nesměrový Radiomaják

Jsou nejstarší, ale stále používané navigační prostředky.

Tyto radiomajáky vysílají v pásmu dlouhých až středních vln (200 kHz - 1700 kHz).

Jejich vysílání a funkce je velmi jednoduchá: na příslušném kmitočtu se vysílá nosná vlna, která je v daném časovém intervalu jen přerušována telegrafickou identifikací. Tato identifikace bývá realizována nejčastěji frekvenční změnou.

Pokud se tedy naladíte přijímačem v režimu CW na frekvenci NDB majáku, uslyšíte invertovanou telegrafii.

Čtěte také: Hůrky: radiotechnika

Principem funkce NDB majáku je tedy obyčejné zaměření signálu.

Posádka na palubě letadla měla k dispozici zaměřovací přijímač se smyčkovou anténou a člen posádky (navigátor) zaměřil směr signálu majáku a po definované vzdálenosti provedl zaměření znovu. Průsečíkem obou směrů byl azimut k NDB a jeho přibližná vzdálenost.

Nevýhodou této navigace byla právě nutnost používání triangulace, protože obyčejné jedno zaměření signálu neposkytnulo zásadní otázku a tou bylo, zda se letadlo k majáku blíží nebo se od něj vzdaluje.

V moderní přístrojové výbavě byl tento speciální přijímač nahrazen zařízením ADF (Automatic Direction Finder), které nemá na palubě otočnou anténu, ale zpracovává signál z několika pevných směrových antén. Výsledek je ovšem stejný.

VOR (VHF Omnidirectional Range) - Všesměrový VKV Radiomaják

V první polovině 20. století byl již teoreticky zpracován a v praxi již v padesátých letech vyzkoušen pozemní radiomaják, který pracoval v pásmu VKV, které není tolik ovlivňováno podmínkami šíření dlouhých vln a není rušeno středovlnným rozhlasovým pásmem.

Čtěte také: Vývoj radiolokace: Pištín

Nový typ majáku měl jednak vyřešit problémy s rušením, s přesností navigace, ale také celý princip zaměření měl zjednodušit, aby nebylo nutné na palubách letadel budovat speciální zaměřovací antény a přijímače.

Vznikl tak nový typ radionavigačního zařízení s označením VOR.

Majáky VOR pracují v pásmu 108 - 118 MHz (v rastru 50 kHz) a vysílají současně několik signálů tak, aby na přijímací straně bylo možné použít jen obyčejnou nesměrovou anténu a přesto bylo možné zjistit, v jakém azimutu se maják nachází.

VOR má interní anténní soustavu složenou z řady vysílacích zářičů umístěných do kruhu.

Do těchto jednotlivých zářičů se velmi rychle přepíná signál tak, že soustava na venek vytváří otáčející se vf pole. Je to pro ilustraci podobný efekt, jako když se na pobřeží otáčí světlo námořního majáku.

Čtěte také: Současný stav Radiolokačního Stanoviště Kopec Praha

Toto pole se otočí kolem dokola 30x za vteřinu a vysílané vf pole má (v půdorysu) tvar kardioidy.

Na přijímací straně vzniká tak amplitudová modulace 30 Hz s proměnnou fází signálu tím, jak se signál vzdaluje a přibližuje ke směru, ve kterém se nachází přijímací anténa.

Maják VOR vysílá dále dvě pomocné nosné vlny o 10 kHz výše a 10 kHz níže od hlavní nosné frekvence. Ty jsou modulovány frekvenčně taktéž 30 Hz, ale s neproměnnou fází.

Na přijímací straně tedy dostáváme dva signály: na základní nosné amplitudovou modulaci 30 Hz a o 10 kHz výše i níže totéž modulované frekvenčně 30 Hz.

Když porovnáme oba 30 Hz signály v kvalitním diskriminátoru, zjistíme, že odchylka fází obou demodulovaných signálů odpovídá lineárně směru, v jakém se nachází přijímací anténa od vysílače.

Laicky řečeno - pomocný signál určuje, kdy je vysíláno do antény, která směřuje na sever. Kdybychom měli přijímač přesně na sever od majáku, nenaměříme mezi fází pomocného a základního signálu žádný rozdíl.

Jelikož je pro samotnou navigaci využíváno jen velmi úzké frekvenční pásmo, může radiomaják VOR vysílat také svoji identifikaci pomocí telegrafních značek o frekvenci 1kHz.

V některých případech je navíc (pokud se jedná o letištní přibližovací VOR) vysíláno i aktuální místní počasí ATIS.

Ani vysílání VOR majáků ovšem není bez omezení. V určité vzdálenosti od VORu, není jeho navigace přesná.

Jedná se situaci, kdy se letadlo dostane přímo nad radiomaják, kde má otáčející se vf pole nezaručené parametry, to je dáno vysílacími charakteristikami antén majáku. Zde se tedy nachází tzv. „pásmo nespolehlivé indikace“.

V určité vzdálenosti od samotného VORu je posádce indikováno, že je tento maják nepoužitelný. Po přeletu nad majákem se opět začne jeho signál používat, změní se ovšem smysl letu vůči němu.

DVOR (Doppler VOR)

DVOR je ve svém principu stejný jako klasický VOR radiomaják. Vysílání je podobné, dokonce i přijímače klasického VOR majáku dokáží zpracovat jeho signál.

