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摘要：DVOR作为一种高精度的相位测向近程导航系统，对信号的准确度和可靠性要求很高。本文结合数学模型对DVOR多个重要信号的形成进行了推导，从而深入的理解DVOR信号形成原理，对实际工作、校飞等信号的调整、设备的研发或维护具有重要意义。
关键词：DVOR4000；测向；相位信号
1引言
DVOR（Doppler VHF Omni-directional Range）即多普勒甚高頻全向信标，是一种高精度的非自主式相位测向近程导航系统，是目前民用航空主用的陆基测向导航系统。早在1947年国际民航组织（ICAO）将VOR定为标准的测向导航系统。它工作在甚高频频段108-117.95MHz，频道间隔是0.05MHZ，共有200个频道。在实际工作中的使用对频率的使用也有着细致的划分，ICAO附件10航空电信VOR部分对频率的使用设计等都有详细的说明。在实际的应用中，DVOR设备不仅可以让飞机获得实时的方位信息，还可以获得向/背指示信息，还有是相对于台站位置左/右偏移的指示。DVOR4000型设备是意大利泰雷兹公司生产的新一代DVOR，应用技术先进，在国内应用广泛。
2 DVOR全信号的形成
2.1 多普勒效应
多普勒效应即当波源与观察者之间发生相对运动时，观察者接收到的频率与波源的实际频率产生差异的现象，两者的频差就是多普勒频率。我们假设波源做匀速圆周运动的一种情况如图2.1，当接收机R在磁北方向静止不动，波源T以角速度（线速度）做匀速圆周运动，设多普勒频率为。
当接收机R到O的距离远远大于半径r的时候，我们可以近似认为波源的线速度垂直分量vR1就是接收机与波源的相对径向速度，即多普勒频率仅由速度vR1贡献。
（1）从A到B到C点波源作远离接收机的运动：
（公式2-1）
（公式2-2）
（2）从C到D到A点波源作朝向接收机的运动：
（公式2-3）
（公式2-4）
即公式中的速度为波源线速度垂直分量vR1，则当波源做匀速圆周运动时，接收机的多普勒频率：
（公式2-5）
同样可以推得在当接收机在其他任意方向：
（公式2-6）
公式中的包含了接收机的方位角信息这正是DVOR测向中30hz可变相位信号产生的原理依据。
2.2 可变相位信号的形成
可变相位信号的形成正是应用天线做匀速圆周运动的多普勒效应原理。设DVOR中天线同样以角速度，频率f0=30Hz做匀速圆周运动，设天线的馈电为，设飞机在方位上接收信号为，视飞机距离天线的距离远远大于天线做匀速圆周运动的半径。那么飞机接收的多普勒频率即为公式2-6，它包含了飞机所在的方位角信息，我们把叫做30hz可变相位信号。那么可以进一步求得飞机接收信号的相角：
公式（2-7）
不会随着时间的变化而引起相角的变化，可以并将其省略简化公式。继而可以得到飞机在飞机在方位上接收机的信号为e（t）
公式（2-8）
从公式的形式上我们很容易看到，飞机的接收频率随30hz正弦信号的变化而变化。E（t）是一个30hz正弦信号调制的的调频波。这种调频不是在机内实现的，是通过天线做匀速圆周运动的多普勒效应产生的。DVOR4000在30hz可变相位信号的具体实现过程中，不是让天线机械旋转，而是通过在一定半径的圆周上，等距的布置了50根边带天线，通过电路控制天线的导通和截止从而实现天线的模拟旋转。DVOR4000中把天线从1-25分为上边带，26-50分为下边带。同一时刻关于圆心对称的两根天线同时辐射如：1和26，2和27...依次轮流辐射。上下边带馈电分别为：
公式（2-9）
公式（2-10）
那么通过公式2-8，飞机接收到信号分别对应的是两个调频波和。在同一时刻飞机接收到的信号是两者的叠加，结合公式2-8可得：
上下边带同时旋转，飞机接收到的信号实质上是一个被30hz调频的副载波然后再对载波调幅，方位角信息包含在调频波中，调频波的抗干扰能力强，可以有效的保护飞机方位角信息受到干扰。
2.3基准相位信号及全信号的形成
DVOR的可变相位信号得到后，还需要给它提供一个基准相位信号。基准相位信号的形成原理相对简单。用30hz的正弦信号对载波在机内进行调幅，通过边带天线圆周的中心辐射出去。调幅波的表达形式如下：公式（2-12）
其中被称为30hz基准相位信号。基准相位信号在各个方位上相位固定，而可变相位信号相位与圆周方位相应，两个信号在磁北方位同相。当飞机接收到这个信号后，通过比较两个信号的相位差值就可以得到飞机相对于磁北的方位角。
综上，边带天线和中央载波天线同时辐射，飞机在θ方向上接收到的全信号为：
公式（2-13）
中央载波天线除了辐射基准相位信号调幅波以外，还要辐射话音信号g0和识别信号gm。DVOR就这样在空中形成了这样一个全信号波。形成这样的波形还需要满足三个条件：调幅信号有三个频率分量载波频率、上边频、下边频 ；上下边带的信号幅度相等；上边带超前（滞后）载波的相位等于边带滞后（超前）载波的相位。
3总结
本文简单的推导了DVOR全信号的形成过程的数学公式。DVOR测向精度高，DVOR导航台作为空管导航设施主要组成部分，也是空管设施建设重点之一。它的信号形成过程复杂。在实际的研发或实际保障工作中，熟悉DVOR4000的工作原理及其是信号的形成原理具有重要意义。
