دانلود تحقیق موقعیت جغرافیایی ایران

پیشگفتار از آن زمانی که انسان پا به عرصه گیتی نهاد و شروع به درنوردیدن کره زمین نمود.

به نوعی مجبور بود بداند که هر لحظه چه موقعیت جغرافیایی دارد وهمچنین بداند که ، به کدام سمت باید برود، پس مسئله ناوبری یک مشکل اساسی برای بشر بوده که دراعصار مختلف انواعی برای آن بوجودآمده، ولی تا امروز هر کدام از آنها مشکلات خاص خود را داشته است.

انسانهای اولیه وقتی که می خواستند به مقصدی مسافرت نمایند برای خود شاخص هایی طبیعی در نظر می گرفتند و جاهایی که این شاخصهای وجود نداشت، توده هایی ازسنگ روی هم جمع می کردند و آن را به عنوان شاخص منظور می نمودند..

اما این شیوه ناوبری برای فاصله های کوتاه مفید بود و علاوه بر این هنگامی که برف روی این توده ها را می پوشاند و یا باران بعضی از آنها را می شست مسافران مقصد خود را گم می کردند.

هنگامی که بشر شروع به پیمودن اقیانوسها نمود دیگر این شیوه کاربر نداشت چون نه عوارض طبیعی وجود داشت ونه جایی که به توان درآن سنگها را روی هم انباشت تنها چیزی که می شد روی آن حساب کرد ستاره ها بودند.

فینقی ها اولین کسانی بودند که علم ناوبری را پایه گذاری کردند آنها در روز از خورشید و در شب از ستاره قطبی پولاریس[1] جهت هدایت کشتی ها در دریا استفاده می کردند.

همچنین با تعیین مسیر حرکت کشتی ها بوسیله علامت گذاری در کنار ساحل وردگیری ومشاهده آنها هدایت انجام می گرفت اما بهر طریق این روش ناوبری نیز خالی از اشکال نبود چرا که فاصله ستاره ها تا زمین آنقدر زیاد بود که به هیچ وجه نمی شد مسافات پیموده شده را اندازه گرفت.

از طرفی فقط در شب های صاف ومهتابی می توانستند از ستاره قطبی و سایر ستارگان جهت تعیین مسیر استفاده نمایند.

هر چند با داشتن بهترین وسایل اندازه گیری ستاره ها می توانند بطور تقریبی بشر را در ناوبری راهنمایی کنند.باری به هر جهت با این روش نمی شد حتی بندرگاهها را نیز پیدا کرد.

در اینجا لازم است تعریفی از ناوبری داشته باشیم ناوبری علمی است که کشتی ها ویا هواپیماها وسایر وسایل متحرک را از یک نقطه مانند مبدا به نقطه دیگری مانند مقصد هدایت می کند با پیدایش و گسترش علم الکترونیک انواع مختلف ناوبری رادیویی بوجود آمد.

هوانوردی در گذشته و در اوایل قرن بیستم میلادی به علت عدم وجود سیستم های کمک ناوبری در روز با دید مستقیم انجام می گرفت وخلبانان راه عبوری خود را از روی نقطه نشان های مشخص در روی زمین از قبیل ریل های راه آهن جاده های زمینی، دریاچه ها و قلعه های مرتفع بدست می آوردند.

در دنیای امروز حمل و نقل هوایی با توجه به افزایش ترافیک هوایی بدون سیستم های کمک ناوبری امری محال و غیرممکن می باشد.

گاهی مشاهده می شود پروازی به علت از کارافتادن یکی از سیستم های ناوبری باطل شده و انجام نگرفته است ...!؟

همه شواهد بیانگر حیاتی بودن سیستم های کمک ناوبری می باشند امروزه شاهدیم که هواپیماهای مدرن مسافتی طولانی طی میکنند در این راه احتیاج به وسایل دقیقتری است که دانشمندان را بر آن داشته تا با اختراع و بهره گیری از سیستم دقیق کامپیوتری تا حدود زیادی احتیاجات هواپیماهای امروزی را مرتفع سازند.

سیستم های جدید وخودکار کار خلبان را تا اندازه ای سهل و آسان می کند ولی هنوز علم ناوبری جهت خلبانان وصنعت هواپیمایی بسیار لازم وکار ساز است.

خلبانان در هنگام شب و تاریکی و یا داخل ابر و بالای ابر به پرواز خود ادامه می دهند تا مسافرین خود را از شهری به شهر دیگر واز کشوری به کشور دیگر برسانند به جز تاریکی وسیاهی خلبان چیز دیگری نمی بیند بنابراین باید امکانات وسایل ودستگاههایی وجود داشته باشند تا پرواز هواپیماها از نقطه ای به نقطه دیگر امکانپذیر گردد.لزوم داشتن یک نظارت کامل بر عملکرد سیستم های ناوبری، جهت رفع عیب های احتمالی، امری ضروری به نظر می رسد.

با پیشرفت علم در زمینه های الکترونیک ومخابرات بعضی از سیستم های تحت مراقبت وکنترل از راه دور و از طریق امواج مخابراتی در آمده اند که به جهت سهولت در هدایت هواپیماها بکار گرفته می شوند.

