TỔNG QUAN VỀ DẪN ĐƯỜNG HÀNG KHÔNG CNS/ATM
Các Khái Niệm Cơ Bản
CNS, viết tắt của Communication Navigation Surveillance, có thể hiểu là Thông tin - Dẫn đường - Giám sát, là quá trình đảm bảo an toàn và hiệu quả cho các chuyến bay từ điểm khởi hành đến điểm đến CNS đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất hoạt động hàng không, và nếu không có hệ thống này, vận tải hàng không sẽ không thể tồn tại Quá trình này bao gồm ba giai đoạn chính.
❖ Thông tin là việc trao đổi các tin tức thoại và dữ liệu giữa người lái và KSVKL hoặc trung tâm thông báo bay.
❖ Dẫn đường là thông báo vị trí của tàu bay cho tổ lái.
Giám sát là quá trình thông báo vị trí bay cho KSVKL, bao gồm việc chuyển tiếp thông tin dẫn đường từ tàu bay đến các trung tâm KSKL Điều này giúp đảm bảo ghi hình liên tục các vị trí quan trọng của tàu bay.
❖ ICAO (International Civil Aviation Organization) gọi 3 chức năng đó là dịch vụ CNS để hỗ trợ cho quản lý không lưu, thuật ngữ CNS/ATM
Hình 1: Sơ đồ hệ thống CNS
ATM, viết tắt của Air Traffic Management, có nghĩa là Quản lý không lưu Quản lý không lưu là quá trình điều phối và kiểm soát lưu thông của các tàu bay trong không gian hàng không.
Hệ thống quản lý không lưu ATM cung cấp các dịch vụ không lưu (ATS), quản lý luồng không lưu (ATFM), quản lý không phận và các khía cạnh liên quan đến hoạt động bay Hệ thống này được vận hành bởi nguồn nhân lực quản lý không lưu và được hỗ trợ bởi hệ thống hỗ trợ quản lý không lưu Ngoài ra, hệ thống cũng bao gồm các dịch vụ không báo (AIS) và khí tượng (MET).
Sự lưu thông của máy bay trên các đường bay phải tuân theo sự điều hành của bộ phận kiểm soát không lưu dưới mặt đất nhằm đảm bảo an toàn và hiệu quả trong hoạt động bay Đặc biệt, mọi hoạt động của hệ thống ATM diễn ra dựa trên cơ sở hạ tầng thông tin, dẫn đường và giám sát CNS.
Thông tin (C) có vai trò quan trọng trong việc phân bố và trao đổi dữ liệu giữa các bộ phận mặt đất và tàu bay, kết nối các thành phần trong hệ thống và các nhà cung cấp cũng như người dùng liên quan Dẫn đường (N) giúp xác định vị trí, tốc độ và hướng di chuyển của tàu bay, đảm bảo tàu bay di chuyển đúng hướng Giám sát (S) cung cấp thông tin về vị trí và hoạt động của các tàu bay trên không cho các bộ phận kiểm soát không lưu dưới mặt đất.
Hình 2: Sự tương tác giữa các hệ thống CNS/ATM
1.3 Lịch sử hình thành khái niệm CNS/ATM
Năm 1966, cuộc họp của ICAO về Truyền thông và Hoạt động đã nhận thấy tiềm năng của việc sử dụng vệ tinh để cải thiện truyền thông di động trong ngành hàng không Điều này đặc biệt quan trọng đối với các khu vực biển, vùng dân cư thưa thớt và những nơi mà việc giám sát không phận bằng radar mặt đất gặp khó khăn.
❖1968: ICAO đã thành lập một nhóm chuyên gia để ứng phó với việc áp dụng kỹ thuật vũ trụ liên quan đến hàng không
❖1972: Hội nghị ICAO 7th Air Navigation Conference đề nghị rằng các quốc gia và tổ chức quốc tế quan tâm thực hiện một chương trình quốc tế
❖ về nghiên cứu và phát triển và hệ thống đánh giá của các vệ tinh hàng không.
Năm 1982, ICAO đã công nhận những hạn chế của hệ thống dẫn đường hàng không hiện tại và nhấn mạnh sự cần thiết phải cải thiện hàng không dân dụng để đáp ứng nhu cầu của thế kỷ 21 Tổ chức này cũng nhận thấy sự gia tăng nhu cầu về dịch vụ vận tải hàng không, chi phí cao của thiết bị và yêu cầu tăng cường hiệu quả, trong khi vẫn đảm bảo tính an toàn.
Năm 1983, Tổ chức Hàng không Dân dụng Quốc tế (ICAO) đã thành lập một Ủy ban đặc biệt về Hệ thống Điều hướng Hàng không Tương lai (FANS) nhằm nghiên cứu, xác định và đánh giá các khái niệm cùng công nghệ mới, hướng tới việc phát triển hoạt động bay một cách phối hợp trong vòng 25 năm tới.
Năm 1988, Ủy ban FANS đã hoàn thành nhiệm vụ và công bố báo cáo cuối cùng, chỉ ra rằng những khó khăn và hạn chế của hệ thống hiện tại xuất phát từ bản chất nội tại của chính hệ thống, điều này không thể khắc phục trên quy mô toàn cầu.
Uỷ ban xác định cụ thể công nghệ vệ tinh như là cơ sở của hệ thống dẫn đường hàng không của tương lai.
Năm 1989, ICAO đã thành lập một Ủy ban đặc biệt nhằm giám sát và phối hợp các kế hoạch liên quan đến việc phát triển và chuyển tiếp cho hệ thống Điều hướng Hàng không tương lai (FANS Phase II).
❖1991: Hội nghị 10th Air Navigation Conference gồm 85 quốc gia thành viên đã thông qua khái niệm CNS/ATM toàn cầu
❖ 1992: Hội nghị 29th ICAO cũng đã thông qua khái niệm CNS/ATM
Năm 1993, cuộc họp thứ tư của Ủy ban đặc biệt FANS Phase II đã diễn ra, nhằm phát triển Kế hoạch phối hợp toàn cầu cho việc chuyển tiếp sang hệ thống CNS/ATM của ICAO.
❖ 1994: Hội đồng ICAO phê duyệt kế hoạch.
❖1998: Kế hoạch Global Air Navigation Plan cho các hệ thống CNS/ATM Systems được đệ trình lên Hội nghị World- Wide CNS/ATM Systems Implementation Cofrence
❖1999: ICAO phát triển tài liệu hướng dẫn Kế hoạch CNS/ATM Systems cho quốc gia
Thông Tin (Communication)
Thông tin lưu động hàng không (Aeronautical Mobile Service - AMS) bao gồm thông tin không - địa (Air - Ground Comm) và thông tin giữa các tàu bay (Air - Air Comm), là phương tiện liên lạc thiết yếu giữa phi công và kiểm soát viên không lưu Liên lạc này được thực hiện qua hệ thống VHF (Very High Frequency) trong dải tần số 118 Mhz - 137 Mhz Hệ thống thông tin lưu động đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn bay và điều hòa các hoạt động hàng không.
Thông tin cố định hàng không (Aeronautical Fixed Service - AFS) là dịch vụ viễn thông quan trọng, cung cấp mạng lưới liên lạc thoại và dữ liệu cho các đơn vị không lưu Các dịch vụ như AFTN, AMHS, OPMET và SADIS cho phép KSVKL trao đổi thông tin giữa các cơ quan trong nước và quốc tế qua các kênh thoại nóng (Hotline) sử dụng mạng vệ tinh VSAT chuyên dụng hoặc thuê kênh từ các nhà cung cấp dịch vụ Mạng viễn thông cố định hàng không (AFTN) là hệ thống truyền văn bản giữa các đơn vị liên quan đến điều hành bay, sân bay và quản lý tàu bay Hiện tại, AFTN có bốn Trung tâm chuyển điện văn tự động AMSS tại Nội Bài, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng và Gia Lâm.
• Thông tin liên lạc thoại là là phương thức chính trong liên lạc không - địa.
Hình 3: Thông tin Quản lý không lưu - ATM hiện nay
❖ Hiện trạng liên lạc vô tuyến VHF Hàng không:
Tần số: 118-137 MHz ( bước sóng 2,19-2,54 m) Phân cách kênh 25 kHz, 760 kênh Ứng dụng chính: Liên lạc thoại trực tiếp giữa KSVKL - người lái
Các ứng dụng bao gồm dịch vụ thông báo bay, cung cấp thông tin về bản tin khí tượng và thông tin nhà ga tại cảng hàng không Hệ thống ACARS được sử dụng để liên lạc dữ liệu số, đảm bảo thông tin được truyền tải một cách nhanh chóng và chính xác.
Kiểu điều chế: Điều chế biên độ (Sóng mang vô tuyến/Tín hiệu thoại)
Cự ly liên lạc: Trong tầm nhìn thẳng D - 3,6 • (7 HTx + 7 HRx )
Hiện nay, tại 22 cảng hàng không trên toàn quốc đều được lắp đặt trạm VHF để phục vụ cho điều hành bay tại khu vực sân bay.
03 trạm VHF tiếp cận được lắp tại 3 cảng hàng không quốc tế Nội Bài, Đà Nằng, Tân Sơn Nhất để phục vụ điều hành bay tiếp cận.
Bảy trạm VHF đường dài đã được lắp đặt dọc trục đường bay Bắc - Nam tại các địa điểm Mộc Châu, Hà Nội, Vinh, Đà Nẵng, Đồng Hới, Tân Sơn Nhất và Cà Mau nhằm phục vụ điều hành bay đường dài Mỗi trạm VHF này có tầm phủ tối đa lên đến 250 hải lý, tương đương khoảng 450 km.
❖ Hệ thống chuyển mạch thoại - VCCS:
Hệ thống chuyển mạch thoại VCCS (Voice Communication Control System) đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối và điều khiển các hệ thống liên lạc VHF cũng như tổng đài Việc áp dụng VCCS giúp nhân viên kiểm soát không lưu dễ dàng lựa chọn thiết bị VHF hoặc số điện thoại đã được cài đặt trước, từ đó nâng cao hiệu quả trong công tác điều hành bay.