Liší se ovšem strukturou vysílaného signálu. Klasické VOR majáky jsou náchylné na rušení resp. zkreslení signálu například blízko umístěných předmětů v okolí majáku. Ty způsobují odrazy signálu a nepřesnosti v určení směru.

Hlavní z nich je tzv. Dopplerův efekt, tj. změna námi sledovaného kmitočtu, pokud vysílač (nebo samotné pole) mění rychle svou polohu vůči nám.

Budeme-li tedy sledovat změnu frekvence hlavní nosné, zjistíme, že kolísá +-30Hz protože se pole v této rychlosti od nás vzdaluje a zase přibližuje tím, jak se otáčí.

Pomocná nosná je tvořena tak, že je vysíláno současně do protilehlých zářičů signály s opačným postranním pásmem (+ a -10kHz) a tím vznikne vlastně pomocná nosná 10 kHz modulovaná 30Hz s proměnnou fází.

Pseudo-informaci o tom, do jaké antény je vysíláno, tedy neudává amplituda hlavního signálu, ale fáze referenční 10 kHz nosné.

Hlavní signál je navíc modulován amplitudově 30 Hz a tím vznikne referenční signál pro VOR přijímač.

Znamená to tedy, že je smysl AM a FM signálů fakticky zaměněn. Jakýkoliv obyčejný VOR přijímač by tedy ukazoval zápornou odchylku fáze (směr sever by ukazoval na jihu a opačně).

Proto je AM signál hlavní nosné posunut o 180° a tím vznikne vlastně korektní VOR signál.

DME (Distance Measuring Equipment) - Zařízení pro Měření Vzdálenosti

DME je dálkoměrné zařízení, které slouží jako doplněk k měření vzdálenosti od radiomajáků VOR, (DVOR) nebo při přistávání na letišti pro přesné měření vzdálenosti od dráhy (bodu dosedu na dráhu).

Existují ale i ve verzi jako úplně samostatná traťová zařízení, vůči kterým se definují vzdálenosti virtuálních navigačních (hlásných) bodů.

Zařízení DME pracuje ve frekvenčním pásmu 962 - 1213 MHz a používá vždy dvě frekvence - dotazovací a odpovídací.

Dálkoměr pracuje na principu „dotaz - odpověď“.

Palubní navigační systém letadla vyšle na dotazovací frekvenci DME sérii různě časově vzdálených dvoj-impulzů. Zařízení DME je zachytí a odešle na odpovídací frekvenci zpět.

Mezitím na palubě letadla měří počítač čas než dorazí odpověď ze země. Z tohoto časového zpoždění se dá velmi snadno vypočítat šikmá vzdálenost mezi letadlem a DME a z ní samozřejmě pomocí Pythagorase i vzdálenost přímá.

Zpoždění času by bylo ovšem opět velmi složitě měřitelné, jestliže by se letadlo přiblížilo k DME. Proto dálkoměr odpověď zpožďuje o 50 µsec, než ji odešle zpět.

DME, jako každé radiotechnické letecké zařízení má kontrolované parametry, pokud by ale nebylo nikde v okolí letadlo, které by se dotazovalo na vzdálenost, dálkoměr by nevysílal.

Proto zařízení DME „simuluje“ dotazy od letadel a určitých periodách vysílá neustále odpovědi, aby bylo možné kontrolovat vysílač (výkon, stabilita, přesnost apod.).

Pokud je naopak „zatížení“ DME větší, jsou primárně obsluhovány dotazy ze skutečných letadel a počet testovacích odpovědí se snižuje.

Zařízení DME vysílá jednou za čas, stejně jako majáky VOR, telegrafickou identifikaci pomocí přesně definovaných sad pulzů. Tato identifikace odpovídá značce VOR, se kterým je zařízení DME svázáno.

V případě, že pracuje DME jako samostatné traťové zařízení, je v identifikováno v mapách VHF kmitočtem stejně, jako kdyby u něj byl maják VOR, v pásmu VKV ovšem nic nevysílá.

Kmitočty DME se dělí do číselných kanálů s indexem X (mezery mezi dotazovacími dvoj-impulzy 12 µsec) či Y (mezery mezi dotazovacími dvoj-impulzy 30 µsec).

TACAN (Tactical Air Navigation)

Jedná se vojenskou verzi VOR radiomajáku. Toto zařízení již vysílá v pásmu okolo 1GHz jen jako DME.

Ovšem oproti klasickému DME, vysílá neustále série speciálně modulovaných impulsů (3600 pulsů za vteřinu) tak, že obsahem vyslání jsou nejen odpovědi na dotazy palubních dálkoměrů letadel, ale také se zde objevuje identifikace a další důležité informace zakódované do přesně definovaných kombinací impulsů.

Princip vysílání tohoto zařízení je ovšem stejný jako u VOR tzn. elektromagnetické pole se otáčí kolem osy antény a to 15x za vteřinu. Impulsy tedy vytváří 15Hz modulaci.

tags: #zalozni #radiolokacni #stanoviste #princip #fungovani

Oblíbené příspěvky:

• Ekologické postupy pro čistou vodu v bazénu
• Návod na mýdlový sliz
• Uctění památky s ohledem na přírodu
• Ohrožené děti a možnosti pomoci
• Šetrné vytápění