1-1-تعریف سیستم VOR و کاربردهای آن VOR مخفف کلمه Very High Frequency Omnidirectional Range بوده و فرستنده ای است رادیویی که بر روی زمین نصب شده و بطور اتوماتیک وپیوسته بوسیله ارسال سیگنالهایی در فضا سمت زاویه هواپیمایی را که از این استفاده می کند بر حسب درجه نسبت به شمال مغناطیسی [2] وموقعیت جغرافیایی ایستگاه زمینی مشخص می سازد.

گیرنده هواپیما بادریافت امواج فرستنده VOR وآشکارسازی وآنالیز آن بوسیله انتقال اطلاعات بر روی صفحه نمایشگر مقابل خلبان وی را قادر می سازد که برای سهولت پرواز به سمت [3] یک ایستگاه و یا دور شدن [4] از آن بر روی زاویه ای که نقشه مشخص می کند پرواز نماید.

لذا این سیستم می تواند در خدمت ناوبری و سرویس هوانوردی قرار گیرد.

استفاده از این سرویس مخصوصا در شرایط هوای نامطلوب بسیار حائز اهمیت است ومیتواند عامل مهم واساسی در جلوگیری از گمراهی هواپیما در فضا گردد و همچنین کمک نمایدتا هواپیما با رعایت فواصل لازم و مطمئن از موانع وارتفاعات در مسیر صحیح قرار گرفته و به مقصد نزدیک گردد.

بطور کلی از سیستم VOR در صنعت هواپیمایی جهت ناوبری در شرایط زیر استفاده می گردد.

1)تعیین مسیر در شرایط هوای [5]IMC و پرواز در شرایط IFR [6](پرواز کور): در این حالت مسیر حرکت هواپیما با توجه به موقعیت ارتفاعات تعیین میگردد.

خلبان در مسیری بین دو VOR پرواز کرده تا طی مسافتی از فرستنده اول استفاده کرد ودر فاصله بعدی زاویه را از فرستنده دوم می گیرد یعنی از VOR اول حالت FROM و از VOR دوم حالت TO خواهد داشت.

2)اجرای طرح تقرب: خلبان با استفاده از VOR هواپیما را از مسیر هوایی[7] به سم فرودگاه هدایت می کند.

در حقیقت فرمول یا دستورالعمل حساب شده ای جهت کاستن ارتفاع با توجه به قابلیت هواپیما و فاصله از ایستگاه می باشد تا هنگامیکه هواپیما از ابرها(شرایط IFR) گذشته و باند فرودگاه را در فاصله و ارتفاع مناسب رویت نماید تا خلبان قادر باشد هواپیما را با شیب لازمه بر روی باند هدایت نماید.

3)انصراف از تقرب: گاهی اوقات اتفاق می افتد که خلبان ارتفاع را تا حدممکن کم نموده ولکن فرودگاه در دید او قرار نمی گیرد و یا به دلائلی باند فرودگاه را نمی تواند مورد استفاده قرار دهد، در این وضعیت بسیار بحرانی، خلبان هواپیما را با استفاده از مانوری که قبلا پیش بینی شده سمت لازم را جهت اوج گیری مجددا ودور شدن از فرودگاه بدست می آورد.

4)ایستایی [8] در بعضی از مواقع مراقبت پرواز ناگریز است به منظور فاصله دادن بین پروازها ، هواپیماها را در نقطه ای به اصطلاح متوقف سازد و یا اینکه پس از انصراف از تقرب در محدوده بخصوصی منتظر بگذارد و یا زمانیکه دو هواپیما در طول مسیر فاصله کافی از یکدیگر را نداشته باشند لازم است با تاخیر وتوقف دادن هواپیما در نقطه ای فاصله لازم را ایجاد نماید.

در این حالت خلبان با استفاده از VOR مسیر مربع یا مستطیل شکلی را به مرکز VOR دور می زند.

ابعاد چهار ضلعی فوق بمدت حدود یک و نیم دقیقه پرواز است.

5)خروج هواپیما از فرودگاه و رسیدن به ارتفاع معینی بنام مسیرهای خروجی استاندارد [9]در این حالت هواپیما به محض برخاستن از فرودگاه با استفاده از مسیری که قبلا تعیین گردیده بوسیله VOR در مسیرهای هوایی قرار می گیرد.

6) ورود هواپیما از مسیرهای هوایی به نقطه ابتدای طرح تقرب: در این حالت نیز هواپیما بوسیله VOR از مسیر هوایی استاندارد خارج شده و مبادرت به کم کردن ارتفاع نموده و به فرودگاه نزدیک می شود.

قبل از اختراع VOR از سیستم های ابتدایی دیگری مانند بیکن و LFR در رنج فرکانس پایین کار می کردند، تاثیرات نویز بر روی پخش آنها زیاد بود وحتی در شرایط بدهوا که استفاده از سیستم بیشتر حس می شد استفاده از آن یا اصلا ممکن نبود و یا دارای خطای بسیار زیاد بود.

ایراد دیگری که سیستم های فوق داشتند این بود که اطلاعات زاویه ای به هواپیما نداده وفقط سمت را مشخص می کردند.