Chúng tôi cung cấp các vị trí làm việc (Operation Position - OP) tại các bàn điều khiển của KSVKL Đồng thời, chúng tôi thiết lập các kênh liên lạc thoại đất - đất giữa các cơ sở điều hành bay thông qua các phương tiện như điện thoại, ATS Direct Speech (ATS D/S) hay còn gọi là hot-line.
Thiết lập các kênh liên lạc thoại không - địa giúp kết nối hiệu quả với các hệ thống và thiết bị VHF A/G, cho phép điều khiển thu phát, chọn máy chính hoặc phụ, cũng như lựa chọn tần số liên lạc một cách linh hoạt.
□ Có các cổng giao tiếp để ghi âm liên lạc thoại theo kênh (mạch liên lạc) hoặc theo vị trí khai thác.
❖ Hiện trạng liên lạc vô tuyến HF Hàng không:
Hình 4: Đường truyền dữ hiệu HF(HFDL)
❖ Những đặc trưng chính của đường truyền dữ liệu HF:
Truyền dữ liệu qua kỹ thuật đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA) là phương pháp chính trong hệ thống HFDL Hệ thống này sử dụng phân hệ trạm thông tin dữ liệu mặt đất để duy trì khung TDMA và đồng bộ hóa khe thời gian, đảm bảo hiệu suất truyền tải dữ liệu hiệu quả.
Giao thức HFDL là một loại giao thức phân tầng, tương thích với Mô hình kết nối giữa các hệ thống mở (OSI), cho phép HFDL hoạt động như một mạng con tương thích với mạng ATN.
Việc lắp đặt HFDL cần đảm bảo khả năng hoạt động ở bất kỳ biên tần đơn (SSB) nào, với tần số sóng mang đã được chuẩn bị cho dịch vụ Lưu động hàng không trong dải tần từ 2.8 đến 22 MHz.
HFDL sẽ sử dụng kỹ thuật khóa dịch pha M-PSK để điều chế tần số sóng mang vô tuyến tại tần số đã được xác định Tốc độ truyền ký hiệu sẽ đạt 1.
800 ký hiệu/giây với M=8 và 600 ký hiệu/giây với M = 2
+ Việc quản lý nhiều tần số được thực hiện một cách cơ động:
• Tần số hoạt động được lựa chọn tự động và được quản lý dựa trên chất lượng kênh
• Không cần thiết phải hiệu chỉnh sóng mang HF
• Thời gian trễ truyền: 90 giây (trung bình), 2500 giây (95%)
Hình 5: Kiến trúc hệ thống đường truyền dữ liệu HF
Đường truyền dữ liệu VHF - VDL là hệ thống lý tưởng cho các khu vực lục địa có mật độ không lưu cao, đặc biệt tại các TMA, với chi phí triển khai và bảo trì thấp Trong khi đó, đường truyền dữ liệu HF - HFDL phù hợp cho các khu vực xa xôi, vùng cực và trên đại dương, với cự ly hoạt động lớn và cũng có chi phí triển khai và bảo trì thấp Tuy nhiên, HFDL có chất lượng tín hiệu không cao, nên chỉ nên được sử dụng như một hệ thống dự phòng cho AMSS.
Hình 6: Kiến trúc đường truyền dữ liệu VHF - VDL
❖ So sánh liên lạc thoại và liên lạc dữ liệu:
•Ngữ giọng có thể gây ra sự hiểu sai
•Tốc độ thông tin thấp
•Sắc thái giọng nói và những sự uống giọng thể truyền đạt thông tin
•Các thông tin được phát đi nối tiếp nhau để lĩnh hội được
•Tạo ra sự tắc nghẽn về tần số
•Phát quảng bá, thông tin phát đi cóthể được những người khác sử dụng
•Cung cấp thông tin rõ ràng, không bị nhầm lẫn.
•Tốc độ truyền thông tin cao
•Cần phải đọc mới thu được thông tin
•Có thể lưu trữ và truy xuất trở lại
•Có thể phát theo thành chùm (gói) dữ liệu.
•Làm giảm bớt sự tắc nghẽn tần số
ATN là một hệ thống liên kết mạng thông tin dữ liệu nhằm:
Cung cấp dịch vụ thông tin liên lạc chung cho các ứng dụng Thông tin liên lạc Dịch vụ không lưu (ATSC) và Thông tin dịch vụ Công nghiệp Hàng không (AINSC) theo yêu cầu, bao gồm cả dịch vụ liên lạc dữ liệu không - địa và dữ liệu mặt đất Đồng thời, tích hợp và sử dụng các mạng thông tin hiện có và hạ tầng sẵn có để tối ưu hóa hiệu quả dịch vụ.
+ Cung cấp một dịch vụ đáp ứng yêu cầu về an ninh và an toàn cho các ứng dụng của ATSC và AINSC.
+ Thích ứng với các cấp độ dịch vụ khác nhau cần thiết cho ứng dụng ATSC và AINSC.
• Một mạng Internet mặt đất cung cấp các dịch vụ thông tin liên lạc giữa các ngườidùng trên mặt đất, và
• Một mạng Internet Không-địa cung cấp các dịch vụ thông tin liên lạc giữa tàu bay và các người dùng trên mặt
Hình 7: Mô hình tiêu biểu mạng thông tin dữ liệu Hàng không hiện tại
2.3 Hệ thống xử lý điện văn không lưu -AMHS
AMHS - Air Traffic Service Message Handling System là Hệ thống xử lý điện văn dịch vụ không lưu.
□ Xử lý, lưu trữ, chuyển tiếp các loại điện văn ATS (NOTAM, Flight Plans, dữ liệu khí tượng, )
□ Chuyển từ phương thức xử lý hướng ký tự (character oriented) của AFTN sang xử lý hướng bit (Bit Oriented).
Dịch Vụ Dẫn Đường Hàng Không
3.1 Tổng quan sơ lược về dẫn đường( Navigation)
Cung cấp thông tin về vị trí (hướng, góc, tọa độ) cho tàu bay.
+ Tầm phủ hạn chế do đặc tính truyền thẳng của sóng điện từ.
+ Vấn đề nhiễu (nhiễu điện từ, nhiễu đa đường, ) làm ảnh hưởng đến độ chính xác của thiết bị.
❖ Các hệ thống dẫn đường hiện tại:
+ Dẫn đường hàng tuyến (En-route): chủ yếu sử dụng VOR/DME.
+ Tiếp cận: VOR/DME, NDB.
+ Hạ cánh chính xác: ILS.
❖ Hệ thống dẫn đường tương lai:
ICAO đã đề xuất việc áp dụng hệ thống dẫn đường toàn cầu bằng vệ tinh GNSS (Global Navigation Satellite System) như một giải pháp dẫn đường trong tương lai Nghiên cứu tập trung vào việc cải thiện độ chính xác của GNSS thông qua các biện pháp như DGPS, GBAS, SBAS, WASS và EGNOS.
Các phương pháp dẫn đường hàng không bao gồm việc đo lường các tham số dẫn đường ban đầu để tính toán và xác định tọa độ cũng như các thành phần tốc độ của máy bay trong một hệ tọa độ đã chọn Mục tiêu của việc dẫn đường có thể là sân bay, đài mốc vô tuyến, các điểm trung gian trong hành trình hoặc các điểm đích cụ thể.
Phương pháp tiêu đồ (Pilotage) trong định hướng đường đi bao gồm việc quan sát và theo dõi các địa vật cố định như núi cao, sông hồ, cây cối lớn và các tòa nhà cao tầng.
Phương pháp thiên văn (Celestial) là cách xác định vị trí của bản thân bằng cách quan sát các chòm sao và hành tinh trong vũ trụ, chẳng hạn như sao Bắc Đẩu.
Phương pháp dự đoán DR (Dead Reckoning hay Deduced Reckoning) là kỹ thuật xác định vị trí hiện tại bằng cách dựa vào vị trí trước đó, kết hợp với việc tính toán tốc độ, thời gian và hướng bay.
Phương pháp quán tính (Inertial navigation) sử dụng thiết bị dẫn đường quán tính, như gia tốc kế, được lắp đặt trên tàu bay để xác định vị trí, tốc độ, gia tốc, vĩ độ và hướng mũi tàu bay (heading).
Phương pháp dẫn đường bằng thiết bị vô tuyến mặt đất sử dụng các máy thu để nhận tín hiệu dẫn đường từ các thiết bị vô tuyến được lắp đặt trên mặt đất.
Phương pháp Dần dường sử dụng thiết bị không gian, cụ thể là máy thu GNSS, để nhận các tín hiệu dẫn đường từ các chòm vệ tinh và thiết bị tăng cường.
3.2 Các hệ thống dẫn đường hiện tại
❖ Định nghĩa: o VOR - Very High Frequency Omni-directional radio Range: Đài dẫn đường đa hướng sóng cực ngắn.
❖ CVOR: Conventional VOR - VOR qui ước (hoặc cổ điển)
❖DVOR: Doppler VOR (VOR sử dụng hiệu ứng Doppler) Độ chính xác DVOR cao hơn so với CVOR Hiện nay trong Tổng công ty QLB VN sử dụng DVOR.
❖ Chức năng: o Cung cấp thông tin góc phương vị giữa tàu bay với đài VOR so với hướng Bắc từ( xác định vị trí máy bay)
Hình 8: Hình ảnh đài DVOR/DME Đà Nằng
❖ Định nghĩa: Distance Measuring Equipment là Thiết bị đo cự ly bằng vô tuyến.
+ Cung cấp thông tin cự ly của tàu bay so với tâm đài DME.
Kết hợp giữa VOR và DME cung cấp thông tin về góc phương vị và khoảng cách của tàu bay so với đài, giúp tàu bay xác định chính xác vị trí của mình.
Hình 9: Hệ thống đo cự li 2 chiều tầm ngắn và trung
+ Máy hỏi (Interrogator) trên tàu bay phát cặp xung hỏi xuống đài mặt đất.
+ Tín hiệu xung này truyền trong không gian đến đài mất khoảng thời gian là T
+ Đài DME mặt đất giải mã, nhận được tín hiệu hỏi hợp lệ, chuẩn bị phát cặp xung trả lời.
+ Cặp xung trả lời được phát đi sau 1 khoảng thời gian trễ Td = 50pS.