作者简介：
王会（1991—），性别女，民族（汉族可免），四川遂宁市，职务，职称，学历，研究方向 通信、导航
关键词：DVOR4000；测向；相位信号
1引言
DVOR（Doppler VHF Omni-directional Range）即多普勒甚高頻全向信标，是一种高精度的非自主式相位测向近程导航系统，是目前民用航空主用的陆基测向导航系统。早在1947年国际民航组织（ICAO）将VOR定为标准的测向导航系统。它工作在甚高频频段108-117.95MHz，频道间隔是0.05MHZ，共有200个频道。在实际工作中的使用对频率的使用也有着细致的划分，ICAO附件10航空电信VOR部分对频率的使用设计等都有详细的说明。在实际的应用中，DVOR设备不仅可以让飞机获得实时的方位信息，还可以获得向/背指示信息，还有是相对于台站位置左/右偏移的指示。DVOR4000型设备是意大利泰雷兹公司生产的新一代DVOR，应用技术先进，在国内应用广泛。
2 DVOR全信号的形成
2.1 多普勒效应
多普勒效应即当波源与观察者之间发生相对运动时，观察者接收到的频率与波源的实际频率产生差异的现象，两者的频差就是多普勒频率。我们假设波源做匀速圆周运动的一种情况如图2.1，当接收机R在磁北方向静止不动，波源T以角速度（线速度）做匀速圆周运动，设多普勒频率为。
当接收机R到O的距离远远大于半径r的时候，我们可以近似认为波源的线速度垂直分量vR1就是接收机与波源的相对径向速度，即多普勒频率仅由速度vR1贡献。
（1）从A到B到C点波源作远离接收机的运动：
（公式2-1）
（公式2-2）
（2）从C到D到A点波源作朝向接收机的运动：
（公式2-3）
（公式2-4）
即公式中的速度为波源线速度垂直分量vR1，则当波源做匀速圆周运动时，接收机的多普勒频率：
（公式2-5）
同样可以推得在当接收机在其他任意方向：
（公式2-6）
公式中的包含了接收机的方位角信息这正是DVOR测向中30hz可变相位信号产生的原理依据。
2.2 可变相位信号的形成
可变相位信号的形成正是应用天线做匀速圆周运动的多普勒效应原理。设DVOR中天线同样以角速度，频率f0=30Hz做匀速圆周运动，设天线的馈电为，设飞机在方位上接收信号为，视飞机距离天线的距离远远大于天线做匀速圆周运动的半径。那么飞机接收的多普勒频率即为公式2-6，它包含了飞机所在的方位角信息，我们把叫做30hz可变相位信号。那么可以进一步求得飞机接收信号的相角：
公式（2-7）
不会随着时间的变化而引起相角的变化，可以并将其省略简化公式。继而可以得到飞机在飞机在方位上接收机的信号为e（t）
公式（2-8）
从公式的形式上我们很容易看到，飞机的接收频率随30hz正弦信号的变化而变化。E（t）是一个30hz正弦信号调制的的调频波。这种调频不是在机内实现的，是通过天线做匀速圆周运动的多普勒效应产生的。DVOR4000在30hz可变相位信号的具体实现过程中，不是让天线机械旋转，而是通过在一定半径的圆周上，等距的布置了50根边带天线，通过电路控制天线的导通和截止从而实现天线的模拟旋转。DVOR4000中把天线从1-25分为上边带，26-50分为下边带。同一时刻关于圆心对称的两根天线同时辐射如：1和26，2和27...依次轮流辐射。上下边带馈电分别为：
公式（2-9）
公式（2-10）
那么通过公式2-8，飞机接收到信号分别对应的是两个调频波和。在同一时刻飞机接收到的信号是两者的叠加，结合公式2-8可得：
上下边带同时旋转，飞机接收到的信号实质上是一个被30hz调频的副载波然后再对载波调幅，方位角信息包含在调频波中，调频波的抗干扰能力强，可以有效的保护飞机方位角信息受到干扰。
2.3基准相位信号及全信号的形成
DVOR的可变相位信号得到后，还需要给它提供一个基准相位信号。基准相位信号的形成原理相对简单。用30hz的正弦信号对载波在机内进行调幅，通过边带天线圆周的中心辐射出去。调幅波的表达形式如下：公式（2-12）
其中被称为30hz基准相位信号。基准相位信号在各个方位上相位固定，而可变相位信号相位与圆周方位相应，两个信号在磁北方位同相。当飞机接收到这个信号后，通过比较两个信号的相位差值就可以得到飞机相对于磁北的方位角。
综上，边带天线和中央载波天线同时辐射，飞机在θ方向上接收到的全信号为：
公式（2-13）
中央载波天线除了辐射基准相位信号调幅波以外，还要辐射话音信号g0和识别信号gm。DVOR就这样在空中形成了这样一个全信号波。形成这样的波形还需要满足三个条件：调幅信号有三个频率分量载波频率、上边频、下边频 ；上下边带的信号幅度相等；上边带超前（滞后）载波的相位等于边带滞后（超前）载波的相位。
3总结
本文简单的推导了DVOR全信号的形成过程的数学公式。DVOR测向精度高，DVOR导航台作为空管导航设施主要组成部分，也是空管设施建设重点之一。它的信号形成过程复杂。在实际的研发或实际保障工作中，熟悉DVOR4000的工作原理及其是信号的形成原理具有重要意义。
作者简介：
王会（1991—），性别女，民族（汉族可免），四川遂宁市，职务，职称，学历，研究方向 通信、导航