سیستم VAR نیز شبیه به بیکن و LFR می کرد به جز آنکه در فرکانس VHF کار می کرد و بنابراین تغییر شرایط جوی سوئی بر عملکرد سیستم فوق نداشت.

بعدها با به خدمت گرفتن سیستم VOR نه تنها اثرات نویز و تغییر شرایط جوی بر کارکرد VOR تاثیر چندانی نداشته بلکه اطلاعات اضافه ای که اطلاعات زاویه ای در تمام جهات این سیستم می دهد باعث شده است که استفاده آن در صنعت هوانوردی روز به روز گسترش یابد.

3-3-ویژگیهای فرستنده V.O.R 1-1-3-3-V.O.R باید طوری طراحی وتنظیم شود تا با استفاده از آن خلبان بوسیله فحه نمایشگری که در مقابل خود دارد زاویه حرکت خود را نسبت به شمال مغناطیسی در جهت عقربه ساعت با قدرت تفکیک 1 درجه تعیین نماید.

2-1-3-3- فرکانس حامل رادیویی حامل رادیوئی سیستم V.O.R بوسیله دو موج ناوبری 30 هرتز مدوله می شود.

یکی از این امواج باید چنان باشد که فازش در تمامز زوایای یک دایره به مرکز فرستنده ثابت (موج مرجع) و موج دیگر نیز فازش در تمام زوایای مختلف یک دایره به مرکز فرستنده متفاوت( موج متغیر ) می باشد.

2-3-3 فرکانس کار فرستنده V.O.R سیستم V.O.R در باند فرکانس 975/111 الی 975/117 مگاهرتز مورد بهره برداری قرار می گیرد بعلاوه رنج فرکانسی 108 الی 975/111 مگاهرتز با اعشاری زوج نیز برای V.O.R هایی که در ترمینال نصب می شوند مورد استفاده قرار می گیرد.

2-2-3-3 درصد تغییرات مجاز فرکانس حامل V.O.R در مناطقی که فاصله کانالها 50 کیلوهرتز در نظر گرفته شده است باید کمتر از 002/0+ درصد باشد.

3-3-3 پلاریزاسیون ودقت پترن 1-3-3-3 پخش امواج V.O.R دارای پلاریزاسیون افقی بوده و جزء پلاریزه عمودی (V.P) پرتو تا حد ممکن باید کوچک باشد.

توجه: در حال حاضر بیان کمی حداکثر اندازه جایز پلاریزاسیون عمودی ممکن نمی باشد.

2-3-3-3- دقت اطلاعات زاویه ای که توسط انتشار با پلاریزاسیون افقی در فاصله تقریبی چهار طول موج (4) برای زاویه عمودی بین صفر تا 40 درجه، 2+ درجه خواهد بود.

4-3-3 پوشش 1-4-3-3- سیستم V.O.R باید اطلاعات زاویه ای مورد نیاز هواپیما ها را به منظور عملکرد رضایت بخش واقعی در سطوح وفواصل لازم عملیاتی تا زاویه عمودی 40 درجه ایجاد کند.

توصیه: قدرت میدان در حداکثر شعاع عملکرد فرستنده V.O.R (حداکثر برد) برای عملکرد رضایت بخش سیستم باید 90کیلو وولت بر متر یا -107 دسی بل بر متر مربع باشد.

5-3-3 مدولاسیون سیگنال های ناوبری 1-5-3-3- فرکانس رادیویی حامل که در هر نقطه از فضا دریافت می شود باید بوسیله دو سیگنال 30 هرتز موسوم به سیگنال های ناوبری-طبق آنچه در زیر گفته شده-مدولاسیون دامنه شود.

1-5-3-3- فرکانس رادیویی حامل که در هر نقطه از فضا دریافت می شود باید بوسیله دو سیگنال 30 هرتز موسوم به سیگنال های ناوبری-طبق آنچه در زیر گفته شده-مدولاسیون دامنه شود.

الف) یک فرکانس واسطه موسوم به فرکانس حامل فرعی (9960 هرتز) با دامه ثابت باید بوسیله فرکانس ناوبری 30 هرتز با نسبت انحراف 15% و درصد دقت 1+% مدولاسیون فرکانس بشود.

1-در V.O.R های قراردادی عنصر30 هرتزی که فرکانس حامل فرعی را مدولاسیون فرکانس می کند دارای فاز ثابت در تمام زوایای مختلف پخش بوده و فاز ثابت نامیده می شود.

2-در D.V.O.R بطور بر عکس فاز عنصر 30 هرتز FM در زوایای متناسبا تغییر کرده بنابراین به آن فاز متغیر می گویند.

ب) عنصر 30هرتزی که روی فرکانس حامل مدولاسیون دامنه می شود.

1-باری V.O.R های قراردادی این عنصر نتیجه چرخش پترن میدان بودکه باعث تغییر فاز آن در زوایای مختلف می باشد.

2-بریا D.V.O.R این عنصر دارای دامنه وفاز ثابت در تمام زوایای پخش بوده و بصورت تمام جهت نتشار می یابد وسیگنال فاز ثابت نامیده میشود.