Cặp xung mất thời gian T để truyền đến máy thu trên tàu bay, do vận tốc sóng điện từ lớn hơn nhiều so với vận tốc của tàu bay, nên có thể coi vị trí của tàu bay là không đổi trong suốt quá trình phát và nhận tín hiệu.
+ Khoảng thời gian từ lúc phát xung hỏi đến khi nhận được xung trả lời:
Ttotal = 2T + Td Máy thu trên tàu bay sau khi nhận được cặp xung trả lời hợp lệ, tính cự ly đến đài:
3.2.3 Thông số một số đài DVOR/DME tại miền Trung
□ Đài DVOR/DME Phù Cát:
✓ M Phạm vi cung cấp dịch vụ: R= 300 km ở FL370
✓ -4 Hãng sản xuất: Selex Systemi Integrati Inc (Mỹ).
✓ ^ Độ sai lệch góc phương vị cực đại: 1.50.
✓ ^ Kênh tần số DME: 110X (Tần số thu: 1134,0MHz; Tần số phát: 1197,0 MHz).
✓ ^ Độ sai lệch cự ly cực đại: ^ 150m
✓ ^ Khả năng: phục vụ 200 tàu bay cùng lúc
^ Đài DVOR/DME Đà Nằng:
✓ M Phạm vi cung cấp dịch vụ: R= 300 km ở FL370
✓ M Hãng sản xuất: Airport Systems Inc (Mỹ).
The Reply travels at the speed of light
The Interrogatĩon travels at the speed of light
The Aĩrcraít Inteirogator transmits an omnidirectional interrogatĩon
✓ ^ Độ sai lệch góc phương vị cực đại: ^ 1.50.
✓ ^ Kênh tần số DME: 91X (Tần số thu: 1115,0 MHz; Tần số phát: 1178,0MHz).
✓ ^ Độ sai lệch cự ly cực đại: ^ 150m
✓ ^ Khả năng: phục vụ 200 tàu bay cùng lúc
❖ Khái niệm: Đài dẫn đường vô hướng (Non-Directional radio Beacon Directional radio Beacon - NDB)
❖ Tổng công ty hiện đang cung cấp dịch vụ từ các phụ trợ dẫn đường sau:
+ 03 đài NDB (Non Directional Beacon - Đài vô hướng) đặt tại Mộc Châu, Nam Định và Long Khánh.
Hình 10: Đài dẫn đường vô hướng
Hệ thống hỗ trợ hạ cánh bằng thiết bị (Instrument Landing System - ILS) là một công nghệ quan trọng giúp hướng dẫn chính xác máy bay trong quá trình tiếp cận và hạ cánh trên đường băng ILS sử dụng sự kết hợp của các tín hiệu vô tuyến từ hai hệ thống độc lập: Đài chỉ Hướng (Localizer - LOC) cung cấp thông tin về vị trí ngang của máy bay, và Đài chỉ dốc trượt (Glide Slope - GS) giúp xác định độ cao hạ cánh, đảm bảo an toàn và hiệu quả cho các chuyến bay.
Hình 11: Hệ thống hạ cánh bằng thiết bị
3.2.6 Hệ thống dẫn đường LORAN-C
❖ Khái niệm: Hệ thống dẫn đường LORAN-C là một hệ thống dẫn đường tầm xa
Hình 12: Hệ thống dẫn đường tầm xa
3.2.7 Phụ trợ dẫn đường chiều đứng
❖ Khái niệm: Phụ trợ dẫn đường chiều đứng là các máy đo độ cao giúp máy bay di chuyển
Hộ thông hipebon tân sỗ thâp với các nhóm dạng xung
Các phép do sự khác pha và thời gian
LORAN-C dựa trán các chuôi cùa 3 trạm hoặc nhiều hon Độ chinh xác (2ơ) 0,6-2,6 km Tằn sổ sóng mang 100kHz
Vùng phú lớn nhất cúa 1 chuỗi 2000 - 3500 km
Có hom 30 chuôi trên toàn thế giới t5% mức cao (Cat.l, II) Độ chinh xác cúa đòng hò độ cao khi áp (2ơ): ±20 25 m
Hình 13: Phụ trợ dẫn đường chiều đứng
3.2.8 Những hạn chế của hệ thống dẫn đường hiện tại
❖NDB: Tính năng nghèo, phụ thuộc lớn vào nhiễu khí quyển, vùng phủ hạn chế (khoảng cách lớn nhất khoảng 50-70 Nm)
❖DME: Dung lượng hạn chế (100 máy bay), hệ thống tầm nhìn thẳng (khoảng cách lớn nhất 200 Nm)
Hệ thống VOR cung cấp tầm nhìn thẳng cho các khu vực ngoài dịch vụ, với bán kính khoảng 50 Nm Tuy nhiên, mức độ chính xác và các đặc điểm địa hình có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của hệ thống này.
ILS là hệ thống giúp định vị chính xác cho tất cả các loại máy bay, đặc biệt trong các khu vực dịch vụ hạn chế và khi có những giới hạn về địa hình.
❖ LORAN-C: Thiếu các hệ thống điện tử hàng không được lắp đặt
❖Các máy đo độ cao: Sự cần thiết phải đặt áp suất làm tăng khả năng xảy ra lỗi vận hành.
3.3 Các hệ thống dẫn đường tương lai:
Mục tiêu chính của việc thực thi hệ thống dẫn đường trong khái niệm CNS/ATM của ICAO là nâng cao năng lực không gian trời nhằm đáp ứng sự gia tăng lưu lượng bay Hệ thống này được chia thành ba phần lõi, mỗi phần đóng góp vào việc cải thiện hiệu quả và an toàn trong hoạt động hàng không.
+ Dẫn đường khu vực (RANV)
+ Tính năng dẫn đường theo yêu cầu (RNP)
❖ Sự cần thiết tăng cường
3.3.2 Các hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu
(Global Navigation Satellite System- GNSS)
GNSS, hay Hệ thống Thông tin Định vị Toàn cầu, là một công nghệ xác định vị trí và thời gian toàn cầu Hệ thống này bao gồm nhiều vệ tinh cùng với các bộ thu trên máy bay, kết hợp với việc giám sát tính toàn vẹn của hệ thống GNSS được thiết kế để hỗ trợ RNP (Required Navigation Performance) trong các giai đoạn hoạt động thực tế.
❖ GNSS bao gồm GPS và GLONASS và Các tăng cường
+ Hệ thống định vị toàn cầu là GPS NAVSTAR
+ Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu GLONASS
Giám sát - Surveillance
Giám sát là một trong ba chức năng phương thức trọng yếu (CNS) hỗ trợ cho hệ thống ATM Mục tiêu chính của giám sát là cung cấp thông tin chính xác và tin cậy về vị trí hiện tại của máy bay cho nhân viên và hệ thống ATC.
Dịch vụ giám sát hàng không được thực hiện thông qua hệ thống radar, cho phép KSVKL theo dõi vị trí của các tàu bay trên màn hình radar tại bàn kiểm soát không lưu.
4.2 Phân loại hệ thống giám sát
- Theo hệ thống giám sát:
Giám sát độc lập cho phép xác định vị trí của tàu bay và thông báo cho trung tâm kiểm soát không lưu Hệ thống này bao gồm Radar sơ cấp (PSR) và Radar thứ cấp (SSR), giúp nâng cao hiệu quả trong việc theo dõi và quản lý không phận.
Giám sát phụ thuộc là phương pháp mà tàu bay tự xác định vị trí thông qua các thiết bị dẫn đường onboard, sau đó người lái sẽ thông báo lại vị trí đó cho trạm mặt đất qua điện thoại Phương pháp này chủ yếu được áp dụng trong các khu vực trên đại dương hoặc những nơi mà radar không thể bao phủ.
Radar kiểm soát bề mặt sân bay (Surface Movement Radar - SMR) hoạt động trong dải tần số băng X (8-12 GHz) hoặc Ku (12-18 GHz) với ăng ten quay tốc độ 60 vòng/phút Thiết bị này thường được lắp đặt trên đỉnh Đài chỉ huy (TWR) ở độ cao khoảng 40-100m, gần khu vực trung tâm đường lăn (taxiway) và sân đỗ (apron) SMR giúp kiểm soát viên quan sát hoạt động lăn của các tàu bay và các loại xe cộ khác trong khu vực, với tầm phủ lên đến 5 km.
+ Radar tiếp cận - Airport radar: Dải tần số băng S (2-4 GHz), ăng ten quay tốc độ 12-
Tốc độ 15 vòng/phút được sử dụng để giám sát các tàu bay trong khu vực tiếp cận và cất, hạ cánh tại sân bay Hệ thống này có tầm phủ từ 60-80 hải lý (tương đương 100-150 km).
Radar đường dài - En-route hoạt động trong dải tần số băng L (1-2 GHz) với ăng ten quay tốc độ từ 6-12 vòng/phút Thiết bị này thường được lắp đặt trên núi cao để tối ưu hóa tầm phủ rộng, tránh bị che khuất bởi các chướng ngại vật Để đạt được tầm phủ tối đa, radar thường được đặt xa trung tâm Trong vùng FIR, nhiều radar được triển khai để đảm bảo tầm phủ chồng lấn và tăng cường khả năng dự phòng lẫn nhau, với tầm phủ đạt từ 200-250 hải lý (400-450 km).
4.3 Môi trường giám sát hiện tại
\Radar sơ cầp và thứ cẩp(L and S-band);
L^-Radar giâm sát bay đường dài (ARSR) -Radar giám sát khu vực trung tặn (TAR) -Radar giám sát tiếp cận (SRA) radar sơ câp(S and X-band):
> Radar sơ cáp (S and X-band):
Radar giám sát di chuyẻn mật sân bay SMR) Thiết bị phát hiện trên bề mật sân bay(ASDE) Radar giám sát sản bay(ASR) radar sơ cấp (X-band):
Radar tiếp cận chính xác(PAR)
Hình 18: Các hệ thống radar hiện tại
❖ Phương thức giám sát Radar
Máy bay có thể được nhận dạng qua định dạng máy bay bằng ký hiệu radar (SSR) hoặc bằng cách tương quan dấu hiệu vị trí radar cụ thể (PSR) với vị trí được báo cáo của máy bay.