2-5-3-3-عمق مدولاسیون فرکانس حامل بوسیله فرکانس 9960 هرتز و 30 هرتز مدوله می شود در 5 درجه بالای افق باید 28-32 درصد باشد.

4-5-3-3- درصد تغییرات فرکانس سیگنال 30 هرتز ثابت ومتغیر باید باشد.

5-5-3-3-درصد تغییرات فرکانس سیگنال حامل فرعی(9960 هرتز)بایدباشد.

6-5-3-3-الف)در V.O.R های قراردادی درصد مدولاسیون فرکانس 9960 هرتز نباید از 35% تجاوز کند.

ب) در D.V.O.R درصد مدولاسیون فرکانس 9960 هرتز نباید از 40% تجاوز کند.

7-5-3-3-هنگامی که فاصله فرکانسی کانالها در V.O.R 50کیلوهرتز انتخاب می شود،دامنه هارمونیک فرکانس 9960 هرتز نباید از مقادیری که در جدول زیر داده شده تجازو کند.

6-3-3 صدا و کد مشخصه 1-6-3-3-اگر بخواهیم بوسیله فرستنده V.O.R یک کانال ارتباطی یکطرفه از ایستگاه با هواپیما داشته باشیم، این کانال باید روی همان فرکانس حامل که سیگنال های ناوبری روی آن مدوله می شوند مدوله شود.

2-6-3-3-حداکث در عمق مدولاسیون کانال ارتباطی نباید از 30% بیشتر شود.

3-6-3-3-باند فرکانسی شنیداری مورد استفاده باید بین 300 تا 3000 هرتز باشد.

4-6-3-3- سیستم V.O.R شرایط لازم برای انتقال همزمان یک سیگنال کدمشخصه که معرف محل نصب فرستنده باشد-را بر روی فرکانس رادیویی حامل به منظور ناوبری فراهم می سازد.

5-6-3-3-سیگنال کد مشخصه کد مورسی بین المللی را به کار می گیرد و این کد شامل 2 یا 3 حرف است.

این کد با سرعت تقریبی 7 لغت در دقیقه ارسال می شود و حداقل هر 30 ثانیه تکرار خواهد شد.

فرکانس سیگنال مدوله کننده موج حامل باید 1020 هرتز با درصد تغییرات مجاز هرتز باشد.

2-1-محدودیت هایVOR به هر حال مانند هر سیستم دیگری VOR نیز دارای محدودیت های می باشد که برخی از آنها به قرار زیر هستند.

1)این سیستم در ارتفاع پایین دارای برد کمی می باشد.

زیرا فرکانس حامل این سیستم در رنج VHF بوده و بنابراین انتشار امواج آن در راستای خط دید می باشد و بنابراین برای پوشش دادن یک ناحیه باید در فاصله های تقریبا 100 ناتیکال مایل این سیستم نصب بشود.

2)بدلیل اثر موانع طبیعی ومصنوعی در پخش امواج اینگونه سیستم ها که انعکاسات ناخواسته ای را باعث می شود بنابراین محل نصب VOR باید بادقت انتخاب شود تا حدممکن هموار باشد ولی در بعضی نواحی یافتن چنین محلی مشکل و یا حتی غیرممکن می باشد( مثل مناطق جنگلی و کوهستانی) بنابراین بدلیل عدم یافتن سایتی ایده آل اطلاعات مسیر که سیستم می دهد دچار خمیدگی مسیرنیز متفاوت می باشد که به آن Course Bend و Scalloping , Roughness می گویند.

3)اغتشاش در پخش مخروطی VOR: در ناحیه بالای آنتن VOR منطقه ای فرضی به شکل مخروط وجود دارد که در این منطقه هواپیما هیچ سیگنالی را از VOR نمی تواند دریافت کند و به هر اندازه ارتفاع هواپیما بیشتر باشد مساحت این ناحیه و در نتیجه محدودیت بیشتر می شود.

3-1-اصول مقایسه فاز در دریافت اطلاعات زاویه(شکل 1-1) علائم پروازی درگیرنده یک هواپیما بوسیله نسبت فاز دو سیگنال حاصل می گردد.

فرستنده VOR در باند فرکانس 112-108 فقط با اعشاری زوج مربوط به فرستنده VOR است واعشاری فرد مربوط به سیستم ناوبری ILS می باشد.

نظر به اینکه سیستم های مورد استفاده در صنعت هوانوردی جز سرویسهای با ایمنی بالا محسوب میشود لازم است برابر مقررات طوری ساخته شود وتنظیم گردد که در الات دقیق مشابه در هواپیما تغییرات یکسانی ومطمئنی را سبب گردند.

از این رو سیستم VOR نیز طوری طرح وتنظیم می گردد تا تغییرات زاویه ای برابر در جهت عقربه ساعت از شمال مغناطیسی را درجه به درجه مشخص نماید.

شکل 1-1-اصول مقایسه فاز در پیدا کردن زاویه بمنظور فوق فرکانس حامل فرستنده (108-118MHZ)VOR با دو سیگنال 30 هرتز که سینگالهای ناوبری نامیده میشود بطور جداگانه مدوله و از آنتن VOR در تمام جهات با پلاریزاسیون افقی پخش می گردد.