Việc xác định vị trí máy bay được thực hiện thông qua lưới tọa độ (phương vị - cự ly) hiển thị trên màn hình radar Ngoài ra, các hệ thống kiểm soát không lưu (ATC) tiên tiến còn cung cấp thông tin về tọa độ địa lý của máy bay.
+ Trợ giúp Dẫn đường: Trợ giúp dẫn đường dựa trên việc chuyển số liệu về vị trí lấy từ radar cho phi hành đoàn
Vectoring là phương pháp phân cách không gian hàng không, trong đó phi hành đoàn nhận thông tin về lộ trình bay từ kiểm soát viên không lưu Dữ liệu này giúp điều chỉnh hướng đi của máy bay theo yêu cầu, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình bay.
❖ Các hạn chế của các hệ thống giám sát hiện tại
+ PSR: Tầm phủ hạn chế, có vấn đề về nhiễu,chỉ có số liệu về vị trí mục tiêu
+ SSR: Tầm phủ hạn chế,có vấn đề về búp sóng phụ, fruit and garbling
+ SMR: Có vấn đề về nhiễu,chọn lựa mục tiêu và nhận dạng
+ VHF/DF: Tầm phủ hạn chế, chất lượng nghèo nàn(chỉ có số liệu phương vị, độ chính xác và năng lực thấp
+ Phụ trợ bằng mắt: Cự ly hạn chế, gặp vấn đề về định dạng mục tiêu, hoạt động cực kỳ phụ thuộc vào điều kiện thời tiết
+ Báo cáo vị trí bằng thoại: Có vấn đề về tính kịp thời, năng lực thấp, kiểm soát viên phải làm việc nhiều
Hình 19: Tóm tắt giám sát hiện tại
❖ Radar giám sát sơ cấp:
❖ Radar giám sát thứ cấp
Nhận dạng tnáy bayBỹphạ* đa p thiết lập số liệu Phát (SQUAWK)
Dóng suất xung phát cùa trạm SSR mát đảt đạt tới háng chục hoặc hàng trăm kilovvatts Modet
4.4 Môi trường giám sát trong tương lai
ADS (Automatic Dependent Surveillance) là một công nghệ giám sát tiên tiến, đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết các vấn đề giám sát hiện tại Nó cho phép người dùng, cả trên mặt đất và trên không, tự động truyền tải dữ liệu nhận được từ các hệ thống dẫn đường tích hợp thông qua một liên kết dữ liệu.
- Thiết bị điện tử trên tàu bay
- Giao diện kiểm soát viên
❖ Phân biệt các loại ADS
- Trong trường hợp ADS, một liên kết hai chiều không địa được yêu cầu, với ADS-
B, các liên kết dữ liệu một chiều đáp ứng như là thông tin được gửi trong chế độ quảng bá.
ADS-C là hệ thống giám sát chính, trong khi ADS-B đóng vai trò bổ sung, cung cấp khả năng xử lý tình huống toàn diện cho tất cả các vùng không gian, bao gồm cả khu vực ngoài biển.
- ADS-B sẽ trở thành giám sát chính trong tương lai trong vùng lục địa trong khi ADS-C sẽ giám sát trên vùng biển và vùng lục địa xa.
ADS-B sẽ mang lại nhiều ứng dụng không gian và mặt đất, như cải thiện hệ thống GNSS và cung cấp dịch vụ thông báo không lưu hiệu quả hơn.
Hình 20: Trình diễn của ADS-B
4.5 Tổng kết lợi ích của hệ thống hệ thống giám sát mới
- Mức trách nhiệm cao hơn của KSVKL với những thay đổi chuyến bay
- Giảm lỗi trong các báo cáo vị trí
- Cải thiện giám sát mặt đất.
TỔNG QUAN VỀ DẪN ĐƯỜNG HÀNG KHÔNG CNS/ATM
Khái niệm về NDB
NDB, hay còn gọi là Non Directional Radio Beacon, là một loại đài dẫn đường vô tuyến vô hướng Hệ thống NDB được lắp đặt tại các sân bay và một số vị trí cố định, giúp máy bay xác định hướng bay và định vị sân bay cần đến.
Tín hiệu NDB có khả năng truyền xa hơn so với VOR nhờ vào việc đi theo đường cong của bề mặt trái đất, đặc biệt ở các vĩ độ thấp Tuy nhiên, tín hiệu này lại dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như khí quyển, địa hình đồi núi, khúc xạ ven biển và sấm sét, nhất là khi ở khoảng cách xa.
Hình 21: Một số đài dẫn đường vô hướng NDB
Cấu tạo của đài NDB
Cấu tạo NDB gồm 2 đài nhằm mục đích phù trợ không vận trong hai chế độ:
Hình 22: Đài NDB sử dụng phục vụ hạ cánh
+ Công suất nhỏ hơn 1kW thì dùng anten hình chữ T.
+ Công suất lớn hơn hoặc bằng 1kW thì dùng anten trụ.
- Trang thiết bị đặt trên máy bay gồm:
+ Máy thu ADF (Automatic Direction Finder)
+ Anten vô hướng: có 1 sợi dây dài.
Hình 23: Đài NDB sử dụng phục vụ dẫn đường
(Non-Directional radio Beacon - NDB)
Bộ tim hướng tự động
Bộ ồhl thị phương V| ADF Đặc tính hệ thông NDB - ADF
Phạm vi'' Độ chinh xác (2ơ)
Loại song Đài mặt cất
T 7 degrees Phương vị tương đối 200 1750 kHz
Hình 24: Mô hình của đài
+ Anten định hướng: Anten khung có thê hình tròn, hình vuông hoặc chữ nhật.
Chức năng của đài dẫn đường NDB
Máy bay trang bị hệ thống ADF (Automatic Direction Finder) có khả năng xác định hướng của đài NDB và hiển thị thông tin trên bộ chỉ thị hướng tương đối RBI (Relative Bearing Indicator) Phi công sẽ giải mã tín hiệu Morse nhận được để xác định đài NDB, từ đó định hướng đường bay phù hợp.
Hình 25: Minh họa xác định hướng của đài NDB
Nhiệm vụ của đài dẫn đường NDB
Khi NDB thực hiện nhiệm vụ đài gần và đài xa (Locator), nó hỗ trợ cho tàu bay xác định trục tâm (Center line) của đường CHC kéo dài trong chế độ Landing.
- Đài TD, đài GV xác định trục tâm đường CHC 25R (TSN)
- Đài SG, Đài GN xác định trục tâm đường CHC 25L (TSN)
- Đài BU, đài HT xác định trục tâm đường CHC 09 (BMT)
Khi NDB hoạt động như một đài điểm cho sân bay, nó hỗ trợ máy bay xác định hướng bay về sân bay và hạ cánh bằng phương pháp quan sát.
Hình 26: Bay về đài NDB
Khi NDB hoạt động như một đài điểm cho đường bay trong chế độ Enroute, nó được đặt tại các giao điểm giữa các đường hàng không, giúp hướng dẫn tàu bay di chuyển đúng lộ trình Đài NDB cũng có khả năng xác định vị trí của tàu bay một cách chính xác.
Hình 27: Sử dụng hai đài NDB
+ Giúp cho tàu bay xác định được trục tâm (Center line) đường CHC kéo dài.
+ Làm nhiệm vụ đài điểm cho một sân bay.
+ Nó giúp cho tàu bay xác định được hướng bay về sân bay sau đó hạ cánh theo phương thức bằng mắt.
+ Làm nhiệm vụ thời điểm cho một đường bay.
+ Nó được đặt nơi giao điểm giữa các đường hàng không (Airway) hay giữa một đường hàng không, giúp tàu bay bay đúng đường hàng không đó
Các Phương Thức Khai Thác NDB
2.1 Đài NDB được sử dụng cho dẫn đường trung cận:
- Các đài NDB được bố trí dọc theo đường bay.
- Tầm phủ sóng phải thoả mãn tiêu chuẩn ICAO.
- Có độ chính xác cho phép ± 10°.
2.2 Đài NDB được sử dụng cho dẫn đường tiếp cận và vùng chờ
- Sử dụng tối thiểu hai đài NDB, cho một hướng tiếp cận.
- Vùng chờ có thể sử dụng một hoặc hai đài NDB.
- Tầm phủ sóng phải thoả mãn tiêu chuẩn ICAO.
- Phương thức tiếp cận không linh hoạt.
- Có độ chính xác cho phép ± 5°.
Tiêu chuẩn của cục Hàng Không Việt Nam về đài dẫn đường NDB
Đài dẫn đường vô tuyến vô hướng NDB đóng vai trò quan trọng trong hoạt động hàng không tại Việt Nam Các đài NDB phục vụ như đài điểm cần có bán kính tầm phủ sóng danh định từ 25 đến 125 hải lý, trong khi các đài phụ trợ tiếp cận hạ cánh có bán kính từ 10 đến 25 hải lý.
Giá trị cường độ trường tối thiểu trung bình trong vùng phủ sóng danh định là 70 dBpV/m, với công suất bức xạ không vượt quá 2dB so với giá trị cần thiết để đảm bảo vùng phủ sóng theo yêu cầu.
Bức xạ vô tuyến từ anten được phát ra liên tục và vô hướng trong không gian, giúp máy bay nhận diện đài phát mà không bị gián đoạn Khi máy bay bay qua đài NDB, hướng chỉ thị sẽ thay đổi 180 độ.
Trong một đài NDB, thường có hai máy phát được lắp đặt để đảm bảo hoạt động liên tục của hệ thống Các máy phát này sử dụng nhiều nguồn điện khác nhau, giúp duy trì sự ổn định và không gián đoạn trong quá trình vận hành.
❖ Đường hàng không nội địa:
Đường hàng không nội địa tại Việt Nam có điểm khởi đầu và kết thúc nằm trong lãnh thổ quốc gia, với chiều rộng tiêu chuẩn là 20 km, có thể mở rộng đến 30 km trong những trường hợp đặc biệt Giới hạn thấp của đường hàng không này được xác định là độ cao bay an toàn tối thiểu Các đường hàng không nội địa được ký hiệu bằng chữ W và đánh số thứ tự bằng chữ số Ả Rập.