فاز یکی از دو سیگنال 30 هرتز همواره ثابت بوده و به موقعیت ناظر نسبت به آنتن VOR بستگی ندارد.

از این رو به سیگنال فوق نام سیگنال فاز مرجع اطلاق می گردد.

اما سیگنال دوم که سیگنال فاز متغیر نیز نامیده می شود دارای فاز ثابت نبوده و در نقطه دید(موقعیت ناظر) فاز آن متناسب با انحراف از شمال مغناطیسی متفاوت با فاز سیگنال مرجع می باشد/.

برای ارسال دو سیگنال 30 هرتز مرجع ومتغیر با مشخصات ذکر شده درفضا از دو نوع مدولاسیون استفاده می گردد.

این کار بمنظور ایزوله سازی دو سیگنال 30هرتز انجام میشود به این صورت که برای تولید سیگنال 30 هرتز مرجع از مدولاسیون FM و برای تولید سیگنال متغیر از مدولاسیون AM استفاده می گردد.

ولی با توجه به اینکه مدولاسیون همزمان دو سیگنال فوق به صورت FM,AM بر روی فرکانس موج حامل امکان پذیر نمی باشد از یک سیگنال واسطه بنام حامل فرعی کمک گرفته می شود.

فرکانس سیگنال حامل فرعی برابر 9960 هرتز(10KC) می باشد.

حال باتوجه به مطالب شرح داده شده در پاراگراف بالا وتصویر شکل 2-1که بلاک دیاگرام کل سیستم VOR می باشد به شرح مراحل تولید سیگنال های می پردازیم.

فرکانس موج حامل در قسمت RF OSC تولید شده و به دو شاخه جدا تقسیم می شود.

فرکانس فوق از یک طرف به مدار تولید سینگال 30هرتز مرجع( مدولاتور) واز مسیر دوم به مدار تولید سیگنال متغیر(سایدبند ژنراتور) می رود.

یک اسیلاتور دیگر نیز وظیفه تولید فرکانس های 30هرتز 9960 هرتز و 1020 هرتز را به عهده دارد.

سیگنال خروجی 30هرتز از این اسیلاتور به مدار تولید سیگنال 30هرتز متغیر( سایدبند ژنراتور) و قسمتی از این سیگنال 30 هرتز نیز به همراه فرکانس 9960 هرتز و 1020 هرتز به مدار تولید سیگنال مرجع(مدولاتور) می رود.

شکل 2-1-بلاک دیاگرام عمومی یک فرستنده VOR در مدار مولد باند جانبی فرکانس 30 هرتز ورودی بر روی فرکانس موج حامل با عمق مدولاسیون 30درصد مدولاسیون دامنه می گردد.

این مدولاسیون از نوع حامل حذف شده وباند جانبی شماره 2 و باند جانبی شماره 2 نامیده میشود.

تصویر این دو سینگال در شکل 3-1 ترسیم شده است.

این دو سیگنال با هم 90درجه اختلاف فار داشته وشامل اطلاعات سیگنال متغیر می باشد.

در روابط ریاضی شکل فوق نماینده فرکانس موج حامل و نمایده فرکانس 30هرتز می باشد.

شکل 3-1-شکل موج باندهای جانبی و سیگنال سیگنال الف3-1-سیگنالهای خروجی فرستنده VOR در مدار مدولاتور در مرحله اول باید فرکانس 30 هرتز بر روی فرکانس حامل کمکی(9960 HZ) با درصد انحراف 16% مدولاسیون فرکانس می شود.

بنابراین فرکانس حامل کمکی دارای تغییرات هرتز می باشد زیرا: 480=30*16 یعنی فرکانس حامل کمکی از 10440 هرتز تا 9460 هرتز تغییر می کند.

به شکل 3-1- توجه شود.

در مرحله دوم مجموعه فرکانس 30هرتز که بر روی سیگنال حامل کمکی مدوله فرکانس شده به همراه فرکانس کد شناسایی (1020 HZ) و فرکانس صدا بر روی فرکانس حامل مدولاسیون دامنه می شود.

عمق مدولاسیون فرکانس حامل کمکی وصدا هر کدام 30% وعمق مدولاسیون کد شناسایی 10% می باشد.

جدول زیر مطالب بالا می باشد.

در شکل 4-1-طیف فرکانس بالا نشان داده شده است.

خروجی سایدبند ژنراتور ومدولاتور ابتدا به مدار پل آراف وبعد از ترکیب شدن با همدیگر به چهار آنتن لوپ می روند.

لازم به ذکر است که فرکانس 1020 هرتز بصورت کد مورس بین المللی بر روی فرکانس حامل مدوله شده و از آنتن پخش می گردد واین کد نمایانگر محل نصب فرستنده VOR میباشد.

در گیرنده هواپیما کدشناسایی ایستگاه VOR از روی سینگال دریافتی جدا شده و خلبان می تواند آنرا بوسیله هدست که دراختیار دارد بشوند.