❖ Đường hàng không quốc tế
Đường hàng không trong không phận Việt Nam có chiều rộng 30 km và trong vùng thông báo bay trên biển quốc tế do Việt Nam quản lý là 90 km Giới hạn thấp nhất là độ cao bay an toàn Các đường hàng không quốc tế được ký hiệu bằng các chữ cái A, B, G, L, M, N, P, R và được đánh số bằng chữ số Ả Rập.
3.2 Tiêu chuẩn dựa trên đường hàng không
- Nhu cầu giao lưu hàng không quốc tế
- Yêu cầu hoạt động bay nội địa
- Yêu cầu, khả năng cung cấp các dịch vụ bảo đảm hoạt động bay, bảo đảm an ninh, an toàn hàng không
- Yêu cầu, khả năng quản lý và bảo vệ vùng trời, bảo đảm quốc phòng và an ninh quốc gia
- Phù hợp quy hoạch phát triển ngành hàng không dân dụng Việt Nam và kế hoạch không vận của Tổ chức Hàng không dân dụng quốc tế.
3.3 Hệ thống đài NDB khu vực TCT cảng HKMN
STT Tên khu Vực Xhiệm vụ Thiết bị fct (Khz) ('ông suât (W)
25 R Đài xa ND 500 358 50/125 TD H24 Đài gần ND 500 375 30 125 GV H24
25 L Đài xa ND 500 326 50/125 SG H24 Đài gan ND500 343 30 125 GN H24
2 Sân bay LK Đài xa ND 330 1000 DL H12 diêm 4000 Đài gần ND 500 3Ỉ2 50/125 HYD OÍT
3 Sân bay Đài xa ND 386 1000 BU H24
BMT điêm 4000 Đài gan ND 500 370 50/125 HT HS
4 Sân bay CL Đài gần XLA 50 350 50 CL Off
5 Sân bay pọ Đài gan ND 500 278 50 125 pọ HS
6 Sân bay RG Đài gan ND 500 335 50/125 RG HS
7 Sân bay ỌL Dài gan ND 500 305 50/125 ỌL HS
8 Sân bay cs Đài gan UCFR 330 100 cs HS
9 Sản bay CT Dài xa 244 MT HS Đài gan 408 M HS
Dài xa 244 PL HS Đài gan 408 p HS
3.4 Hệ thống đài NDB khu vực TCT cảng HKMT
STT Tên Khu Vực Nhiệm vụ Thiết bị írt ( Khz) ằ4?
Cát Bi Đài xa 274 BK HS
Vinh Đài xa 218 xw HS
5 Sân bay Điện Biên Đài gần 380 DB HS
Gia Lảm Dài gan 408 GL HS
3.5 Hệ thống đài NDB khu vực TCT cảng HKMT
Vực Nhiệm vụ Thiết bị fct
Phú Cát Đài xa ND 250 500 PC H24
4 Sân bay Đài gan ND 282 1000 PK HS
5 Sân bay Đài gân LX 200 150 TH HS Đỏng Tác 4000
6 Sân bay Đài gân ND 289 200 NG HS
7 Sân bay Đài gan ND 414 500 CR H24
Chu Lai Đài gan UCFR 300 100 CQ HS
3.6 Hệ thống đài NDB khu vực quản lý bay
SI 1 Tên Khu Vực Nhiệm vụ Thiết bị fct ( Khz| (ông suất (Wằ
1 Khu Vực MN Đài An Lộc Đài điêm SA 320 1000 AC H24
Khu vực MB Đài Mộc Đài diêm
Tiêu chuẩn của tổ chức Hàng Không dân dụng Quốc Tế về NDB (ICAO)
Đài chỉ mốc (Locator): là đài NDB làm việc trong giải tần LF/MF được sử dụng cho mục đích tiếp cận hạ cánh.
Máy thu ADF: Có giải thông bằng 6 KHz.
4.1 Giải tần số làm việc (Radio írequencies)
Giải tần làm việc của các đài NDB dao động từ 190KHz đến 1.750KHz, với sai số tần số cho phép là Af - 0,01% Đối với các đài NDB có công suất phát trên 200W và tần số làm việc lớn hơn 1.606,5KHz, yêu cầu về sai số tần số là 0,005%.
Các đài Locator hỗ trợ hệ thống ILS cần có tần số làm việc cách nhau một khoảng Afcr, được quy định trong giới hạn từ 15 KHz đến 25 KHz.
Công suất phát của đài NDB phải được đảm bảo phủ sóng ứng với một cự ly nhất định tùy thuộc vào nhiệm vụ của đài.
- Trong chế độ “landing” : Từ (10 - 25) nautical mile.
- Trong chế độ “en-route”: Từ (25 - 150) nautical mile.
- Công suất phát của một đài NDB không được vượt quá 2dB so với mức cần thiết để đảm bảo tầm phủ sóng của cự ly cho phép.
Tín hiệu âm tần điều chế của đài NDB thoả mản các tiêu chuẩn sau:
- Tần số âm thanh điều chế (The Modulating tone):
- Độ sâu điều chế (The depth of modulation) □ 95%
4.4 Tín hiệu nhận dạng (Identiíication)
- Sử dụng mã Morse quốc tế
- Nội dung : từ hai đến ba từ (chữ hoặc số).
- Thời gian được phép mất Ident : Không quá 60s.
Hình 28: Bảng mã Morse quốc tế
4.5 Hệ thống giám sát và điều khiển (Monitoring)
Tiêu chuẩn tối thiểu của hệ thống giám sát và điều khiển của một đài NDB gồm:
- Công suất: Khi công suất giảm -3 dB phải tự động chuyển máy (hoặc tắt máy).
- Mất tín hiệu nhận dạng: Phải tự động chuyển máy (hoặc tắt máy).
- Hệ thống Giám sát có sự cố: Phải tự động chuyển máy (hoặc tắt máy).
4.6 Hệ thống cấp nguồn (Power supply)
Hệ thống cấp nguồn đầy đủ cho một đài NDB gồm ba dạng theo thứ tự ưu tiên sau:
- Điện mạng công nghiệp (AC)=> Điện máy nổ (AC)=> Ảc-quy (DC).
- Khi mất nguồn, thời gian chuyển đổi từ nguồn này sang nguồn khác tùy thuộc vào nhiệm vụ của thiết bị (thông thường từ 8”- 20”).
- Hệ thống chuyển đổi lý tưởng là hệ thống chuyển đổi tự động Mô hình hoạt động của hệ thống được chỉ ra ở hình vẽ dưới đây
Hình 29: Sơ đồ chuyển đổi hệ thống nguồn
Thông thường các đài NDB sử dụng các dạng Ăng-ten sau :
Ăng-ten Polestar nổi bật với hệ số phẩm chất cao, được đánh giá qua tham số hệ số bức xạ Tham số này định nghĩa khả năng phát và thu sóng của ăng-ten, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và độ ổn định trong việc truyền tải tín hiệu.
Input power to antenna Radiation efficiency of antenna
10KW 0,3% (-25 dB) công su ấ t b ứ c x ạ ra không gian công su ấ t đ ầ u vào c ủ a ăng ten
Hệ số bức xạ của ăng-ten tỷ lệ thuận với công suất đầu vào từ máy phát; công suất càng lớn, hệ số bức xạ càng cao, cho thấy phẩm chất của ăng-ten cũng được nâng cao.
Bảng 1: Sự phụ thuộc giữa công suất đầu vào của ăng-ten và hệ số bức xạ
4.8 Vị trí đặt đài (Siting)
Khi NDB hoạt động như một đài locator hỗ trợ cho hệ thống ILS, nó được đặt ở vị trí của đài Outer và Middle marker, đồng thời nằm cùng một phía với trục tâm đường hạ cánh.
- Khi NDB là đài điểm :
Trong chế độ Enroute, điểm này có thể là giao điểm của hai đường bay hoặc nằm trên một đường bay và đóng vai trò là tâm của đường bay đó Chiều cao của anten được tính toán để phù hợp với công suất của máy.
Trong chế độ Landing, anten cần được đặt tại sân bay ở vị trí thuận lợi cho việc phát sóng, đồng thời phải tuân thủ quy định về chiều cao để không vi phạm các quy định về chướng ngại vật của sân bay.
-Khi NDB là đài gần, đài xa :
+ Nếu là đài xa, chiều cao Ăng-ten tối thiểu 18 m, vị trí đài cách điểm chạm bánh trên đường CHC từ 6.500 m đến 11.100 m
+ Nếu là đài gần, chiều cao Ăng-ten tối đa 12 m, vị trí đài cách điểm chạm bánh trên đường CHC 900 m đến 1.200 m
THIẾT BỊ NDB SA 1000
Mô tả tổng quát về máy phát SA1000
Máy phát AM SA1000 có công suất điều chỉnh từ 200w đến 1000w, sử dụng công nghệ switching cho các tầng công suất và khối điều chế, ổn áp Thiết kế này giúp hệ thống đạt hiệu suất cao trong kích thước nhỏ gọn.
Phần kích thích RF bao gồm một mạch tổng hợp tần số từ 190 đến 535 kHz, được điều khiển bằng thạch anh, cùng với một mạch dao động phát ra hai tần số âm tần 1020 Hz hoặc 400 Hz cho đài hiệu Hệ thống còn có một bộ tạo mã đài hiệu theo mã Morse có thể được cài đặt bằng công tắc, kèm theo một mạch kiểm tra và một mạch xử lý thoại tùy chọn.
Máy phát có bốn hệ thống công suất độc lập, mỗi hệ thống công suất 250w Mỗi hệ thống bao gồm bộ lọc ngõ ra, tầng khuếch đại công suất switching và bộ điều chế/ổn áp switching Tín hiệu RF từ các hệ thống được kết nối lại, cung cấp tổng công suất 1000w đến bộ ghép ante.
> Đài NDB gồm 2 máy phát SA1000 và một bộ chuyển đổi tự động đưowjc đặt trong một tủ máy duy nhất.
Đặc tính của máy phát SA1000
> Chất lượng: Thõa mãn các đòi hỏi của ICAO và FCC.