توجه1- فراکانس صدا می تواند حاوی اطلاعاتی مثل شرایط هوا و اطلاعات هوانوردی دیگر باشد.

4-1بررسی مدار پل رادیویی(پل آراف) همانطور که در بالا شرح داده شده فرستنده VOR دارای سه خروجی می باشد که عبارتند از: 1)ساید بند شماره 1(SB1) که حاوی سیگنال فاز متغیر می باشد.

2)ساید بند شماره 2 (SB2) که حاوی سیگنال فاز متغیر می باشد.

3)موج حامل (CARRIER) که حاوی سینگال فاز ثابت وکدشناسایی می باشد.

با توجه به شکل 5-1 سه خروجی فوق بوسیله سه عدد کابل هم محور به مدار پل رادیویی می روند.

مدار پل رادیویی شامل دو عدد جمع کننده کابلی می باشد که بموازات همدیگر قرار گرفته اند ورودی های یکی از این جمع کننده ها فرکانس موج حامل و ساید بند شماره 1 است و ورودی های جمع کننده دیگر نیز فرکانس موج حامل وساید بند شماره 2 میباشد.

هر کدام از جمع کننده ها دارای دو خروجی می باشند.

دو خروجی جمع کننده اول که شامل مجموع و تفاضل موج حامل یا باند شماره 1 است.

آنتن های NW و SW را تغذیه می کند.

5-1-آنتن VOR استفاده از یک آنتن خوب در VOR در صحت عمل آن تاثیر فراوان دارد.همانطور که اشتباه در تنظیم فرستنده VOR میتواند مشکلات وخطای زیادی در پخش امواج و زوایای حاصله از آن را بوجود آورد استفاده از یک آنت نامرغوب ونامتناسب نیز میتوانند باعث ایجاد خطاهای نامطلوب شود.

بنابراین انتخاب یک آنتن مناسب نیاز به دقت فراوان دارد.

آنتنی که برای VOR استفاده می شود باید دارای مشخصات زیر باشد.

1-بوجود‌آوردن ماکزیمم پخش در نزدیک زمین وخط افق 2-امکان استفاده از یک آنتن با تنظیمات نسبتا ساده در فرکانسهای بین 108 تا118 مگاهرتز 3-پخش همه جهته سینگنال با پلاریزاسیون افقی 4-عدم پخش با پلاریزاسیون عمودی که در غیراینصورت باعث خطاهای زیادی خواهد شد.

همانطور که قبلا شرح داده شد آنتنی که شرکت Aeronav برای سیستم خود انتخاب نموده است آنتن آلفورد لوپ است.

شکل 5-1-مدار پل امواج رادیویی و چهار آنتن آلفورد لوپ 1-6-تعریف آنتن آلفورد لوپ چنانچه یک حلقه بسته را مطابق شکل 1-6 که دارای ابعاد کوچکی نسبت به طول موج انرژی سیگنالی که آنرا تغذیه می کند در نظر بگیریم ملاحظه می شود که جریان در تمام نقاط آنتن دارای دامنه وفاز یکسانی می باشد.

بنابراین پترن امواج فشاری در صفحه آنتن به شکل دایره می باشد و درصفحه عمودی بر صفحه آنتن( شکل 2-6) پترن امواج انتشاری بصورت هشت لاتین (8) می باشد.

شکل 2-6 پترن عمودی آنتن لوپ شکل 1-6 پترن افقی آنتن لوپ آنتن آلفورد لوپ شامل چهار عنصر بطور نصف طول موج می باشد و طوری کنار هم قرا رگرفته ند که تشکیل یک شکل مربعی مطابق شکل 3-6 را میدهند.

طول هر ضلع از این مربع به اندازه یک چهارم طول موج است در گوشه های این مربع بدلیل اینکه جریان در شاخه های مجاور در خلاف جهت یکدیگر است دارای دامنه کوچکی می باشد.

عناصر آنتن آلفورد لوپ تیغه هایی از جنس آلومینیوم به عرض چهار اینچ می باشد.

گوشه های این عناصر همانطور که در شکل دیده می شود با زاویه 45 درجه خم شده اند و جهت جریان در هر یک از عناصر چهارگانه نشان داده شده است.

شکل 3-6 آنتن آلفورد لوپ اگر هر کدام از عناصر چهارگانه را بصورت باز شده (بدون خم) طبق شکل 4-6 در نظر بگیریم توزیع جریان در آن بصورتی است که دامنه جریان در وسط تیغه ماکزیمم و در نقاط خم برابر 70درصد ماکزیمم جریان می باشد.

شکل4-6 نمای باز شده آنتن لوپ همانطور که در شکل ملاحظه می کنیم سطح انتشار برابر نصف طول موج بوده که آن در وسط قرار دارد و دیگر آن بطور مساوی در دو سمت انتشار قرار گرفته است که با جریان حامل از تیغه کناری خنثی می شود.

انتشار جریان در آلفورد لوپ بر حسب انرژی تغذیه شده به آن در جهت عقربه های ساعت یا خلاف آن می باشد.

بدین ترتیب اگر چه دامنه جریان در هر ضلع مربع یکنواخت نیست ولی پرتو کلی به شکل دایره خواهد بود زیرا در هر گوشه از حلقه انرژی از سطح مجاور دریافت می گردد.

زمانیکه آلفورد لوپ به حالت افقی مورد استفاده قرار می گیرد دارای پرتو همه جهتی می باشد ولی اگر از پهلو به آن نگاه کنیم پخش بصورت هشت لایتن خواهد بود.

به شکل 5-6 توجه شود.

شکل 5-6 پخش آنتن آلفورد لوپ از پهلو در حالت عملی میتوان میدان نسبی حامل از یک آلفورد لوپ را در سطح افق و فضای آزاد به صورت رابطه زیر نوشت: و برای سطح عمودی رابطه آن چنین خواهد بود: در هر دو رابطه بالا دامنه جریان نسبی برابر I و فاز جریان برابر می باشد روابط براین اساس نوشته شده که پرتو امواج در سطح افق همه جهته و در سطح عمود بر آن دارای ضریب جهشی (Cos a) می باشد.

2-6-پرتو افقی وعمودی در کاربردهای عملی مجموعه آنتن آلفورد لوپ در نزدیک سطح زمین ویا سطحی معادل زمین که اصطلاحا آنرا کانترپوز می نامند نصب می گردد.

نظر به اینکه پرتو افقی نزدیک به سطح زمین ساده می باشد رابطه میدان نسبی حاصل از یک لوپ را در سطح زمین برابر فضای آزاد می دانیم ودر پلاریزاسیون افقی که لوپ در ارتفاع h از سطح زمین قرار گرفته و بوسیله جریان تغذیه می گردد باید ایجاد یک آنتن فرضی در عمق فرضی h زیر زمین را نمود که دارای جریان خواهد بود.

پخش در صفحه عمودی از یک آنتن همه جهته که دارای پلاریته افقی است از فرمول حاصل می گردد.

در این رابطه I دامنه جریان تحریک آنتن و فاز جریان و a زاویه ارتفاع h,p ارتفاع آنتن از سطح زمین می باشد.

پرتو آنتن لوپ در سطح عمود دارای ضریب جهشی(cos a) می باشد که بادرنظر گرفتن این ضریب پرتو امواج از آنتنی که دارای پلاریته افقی است یعنی به صورت موازی با سطح زمین نصب گردیده به صورت بردار زیر خواهد بود: تولید سیگنال VOR یک سیستم VOR نصب شده کامل به هواپیما کمک می کند که در جهات مختلف زاویه نسبی خود را نسبت به جهت فرستنده ایستگاه زمینی مشخص کند.همانگونه که قبلا اشاره شد DVOR به صورتی طراحی شده تا سیگنالی را ارسال کند که مورد نظر هواپیما می باشد و با سیگنالی که بوسیله سیستم VOR معمولی ارسال می شود هماهنگ باشد.

اساس کار در هر دو سیستم همانگونه که در رابطه با DVOR شرح داده شد وجودسیگنال های 30هرتز مرجع ومتغیر واندازه گیری اختلاف فاز آنها درگیرنده هواپیما و درنهایت بدست آمدن اطلاعات زاویه ای می باشد.

برای آشنایی کلی با VOR معمولی همانقدر کافی است که بدانیم سیگنال های مرجع ومتغیر در DVOR با سیستم VOR معمولی عکس یکدیگر هستند.

در سیستم DVOR سیگنال مدوله شده دامنه 30 هرتز مرجع است و سیگنال مدوله شده فرکانس 30هرتزداپلر سیگنال متغیر می باشد.

برای جلوگیری از هر اشتباه اصطلاحا به سیگنال مرجع 30هرتز AM و به سیگنال متغیر 30هرتز FM می گویند.

سیگنال حامل از آنتن مرکزی DVOR با فرکانس fc در محدوده باند فرکانسی 108 تا 118 مگاهرتز وبا مدولاسیون دامنه سیگنال 30هرتز مرجع منتشر می شود.

از دو آنتن روبروی هم که بر روی یک قطر در حلقه ای از آنتن ها قرار گرفته اند LSB,USB برای ایجاد مدولاسیون دامنه موج حامل اصلی توسط موج حامل فرعی 9960 هرتز منتشر می شود.این مدولاسیون دامنه نتیجه جمع شدن سیگنال حامل ودو سیگنال باند کناری در فضا می باشد که هر کدام از آنها با فرکانس موج حامل هرتز اختلاف دارند.توجه کنید که هر دو سیگنال LSB, USB در DVOR-757 تولید می شوند چرا که این سیستم یک فرستنده DVOR وdsb می باشد.

این دو موج باند کناری یعنی LSB و USB پیرامون حلقه آنتن با سرعت 30 دور در ثانیه سوئیچ می شوند و این حرکت چرخشی پیوسته و متوالی یک جفت آنتنی که به صورت قطری مقابل هم هستند را شبیه سازی می کند و سرعت چرخش آن 30هرتز است که در شکل 4 چگونگی عمل نشان داده شده است.

تولید مدولاسیون داخلی می تواند باعث اشتباه شود ولی در سیستم DVOR با روش مدولاسیون DSB اشتباهات خیلی کمتر می شود.