Tần số hoạt động là 190:535kHz, với tần số điều khiển được tổng hợp bằng thạch anh Người dùng có thể lựa chọn tần số bằng cách thay đổi công tắc, với các bước cách nhau 500Hz Độ ổn định của thiết bị đạt tốt hơn 0,005% trong dải nhiệt độ từ -40°C đến 70°C.
> Công suất sóng mang trên tải 50Q chỉnh được liên tục từ 200w đến 1000w.
> Điều chế: Mạch điều chế / ổn áp cung cấp mức điều chế từ 0:95%.Âm tần 400hz hoặc 1020hz trong may được lựa chọn bằng cách đặt jumper.
> Nguồn điện vào: 115/230 VAC ± 10%, 50/60hz 1 pha và 144VDC Công suất tiêu thụ danh định là 1800w với 1000w công suất sóng mang phát ra và điều chế ở mức 95%.
Khi sử dụng nguồn điện bình trong trường hợp mất điện, cần đảm bảo có hai loại điện thế là 144VDC và 24VDC Công suất yêu cầu cho 144V là 8A, trong khi đó 24V cần 2,5A Lưu ý rằng công suất ra có thể giảm khoảng 15% hoặc ít hơn.
> Đo đạc: các đồng hồ trên mặt máy sẽ đo công suất ra, công suất sóng dội, điện thế
> cấp cho tầng công suất, dòng điện công suất, phần trăm biến điệu, mức âm tần ngõ vào( khi dùng thoại).
Đài hiệu: Bộ keyer bán dẫn cung cấp 95 công tắc để điều chỉnh các khoảng tương đương trong mã Morse, với khoảng thời gian có thể điều chỉnh từ 63ms đến 1666ms.
Cầu chì riêng biệt được sử dụng để bảo vệ các mạch AC và DC, đảm bảo an toàn cho hệ thống điện Khi hệ số sóng đứng VSWR vượt quá giá trị đã được thiết lập, cầu chì sẽ kích hoạt để ngăn chặn hư hại cho mạch.
> Điều kiện hoat động: Nhiệt độ từ -5(>'C': +70 o C, độ ẩm từ 0:100%.
Kiểm tra giám sát là quy trình quan trọng để đảm bảo máy phát hoạt động ổn định Máy phát sẽ tự động ngưng hoạt động khi mất đài hiệu, điều chế xuống thấp hơn mức đã chỉnh, tone đài hiệu bị dính, công suất giảm xuống dưới mức quy định, hoặc sóng phản xạ tăng cao Đối với hệ thống có máy dự phòng, khi tín hiệu ngưng máy phát, máy dự phòng sẽ tự động khởi động để duy trì hoạt động.
> Ngõ vào ( tùy chọn ): Cân bằng, 600Q±20%, -17dbm, dòng DC không vượt quá mức3mADC
Mô tả tổng quát bộ ghép anten PC-1kilo
> Bộ ghép anten dùng để ghép công suất ra của máy phát có trở kháng 50Q với anten hoặc chữ T,hoặc anten trụ.
Bộ ghép bao gồm một biến thế phối hợp trở kháng và một cuộn dây lớn, có các đầu ra kết nối với một vòng điều chỉnh cộng hưởng Vòng điều chỉnh này có thể được điều khiển tự động bằng motor hoặc quay bằng tay để đảm bảo hiệu suất tối ưu.
> Bộ ghép được lắp đặt trong một hộp bằng nhôm, có bảo vệ tác động của thời tiết và được thiết kế để lắp đặt ngoài trời.
Đặc tính bộ ghép anten PC-1 Kilo
> Trở kháng tải: 2Q:25Q điện trở,700pF:1500pF điện dung.
> Tần số: 190KHZ :535KHZ với tải 700pF :1500pF.
> Công suất RF ngõ vào: 2000W trung bình,4000w đỉnh.
> Đồng hồ đo: dùng anten, công suất sóng dội, một đồng hồ công tắc 4 vị trí: OFF,công suất sóng dội, 0-20A,0-10A.
Cộng hưởng là một hệ thống bao gồm cuộn dây lớn, các đầu chọn thô và tinh, cùng với một vòng chỉnh cộng hưởng có khả năng quay Các đầu chọn thô và tinh được kết nối thông qua các mối hàn phía sau bảng thao tác Hệ thống tự động điều chỉnh sẽ đảm bảo vòng cộng hưởng được đặt ở vị trí cộng hưởng chính xác.
> Điều kiện làm việc : Nhiệt độ từ -50oC :70oC, độ ẩm lên đến 95%,độ cao lên đến
> 4000m Bộ ghép anten được thiết kế để lắp đặt ngoài trời.
> Nguồn điện vào: 12VDC, 50mA,do máy phát cung cấp hoặc 110/220VAC( tùy chọn) khi dùng với các máy phát khác.
> Kích thước: dài 120cm,đường kính 76cm.
Mô tả tổng quát về bộ chuyển đổi SA
Bộ chuyển đổi tự động sẽ chuyển đổi hoạt động từ máy phát chính sang máy phát dự phòng khi công suất RF giảm dưới mức quy định, mức điều chế thấp hơn ngưỡng cho phép, hoặc khi tín hiệu đài bị mất, bị nhiễu, hoặc công suất sóng phản hồi vượt quá giá trị cho phép.
Nguyên lý hoạt động
> Nguồn điện vào: 12VDC, 50mA,do máy phát cung cấp hoặc 110/220VAC( tùy chọn) khi dùng với các máy phát khác.
> Kích thước: dài 120cm,đường kính 76cm.
1.5 Mô tả tổng quát về bộ chuyển đổi SA
Bộ chuyển đổi tự động sẽ tự động chuyển đổi hoạt động từ máy phát chính sang máy phát dự phòng khi công suất RF giảm xuống dưới giá trị cài đặt, mức điều chế thấp hơn mức quy định, hoặc khi tín hiệu đài bị mất, bị nhiễu, hoặc công suất sóng phản hồi cao hơn mức cho phép.
1.6 Đặc tính bộ chuyển đổi tự động SA
> Nhiệm vụ điều khiển : tắt mở hệ thống:
> PRIMARY: máy phát nào được chọn là máy chính
> SECONDARY: máy phát chính bị hỏng,máy phát phụ đang hoạt động.
> FAIL: Cả hai máy phát hỏng, một tiếp điểm relay được cung cấp ở sau bảng I/O.
> Điều kiện làm việc: nhiêt độ từ -40 O C : '70°C, độ ẩm từ 0:100%.
> Bảo vệ mạch: Các cầu chì AC,DC, các ngõ vào logic được cách ly bởi các trở kháng nối tiếp và các diode kẹp.
2.1 Mô tả chức năng các khối trong SA1000
Bộ tổng hợp tần số trên card KWOSTN sử dụng mạch dao động LC điều khiển bằng điện áp để tạo ra tín hiệu RF, hoạt động ở tần số gấp đôi tần số hoạt động Tín hiệu RF này được chia để tạo ra tín hiệu 1KHZ, sau đó được đưa vào mạch vòng khóa pha PLL để so sánh với tín hiệu 1KHZ chuẩn từ dao động thạch anh 4096MHZ.
Chia xuống tầng lái RF là quá trình sóng vuông ở tần số hoạt động từ card tổng hợp tần số, được đệm với một cổng đảo trên card chính bộ kích thích Sau đó, tín hiệu này được đưa đến ngõ vào của tầng khuếch đại công suất để tăng cường hiệu suất.
Card tạo âm tần đài hiệu phát ra hai tín hiệu âm tần là 400Hz và 1020Hz Một trong hai tín hiệu này sẽ được chọn và truyền qua một cổng được kiểm soát bởi mạch tạo đài hiệu, trong khi cổng còn lại do mạch âm tần kiểm soát Người dùng có thể điều chỉnh mức độ điều chế thông qua nút Modulation Level Control trên thiết bị.
> Bộ tạo đài hiệu: Gồm một mã hóa đài hiệu và 1 hoặc 2 card than ghi dịch mã hóa tùy
Chiều dài của đài hiệu ảnh hưởng đến việc mã hóa Card mã hóa đài hiệu chuyển đổi các bits mã hóa từ card thanh gi dịch mã hóa đến cổng, cho phép âm tần đi qua theo xung nhịp.
> Phần thoại(tùy chon): khi có yêu cầu sử dụng thoại NDB, nó sẽ được xử lý trên card âm tần
Tầng lái điều chế nhận các tín hiệu đài hiệu, tín hiệu DC và thoại, sau đó thực hiện việc cộng, đệm và điều chỉnh mức tín hiệu trên card chính của bộ kích thích trước khi truyền đến ngõ vào tầng điều chế.
Tầng điều chế tạo ra tín hiệu tổng hợp, được đưa vào mạch điều chế độ rộng xung, nhằm tạo ra chuỗi xung 12Q:160KHz với độ rộng xung tương ứng với điện áp ngõ vào Những xung này sẽ điều khiển mạch ổn áp switching, từ đó cung cấp điện áp điều chế cho tầng công suất.
Tầng điều chế GPS là một tùy chọn quan trọng trong hệ thống NDB, có chức năng phát tín hiệu sửa sai DGPS Để thực hiện nhiệm vụ này, người ta sử dụng card giao tiếp điều chế GPS thay vì card tổng hợp tần số KWOSYN.
Các bộ khuếch đại công suất loại switching toàn cầu có khả năng khuếch đại tín hiệu RF, cung cấp tín hiệu đã điều chế biên độ đến các khối lọc.
> Mạch lọc: Các khối lọc bao gồm tần số 190 :535KHz trong 5 băng.Các băng được lựa chọn bằng các jumper.
> Kiểm tra: tín hiệu ngõ ra của bộ lọc được đưa qua card KWRF để đến ngõ ra RF 50G.
> Nguồn cấp điện: Nguồn cấp cho máy phát có thể được cung cấp từ 115/230VAC hoặc
24VDC và 144VDC hoặc cả hai.
Bộ nạp bình tùy chọn cung cấp hai phương thức nạp tự động: nạp nhanh và nạp chậm, tùy thuộc vào điều kiện của bình Mạch vệ sẽ đảm bảo an toàn bằng cách ngăn chặn việc nạp hoặc xả quá mức cho phép.
2.2 Mô tả nhiệm vụ của hệ thống chuyển đổi tự động SA:
Hệ thống máy phát đôi bao gồm hai máy phát giống nhau hoạt động độc lập, đi kèm với một bộ chuyển đổi tự động Trong trạng thái bình thường, bộ chuyển đổi này đảm nhiệm việc cung cấp kết nối tín hiệu và nguồn điện cho một trong hai máy phát.
Mọi máy phát đều có thể hoạt động như máy phát tùy thuộc vào công tắc chọn Máy phát chính được gọi là PRIMARY, và khi xảy ra hỏng hóc, card kiểm tra sẽ phát hiện và ra lệnh ngưng máy Bộ chuyển đổi sẽ nhận diện tình trạng này và tiến hành xử lý chuyển đổi một cách tự động thông qua card logic.
> chuyển đổi tự động đầu tiên sẽ ngưng cấp điện cho relay cấp điện đến máy phát chính (PRIMARY).
Sau một khoảng thời gian ngắn, các ghép nối đến bộ ghép anten sẽ được chuyển sang máy phát phụ (SECONDARY) Tiếp theo, relay sẽ cung cấp điện cho máy phát phụ Hoạt động của máy phát phụ được giám sát bởi card kiểm tra trong máy phát phụ, cho đến khi phát hiện lỗi hoặc khi có lệnh reset trở lại máy phát chính bằng cách nhấn nút reset trên bộ chuyển đổi.
Trạng thái hoạt động của máy phát đôi được hiển thị qua ba đèn LED và một relay báo động Đèn xanh cho biết máy phát chính đang hoạt động, đèn vàng cho biết máy phát phụ đang hoạt động (khi chuyển đổi từ máy chính sang máy phụ), và đèn đỏ cho biết máy phát phụ bị hỏng Relay báo động sẽ kích hoạt khi đèn LED đỏ sáng, cảnh báo tình trạng hỏng hóc của máy.
Nguồn điện cho bộ chuyển đổi có thể là AC hoặc DC Để chọn điện áp AC, bạn cần thay đổi jumper trên card điều khiển chuyển đổi bên trong mặt trước máy (5A1).
Phân tích mạch chi tiết máy phát SA1000
3.1 Mạch tổng hợp tần số KWOSYN
Mạch dao động Colpitts 3 điểm điện dung được hình thành bởi transistor Q1 và mạch kết hợp của nó, cho phép tần số thay đổi từ 2 lần 190KHz đến 2 lần 535KHz.
Sử dụng cả hai cuộn dây L1 và L2 cho phép điều chỉnh tần số từ 2 lần 190KHz đến 2 lần 320KHz Trong khi đó, khi chỉ sử dụng cuộn dây L1, tần số có thể điều chỉnh từ 2 lần 320KHz đến 2 lần 535KHz, phụ thuộc vào điện áp điều khiển từ chân 9 và chân 13 của IC mạch khóa pha PLL U2, cũng như việc điều chỉnh các cuộn dây L1 và L2.
Tần số hoạt động được điều chỉnh qua ba công tắc S2, S3 và S4, với khả năng cộng thêm 0,5KHz khi kết nối J1 Bộ chia U4 sẽ chia đôi tần số đã chọn, tạo ra tín hiệu 1KHz tại chân 23 Đồng thời, U1 chia tín hiệu 4.096MHz từ dao động thạch anh với hệ số chia 4096, nhằm tạo ra tín hiệu chuẩn 1KHz ở chân 1.
> Những tín hiệu 1KHz này được đưa vào IC khóa pha PLL U2 để so sánh và khóa pha
Hai tín hiệu này điều chỉnh điện áp tại chân 9 và 13 để kiểm soát diode biến dung CR1 Tín hiệu dao động từ U3 được chia đôi, tạo ra sóng vuông ở đầu ra với tần số tương ứng với tần số hoạt động được chọn qua các công tắc S2, S3, S4 Tín hiệu này sau đó được đưa ra chân số 7 của card để đến tầng lái RF.
Kiểm tra tín hiệu tại điểm thử TP1 và xác định điện áp điều khiển tại TP2, nằm trong khoảng 1-8V Q3 và Q4 sẽ điều khiển đèn LED DS1, cho phép nó sáng khi PLL ở trạng thái khóa.
> Là một cổng đảo trên mạch chính khối kích thích Sóng vuông RF đã được khuếch đại đệm, được đưa lên tầng khuếch đại công suất switching ở chân 1.
Hình 13-2 (tài liệu trang 255) mô tả cách tạo tín hiệu âm tần cho đài hiệu và mức DC cho mạch lái điều chế Tín hiệu 400Hz hoặc 1020Hz được tạo ra bởi U1D và mạch kết hợp, tùy thuộc vào vị trí của jumper U1A và mạch kết hợp tạo thành bộ lọc tích cực 1020Hz, trong khi U1C và mạch kết hợp tạo thành bộ lọc tích cực 400Hz.
Tần số âm tần được đưa đến cổng U2A thông qua tín hiệu squelch khi có sử dụng thoại Nếu không sử dụng thoại, chân 13 của U2 sẽ duy trì mức cao 12V do không nối jumper, cho phép tín hiệu âm tần đi qua cổng Trong trường hợp sử dụng thoại cùng với đài hiệu, khi có tín hiệu thoại, cổng sẽ bị đóng bởi tín hiệu squelch, khiến tín hiệu âm tần đi qua R11 thay vì cổng, dẫn đến biên độ tín hiệu bị suy giảm.
> Tín hiệu âm tần đài hiệu từ cổng U2A được đưa đến cổng U2B, được điều khiển bằng tín hiệu tạo đài hiệu.
> Hình 13-3 Ngõ vào mạch thoại 600 Q cân bằng được đưa đến bộ suy giảm S1,
R47, R48, R49 cho phép lựa chọn tín hiệu ngõ vào ở mức cao hoặc thấp Tín hiệu này được ghép qua biến thế và bộ lọc thông cao gồm các linh kiện C1, R2, C2, cùng với biến trở điều chỉnh mức R6, trước khi đi vào tầng khuếch đại U1A và cổng squelch U3.
Ngõ ra U1A cung cấp tín hiệu cho mạch đo đồng hồ U1B và mạch điều khiển squelch U1C và U1D Khi R6 và công tắc S1 được điều chỉnh ở mức độ nhạy cao nhất, điện áp logic tại chân 7 U1D sẽ đạt mức 1 khi tín hiệu vào đạt -28dBm Mức điện áp này khiến cổng squelch U3 đóng, cho phép tín hiệu thoại được truyền đến mạch AGC bao gồm U2A, Q1, Q2, Q3, trong đó Q1 hoạt động như một điện trở thay đổi với ngõ vào.
Điện trở được điều chỉnh thông qua tín hiệu hồi tiếp từ chân 1 của U2A Khi tín hiệu tăng, điện áp trên Q1 giảm, dẫn đến giảm điện trở và giảm tín hiệu thoại vào chân 3 của U2A, giúp duy trì mức ra thoại ổn định Công tắc S2 có thể được sử dụng để tắt AGC nếu cần thiết.
Ngõ ra thoại của U2A được khuếch đại qua U2C và đi vào mạch cắt đối xứng CR7, CR8 để ngăn ngừa điều chế quá mức R44 được sử dụng để điều chỉnh mức cắt, sau đó tín hiệu được khuếch đại và lọc qua U2D và U2B, với khả năng điều chỉnh bằng R20, và được đưa ra ngoài qua chân 9 Đối với các ứng dụng đặc biệt, tín hiệu thoại có thể được dẫn vào một mạch lọc đặc biệt và các mạch sửa dạng sóng trên một card khác, kết nối với mạch qua các chân 7 và 9.
Tín hiệu squelch tại chân 13 được sử dụng để kiểm soát việc tự động giảm âm tần của đài khi có sự đồng thời điều chế giữa tín hiệu thoại và âm tần của đài hiệu.
> Định thì để trở về điều chế đài hiệu mức cao có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi giá trị của R34 như bảng:
Tín hiệu âm tần từ mạch tạo âm tần được điều chỉnh qua biến trở MOD trên card ACTRL, kết hợp với điện áp DC và tín hiệu thoại (nếu có), trước khi đưa vào ngõ vào của tầng lái điều chế Q1, Q2 Đầu ra của tầng lái điều chế được điều chỉnh bằng biến trở RF Level và sau đó được truyền đến mạch chính RF.
Bài viết mô tả hệ thống bao gồm một card mã hóa đài hiệu và một hoặc nhiều card thanh ghi dịch Mỗi card thanh ghi dịch được lập trình thông qua các công tắc dip, với mỗi công tắc ở vị trí ON tương ứng với một tiếng tít có thời gian điều chỉnh từ 60ms đến 200ms.
> Các kí tự chuẩn là:
> 1 khoảng trống giữa các kí tự = 3 bits,
> 1 khoảng trống của nguyên đài hiệu = 5 bits.
> Một card thanh ghi dịch có thể lưu trữ 47 bits.
Mạch dao động sóng vuông được tạo thành bởi các linh kiện U1D, U1E, R3, R4, R5 và C1, với tần số điều chỉnh trong khoảng 6-18KHz Tín hiệu đồng hồ này được gửi đến card ghi dịch và vào ngõ vào xung nhịp của thanh ghi U2, trong đó U2 nhận tín hiệu đài hiệu ở dạng nối tiếp từ card ghi dịch sau khi đã qua cổng đảo U1A.
Nguyên lý hoạt động bộ ghép anten
4.1 Mô tả nhiệm vụ của PC-1 KILO
> Hình 30: Sơ đồ bộ ghép nối Anten
> Biến thế phối hợp trở kháng
Biến thế này được sử dụng để điều chỉnh trở kháng đầu ra của máy phát 50 Ohm với các trở kháng khác trong khoảng từ 5 đến 25 Ohm Việc lựa chọn trở kháng được thực hiện thông qua 11 chấu chọn vị trí trên cuộn thứ cấp của máy biến thế.
Bộ cộng hưởng là sợi dây 92 vòng với các chấu hỗ trợ chỉnh thô, cùng với vòng cộng hưởng quay để tinh chỉnh Phạm vi điều hưởng của nó từ 25H đến 1mH, đủ khả năng điều chỉnh anten trong dải tần từ 190 đến 535KHz.
> Chỉnh bộ cộng hưởng tự động
> Mạch tự điều hưởng so sánh pha của điện áp và dòng điện vào bộ ghép và quay vòng điều hưởng theo chiều hệ thống anten
> Dụng cụ chỉ dòng điện trong 2 khoảng 0 đến 20A và 0 đến 10A
> 4.2 Phân tích mạch chi tiết PC-1KILO
> Hình 31: Sơ đồ bộ ghép anten PC-1KILO
> Biến thế phối hợp trở kháng
Máy biến áp hai dây quấn lõi Feralit được thiết kế với dây quấn thứ cấp có 11 đầu, giúp biến đổi tải thứ cấp từ 2 đến 25 Ohm sang trở kháng 50 Ohm Việc lựa chọn đầu được thực hiện dễ dàng thông qua khóa ở mặt trước Máy biến áp lõi không khí kết nối với đầu thế thấp của thứ cấp, cho phép lấy mẫu dòng điện Anten và cung cấp tín hiệu cho dụng cụ đo dòng Anten.
Cuộn dây này bao gồm 92 vòng, được thiết kế với biến áp vòng ngắn mạch có khả năng quay bằng tay hoặc bằng động cơ Trong đó, có 20 vòng dưới với 2 vòng có 1 dầu dung để tinh chỉnh, và 72 vòng trên Ngoài ra, có 9 chấu để thực hiện sơ chỉnh, với khả năng lựa chọn các chấu thông qua việc hàn ở phía sau một bảng có thể mở ra.
Hệ thống tự điều hưởng quay tự động giúp điều chỉnh vòng điều hướng theo chiều quay của anten Khi các vòng được chọn đúng, hệ thống sẽ tự động dừng lại và thay đổi khi quay, đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.
Khi chọn đầu không đúng, vòng điều hướng sẽ quay đến giới hạn MAX hoặc MIN, và đèn LED sẽ hiển thị tình trạng tăng hoặc giảm điện cảm Núm quay tay của vòng điều hướng cũng được bố trí ở phía trước bộ ghép anten.
> Vòng quay có thể thay đổi 5% điện cảm tùy theo sự phối hợp các đàu.Điện cảm cực đại sẽ lớn hơn 1mH và nhỏ nhât là 25H.
> Mạch tự động chỉnh cộng hưởng
Hệ thống tự chỉnh cộng hưởng bao gồm các thành phần chính như mạch điều khiển motor, mạch công tắc giới hạn, motor và vòng chỉnh cộng hưởng Đặc biệt, pha của dòng điện và điện áp đầu vào được thiết kế với trở kháng 50 Ohm để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.
RF của bộ ghép được so sánh với nhau bằng một mạch điện tử để xác định anten khi ghép mang tính điện cảm,điện trở hay điện dung.
Nếu hệ thống ghép được điều chỉnh chính xác, sẽ không xảy ra sự sai pha giữa điện áp và dòng điện Khi hệ thống thay đổi, tải có thể mang tính điện cảm hoặc điện dung, và sẽ không có sự điều chỉnh nào xảy ra cho đến khi sai biệt pha vượt quá mức dung sai đã được thiết lập trước bằng R16 trên bo mạch điều khiển motor.
Các mạch logic sẽ điều khiển động cơ quay theo chiều đúng để tải trở về là điện trở Đồng thời, mạch điều khiển động cơ cũng ngăn chặn việc điều chỉnh trong các trường hợp tín hiệu vào yếu, chẳng hạn như khi phát đài hoặc khi công tắc S1 ở vị trí setup.
Dòng điện RF từ máy phát đi qua T1 trong mạch điều khiển motor, trong khi các mạch khuếch đại hạn chế U1 và U2 thực hiện việc khuếch đại và biến đổi tín hiệu điện áp và dòng điện thành sóng vuông Sau đó, tín hiệu này được gửi đến U3 để kiểm tra biên độ của sự chênh lệch pha giữa dòng điện và điện áp Cuối cùng, ngõ ra U3 tại chân 11 được lọc qua R12 và C10, tạo ra điện áp một chiều TP1 (màu nâu) tương ứng với sự sai biệt pha.
Điện áp DC được so sánh với điện áp chuẩn tại TP2 (màu đỏ) thông qua mạch so sánh U5 Điện áp này có thể điều chỉnh bằng R16 Khi điện áp tại TP1 lớn hơn điện áp tại TP2, ngõ ra U5 ở chân 7 sẽ thay đổi từ 0V lên 12V, cho thấy đã vượt qua điều kiện cộng hưởng.
Giới hạn dung sai được điều chỉnh bằng R16 để phù hợp với các loại anten và tần số làm việc khác nhau Các ngõ ra của U3 chân 3,4 được so sánh bởi D F-Flop U4 nhằm xác định tín hiệu dòng điện sớm pha so với tín hiệu dòng điện Khi anten được điều chỉnh đến phía điện cảm của mạch cộng hưởng, ngõ vào chân 2 của U4 sẽ trở lên dương trước.
> khi có cạnh lên của xung clock ở chân 3.
Khi có cạnh lên của xung clock, ngõ ra Q tại chân 5 của U4 sẽ được chốt cùng trạng thái với ngõ vào chân 2 của U4 ở mức 1 (12V), điều này cho thấy anten có tính điện cảm Tình trạng này cũng được hiển thị qua đèn LED DS1.
> Khi ngõ ra chân 7 U5 thay đổi từ 0V tới 12V,báo lệch cộng hưởng,trạng thái của anten được chốt vào U4 chân 9 qua mức của U7 sẽ xác định chiều quay của
Motor.Ngõ ra U5 chân 7 của chốt mạch Flip-Flop trong U6 báo trạng thái chạy motor ở mức 0 ở chân 3 U6.
Khi công tắc S1 ở chế độ chạy, nếu tín hiệu đầu vào đủ mạnh để kích hoạt Q1 và không có tín hiệu nào kích hoạt Q3 tại thời điểm đó, động cơ sẽ hoạt động với điện áp 12V tại chân 10 của U7 và 0V tại chân 6 của U7.
Đèn Led DS2 sẽ phát sáng, trong khi motor quay để giảm điện cảm của T3 Motor tiếp tục quay cho đến khi tín hiệu ở chân 8 và 9 của U3 khác nhau, điều này chỉ được thực hiện bằng anten đã được điều chỉnh từ điện cảm sang điện dung Motor sẽ dừng lại khi Flip-Flop U6 được reset, cho đến khi điều kiện lệch cộng hưởng được phát hiện trở lại.
> Đồng hồ đo dòng Anten
> Tín hiệu RF từ biến thế lấy mẫu dòng điện được đưa qua R1 tách sóng vào lọc bằng
Anten
Tầm xa của mốc VT và anten phụ thuộc vào nhiều yếu tố và không thể đảm bảo chính xác Cường độ trường có thể được tính toán nếu biết điện dẫn của đất, nhưng mức cường độ trường cần thiết lại phụ thuộc vào tạp âm của môi trường và địa điểm cụ thể.
Anten đối xứng hình T là lựa chọn lý tưởng cho công suất từ 500 đến 1000W, yêu cầu diện tích đất xây dựng khoảng 46m x 122m với chiều cao 18m, và 46m x 152m cho anten cao 36m.
> Anten chữ T đối xứng chuẩn gồm 2 cột cao 60 feet(18m) đặt cách nhau
Tháp có chiều cao 300 feet (100m) với bức xạ đứng cao 55 feet (16m) và hai dây dài 280 feet (85m) nằm ngang trên đỉnh Điện dung ngõ vào dao động từ 840 pF ở tần số 190 kHz đến 1150 pF ở tần số 535 kHz, với chiều cao hiệu dụng khoảng 49 feet (15m).
Điện trở ngõ vào bao gồm điện trở bức xạ và điện trở tiêu hao Điện trở bức xạ dao động từ 0,14 Ohm ở tần số 190 kHz đến 1,13 Ohm ở tần số 535 kHz, trong khi điện trở tiêu hao phụ thuộc vào các yếu tố khác.
> thuộc vào nhiều điều kiện mà nhà sản xuất không lường được,thông thường là từ 2 đến 5 Ohm.
Tầm hoạt động của sóng điện từ phụ thuộc vào cường độ trường, điều kiện đất và công suất bức xạ Khi tần số tăng, công suất bức xạ cũng tăng theo, nhưng tổn thất truyền sóng do ảnh hưởng của mặt đất lại giảm theo tần số.
Anten tru là lựa chọn lý tưởng cho những khu vực hạn chế không gian để lắp đặt anten chữ T Các nhánh nằm ngang trên đỉnh anten tru được bổ sung nhằm giảm điện kháng ngõ vào, từ đó hạ thấp điện áp và tăng độ cao hiệu dụng Tuy nhiên, về mặt điện, anten tru có hiệu suất kém hơn anten chữ T cùng độ cao do bị giảm tải ở đỉnh.
Sự bức xạ từ dòng điện trên thành phần ngang của anten bị giảm do ảnh hưởng của dòng điện trên thành phần đứng, dẫn đến việc giảm chiều cao hiệu dụng của anten.
Để đảm bảo mức làm việc an toàn, có thể giảm điện áp vào Tháp cao 120 feet yêu cầu diện tích đất có bán kính 100 feet Đỉnh 50 feet của phần trên dây được nới lỏng với đầu cuối bằng dây chu vi dưới dạng cái ô.
Điện dung vào của anten dao động từ 272pF ở 190kHz đến 853pF ở 535kHz, cho thấy anten này có chiều cao tối thiểu cần thiết cho máy phát công suất cỡ KW Dung kháng lớn ở đầu vào anten có thể gây ra vấn đề về điện áp đánh thủng và sự mất điều hưởng do hỏng cách điện Để giảm thiểu vấn đề này, chiều cao hiệu dụng của anten khoảng 75 feet, với điện trở phát xạ dao động từ 0,34 Ohm ở 190kHz đến 2,06 Ohm ở 535kHz Tầm xa phát sóng trên đất tốt dao động từ 220 dặm ở 190kHz đến 170 dặm ở 535kHz với máy phát 100W.