هیچ تغییر داپلری در سیگنال های باند کناری اتفاق نمی افتد در زمانی که آنها از یک جفت آنتنی که در امتداد خطی اتصال آنتن مرکز یبه آنتن هواپیما قرار دارند در حال انتشار باشد.

بنابراین در این لحظه از زمان هیچ تغییر فرکانسی در باندهای کناری و هیچ انحرافی در سیگنال حامل فرعی بدست آمده وجود ندارد وقتی باندهای کناری از آنتن های دیگر در حلقه منتشر می شود یک حرکت نسبی بین هواپیما و منبع ارسال کننده وجود خواهد داشت.

این حرکات نسبی باعث تغییر فرکانس داپلر در باندهای کناری و درنتیجه باعث انحراف سیگنال حامل فرعی می گردد.

فرکانس های باند کناری در DVOR-757 عبارت از هرتز می باشد.

فرکانس حامل باند کناری توسط کریستال هایی کنترل می شوند که این کریستال ها با کریستال مولد موج اصلی مطابقت دارند.

ابتدا در گیرنده هواپیما پوش سیگنال VHF مرکب اشکار می شود تا 30 هرتز AM وسیگنال 9960 هرتز حامل فرعی بدست آیند.

سپس بعد از جداسازی این سیگنال ها حامل فرعی 9960 هرتز دمولاسیون FM می شود تا سیگنال 30هرتز FM بدست آید.

از آنجایی که سیگنال مرجع 30هرتز AM از آنتن مرکزی ثابت پخش شده است.

فاز آن با سمت رابطه ای ندارد واختلاف فاز بین آن و سیگنال متغیر 30هرتز FM درجه با زاویه فرستنده زمینی که مرجع آن شمال مغناطیسی است.

مطابقت دارد.

اختلاف فاز صفر درجه بین سیگنال های 30هرتز AM,FM نشاندهنده شمال مغناطیسی است.

شکل 5 سیگنال دریافت شده VHF با حامل فرعی 9960 هرتز و 30 هرتز مدولاسیون فرکانس آن را نشان میدهد( 30هرتز AM حدف شده است) انحراف فرکانس موج حامل فرعی توسط قطر دایره آنتن های نصب شده مشخص می شود واین قطر 5/13 متر است وانحراف فرکانس هرتز را برای حامل فرعی 9960 هرتز بوجود می آورد.

شکل4 4-6 انتشار موج حامل همانطور که قبلا شرح داده شده انرژی دو سایدبند که حاوی سیگنال متغیر است از دو جفت آنتن آلفورد لوپ پخش می شود اما انرژی سیگنال حامل نیز که حاوی اطلاعات سیگنال مرجع است نیز باید به طریقی انتشار یابد و برای این منظور قبل از اینکه انرژی سایدبندها به آنتن ها داده شود در مداری بنام پل امواج رادیویی (شکل 17-6) با سیگنال حامل به همان آنتن ها تغذیه می گردد.

پل امواج رادیویی باعث خواهند شد که تداخل سیگنال های صفر و نسبت فازها صحیح باشد.

سایدبندها در مدار آراف بریدج به دو قسمت مساوی تقسیم گردیده و از طریق مسیرهای مساوی L1 به سمت جفت های آنتن جریان یابند.

سیگنال های در نقطه ورود به آنتن ها دارای فاز برابر میباشند اما با انتخاب صحیح اتصالات متقاطع باعث می شویم که پخش مخالف را در هر جفت بوجود آوریم.

یعنی میتوان جهت جریان لحظه ای را در سطح انتشار لوپ بوسیله عوض کردن اتصال نقطه تغذیه از ترمینال A به B یا بالعکس تغییر جهت داد.

با توجه به این موضوع که جهت تغذیه آنتن ها از کابل ها هم محور استفاده می گردد و اتصال بین مغزی کابل هم محور بعنوان خط تغذیه به ترمینال های A و یا B وصل می گردد پس برای انتخاب فاز مناسب در حلقه میتوان به آسانی نقاط اتصال را تعویض کرد.

بنابراین می توان یک زوج آنتن هم فاز را به یک زوج آنتن با فاز مخالف تبدیل کرد.بنابراین میتوان یک زوج آنتن هم فاز را به یک زوج آنتن با فاز مخالف تبدیل کرد.

همچنین سیگنال حامل نیز از مدار پل امواج رادیویی عبور نمود.

و به آنتن ها می رسد سیگنال حامل ابتدا به دو قسمت مساوی تقسیم شده وهرقسمت به یک پل امواج رادیویی وارد می شود و در هر پل امواج رادیویی مجددا به دو قسمت مساوی تقسیم می گردد ولی مسیر هر قسمت از آن باندازه نصف طول موج متفاوت است یعنی در نقطه ورود انرژی به آنتن سیگنال حامل دارای فاز مخالف می باشد و به جهت اینکه آنتن ها خودشان با هم از طریق اتصالات متقاطع جفت گردیده لذا با فاز برابر پخش خواهند شد.

پرتو امواج حامل را می توان از طریق فرمولی که برای زوج های هم فاز گفته شد محاسبه نمود.در این صورت خواهیم داشت: