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, đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và hiệu quả cho các chuyến bay từ điểm khởi hành đến điểm đến Đây là nền tảng thiết yếu cho hiệu suất hoạt động hàng không; nếu không có CNS, ngành 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 việc thông báo vị trí bay cho KSVKL, bao gồm cả việc chuyển tiếp thông tin dẫn đường từ máy bay đến các trung tâm KSKL Điều này nhằm tạo điều kiện cho việc ghi hình liên tục các vị trí quan trọng liên quan đến máy 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 đóng vai trò quan trọng trong việc điều phối và kiểm soát lưu thông của các chuyến bay trên không, đảm bảo an toàn và hiệu quả cho hoạt động hàng không.
Hệ thống quản lý không lưu ATM cung cấp các dịch vụ không lưu (Air Traffic Service
Air Traffic Management (ATM) encompasses various components, including Air Traffic Flow Management (ATFM), Airspace Management, and aspects related to flight operations The ATM system is operated by air traffic management human resources and is supported by the ATM support system Additionally, services such as Air Information Service (AIS) and meteorological support (MET) play a crucial role in ensuring efficient and safe air traffic operations.
Sự lưu thông của tàu bay trên các đường bay phải tuân thủ 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 ATM được thực hiện dựa trên hạ tầng thông tin, dẫn đường và giám sát CNS.
Thông tin (C) đóng vai trò quan trọng trong việc phân bố và trao đổi dữ liệu giữa các bộ phận mặt đất và tàu bay, cũng như kết nối các thành phần trong hệ thống với nhà cung cấp và người dùng khác Dẫn đường (N) xác định vị trí, tốc độ và hướng di chuyển của tàu bay, đảm bảo chúng di chuyển đúng hướng Giám sát (S) cung cấp thông tin về vị trí và hoạt động của tàu bay 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 giải quyết các vấn đề truyền tin 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 sự cần thiết phải cải thiện ngành hàng không dân dụng để đáp ứng nhu cầu của thế kỷ 21 Tổ chức này nhận thấy sự gia tăng nhu cầu về dịch vụ vận tải hàng không, chi phí cao của thiết bị, và tầm quan trọng của việc nâng cao hiệu quả trong khi vẫn đảm bảo an toàn Do đó, ICAO đã bắt đầu nhấn mạnh những giới hạn của hệ thống dẫn đường hàng không hiện tại.
Năm 1983, ICAO đã thành lập một Ủy ban đặc biệt về Hệ thống Điều hướng Hàng không Tương lai (FANS) nhằm nghiên cứu và đánh giá các khái niệm cũng như công nghệ mới, hướng tới phát triển phối hợp hoạt động bay trong 25 năm tiếp theo.
Năm 1988, Ủy ban FANS đã hoàn tất 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 được 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 phát triển cũng như chuyển tiếp cho hệ thống Điều hướng Hàng không trong tương lai.
Air Navigation System II - 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, hướng tới 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
❖ 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 thức liên lạc 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 từ 118 MHz đến 137 MHz.
Hệ thống thông tin lưu động là hệ thống thông tin quan trọng bậc nhất cho công tác an toàn bay và điều hòa các hoạt động bay
Thông tin cố định hàng không (Aeronautical Fixed Service – AFS) là dịch vụ viễn thông cung cấp bởi các mạng liên lạc thoại và dữ liệu, bao gồm AFTN, AMHS, OPMET, SADIS Dịch vụ này cho phép KSVKL trao đổi thông tin giữa các đơn vị không lưu trong nước và quốc gia lân cận thông qua các kênh thoại nóng (Hotline) trực tiếp qua mạng Vệ tinh VSAT chuyên dụng hoặc thuê kênh từ các nhà cung cấp dịch vụ trong và ngoài nước Mạng viễn thông cố định hàng không (Aeronautical Fixed Telecommunication Network – AFTN) đóng vai trò quan trọng trong việc truyền văn bản giữa các đơn vị liên quan đến hoạt động điều hành hàng không.
Hiện nay, mạng viễn thông cố định hàng không (AFTN) bao gồm 4 Trung tâm chuyển điện văn tự động AMSS, được đặt tại các sân bay lớn như Nội Bài, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng và Gia Lâm, phục vụ cho việc khai thác tàu bay và quản lý của nhà chức trách hàng không.
● 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 của dịch vụ thông báo bay bao gồm 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 trong ngành hàng không Kiểu điều chế được áp dụng là điều chế biên độ, sử dụng sóng mang vô tuyến cho tín hiệu thoại.
Cự ly liên lạc: Trong tầm nhìn thẳng D ≈ 3,6 • (√𝐻𝑇𝑥 + √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 Nẵng, 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 có tầm phủ tối đa lên đến 250 NM, tương đương khoảng 450 km.
❖ Hệ thống chuyển mạch thoại – VCCS:
Hệ thống chuyển mạch thoại VCCS (Voice Communication Control System) là công cụ quan trọng để 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 bất kỳ thiết bị VHF hoặc số điện thoại nào 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, nhằm thiết lập các kênh liên lạc thoại đất – đất giữa các cơ sở điều hành bay Việc này được thực hiện thông qua các mạch thoại như điện thoại, ATS Direct Speech (ATS D/S) hay còn gọi là hot-line.
Thiết lập các kênh liên lạc thoại không địa là bước quan trọng trong việc kết nối với các hệ thống và thiết bị VHF A/G Điều này cho phép người dùng điều khiển việc thu phát, lựa chọn máy chính hoặc phụ, cũng như chọn tần số liên lạc một cách dễ dàng và hiệu quả.
❑ 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:
Kỹ thuật đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA) được sử dụng để truyền dữ liệu, trong đó hệ thống HFDL sẽ duy trì khung TDMA và đồng bộ khe thời gian cho các trạm thông tin dữ liệu mặt đất.
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 trên bất kỳ biên tần đơn (SSB) nào, với tần số sóng mang đã sẵn sàng 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 chỉ 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 có mật độ không lưu cao như TMA, với phạm vi hoạt động trong tầm nhìn thẳng và chi phí triển khai cùng bảo trì thấp Ngược lại, đường truyền dữ liệu HF - HFDL phù hợp cho những vùng xa xôi, vùng cực và đại dương, với cự ly hoạt động lớn và cũng có chi phí thấp Tuy nhiên, HFDL có chất lượng thấp và chỉ nên được sử dụng như 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 một dịch vụ thông tin liên lạc chung cho tất cả các ứng dụng Thông tin
Dịch vụ không lưu (ATSC) và Thông tin dịch vụ Công nghiệp Hàng không (AINSC) cung cấp các giải pháp liên lạc dữ liệu cho các yêu cầu không địa hoặc liên lạc dữ liệu mặt đất.
+ Tích hợp và sử dụng các mạng thông tin hiện có và hạ tầng (nếu có thể)
+ 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 tương lai Nghiên cứu đang được tiến hành nhằm 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 Những phương pháp này hoạt động trong một hệ tọa độ đã được chọn trước, giúp dẫn đường cho máy bay một cách chính xác.
12 bay đến mục tiêu Mục tiêu có thể là sân bay, đài mốc vô tuyến, các điểm trung gian của hành trình hoặc là các điểm đích
Phương pháp dẫn đường theo tiêu đồ (Pilotage) là kỹ thuật định hướng dựa vào việc quan sát và theo dõi các địa vật cố định như núi cao, sông hồ, cây cối, và các tòa nhà cao tầng.
Dẫn đường theo phương pháp thiên văn (Celestial) là kỹ thuật xác định vị trí dựa vào việc quan sát các chòm sao và hành tinh trong vũ trụ, chẳng hạn như sao Bắc Đẩu Phương pháp này giúp người sử dụng định vị chính xác vị trí của mình trên bầu trời, từ đó hỗ trợ trong việc điều hướng và tìm đường.
Phương pháp dự đoán DR (Dead Reckoning hay Deduced Reckoning) là kỹ thuật dẫn đường dựa trên việc tính toán vị trí hiện tại từ vị trí trước đó, sử dụng các yếu tố như tốc độ, thời gian và hướng bay để xác định lộ trình chính xác.
Phương pháp dẫn đường quán tính (Inertial navigation) sử dụng thiết bị dẫn đường quán tính lắp đặt trên máy bay, như gia tốc kế, để xác định vị trí, tốc độ, gia tốc, vĩ độ và hướng mũi tàu bay.
Dẫn đường theo phương pháp sử dụng thiết bị vô tuyến mặt đất (Ground-based radio navigation aids) là quá trình mà các máy thu nhận tín hiệu dẫn đường từ các thiết bị vô tuyến trên mặt đất Các tín hiệu này giúp xác định vị trí và hướng di chuyển một cách chính xác trong không gian.
Phương pháp dẫn đường dựa vào thiết bị không gian sử dụng máy thu GNSS để tiếp nhận tín hiệu dẫn đường từ các 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 Nẵng
❖ 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 giúp cung cấp thông tin về góc phương vị và khoảng cách của tàu bay so với đài Nhờ đó, tàu bay có thể 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 tín hiệu xung xuống đài mặt đất Tín hiệu này mất thời gian T để truyền trong không gian Đài DME trên mặt đất sẽ giải mã và nhận được tín hiệu hỏi hợp lệ, sau đó chuẩn bị phát tín hiệu xung trả lời.
+ Cặp xung trả lời được phát đi sau 1 khoảng thời gian trễ Td = 50μS
Cặp xung mất khoảng thời gian T để truyền đến máy thu trên tàu bay, do vận tốc sóng điện từ vượt trội so với vận tốc của tàu bay, nên có thể coi vị trí của tàu bay không thay 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:
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:
✔ Phạm vi cung cấp dịch vụ: R= 300 km ở FL370
✔ 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
✔ Độ sai lệch cự ly cực đại: 150m
✔ Khả năng: phục vụ 200 tàu bay cùng lúc Đài DVOR/DME Đà Nẵng:
✔ Phạm vi cung cấp dịch vụ: R= 300 km ở FL370
✔ Hãng sản xuất: Airport Systems Inc (Mỹ)
✔ Độ sai lệch góc phương vị cực đại: 1.50
✔ Kênh tần số DME: 91X (Tần số thu: 1115,0 MHz; Tần số phát:
✔ 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
❖ Khái niệm: Instrument Landing System: Hệ thống hỗ trợ hạ cánh bằng thiết bị
Hệ thống hạ cánh chính xác cung cấp hướng dẫn cho máy bay trong quá trình tiếp cận và hạ cánh trên đường băng, bằng cách sử dụng tín hiệu vô tuyến từ hai hệ thống phụ độc lập: Đài chỉ Hướng (Localizer - LOC) và Đài chỉ Dốc Trượt (Glide Slope - GS).
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
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, ngoại trừ khu vực dịch vụ có bán kính khoảng 50 Nm, nơi mà độ chính xác và các đặc điểm địa hình có thể hạn chế khả năng hoạt động.
ILS là hệ thống cung cấp góc cố định cho mọi người, áp dụng cho tất cả các loại máy bay Hệ thống này hoạt động hiệu quả trong các khu vực có dịch vụ bị hạn chế và phải tuân thủ các giới hạn về đặc điểm 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 phận nhằm đáp ứng nhu cầu gia tăng lưu lượng bay Hệ thống này được chia thành ba phần lõi, mỗi phần đóng góp vào việc tối ưu hóa quản lý không lưu và cải thiện hiệu quả hoạt động hàng không.
+ Dẫn đường khu vực (RANV)
+ Tính năng dẫn đường theo yêu cầu (RNP)
3.3.2 Các hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu
(Global Navigation Satellite System– GNSS)
GIÁM SÁT- SURVEILLANCE
Giám sát đóng vai trò quan trọng trong ba chức năng Phương thức trọng yếu (CNS) hỗ trợ 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, giúp 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 là quá trình tự xác định vị trí của tàu bay và thông báo thông tin đó đến trung tâm kiểm soát không lưu Quá trình này sử dụng hai loại hệ thống radar chính: Radar sơ cấp (PSR - Primary Surveillance Radar) và Radar thứ cấp (SSR - Secondary Surveillance Radar).
Giám sát phụ thuộc là phương pháp mà tàu bay tự xác định vị trí thông qua các thiết bị dẫn đường trên tàu, sau đó báo cáo vị trí này bằng thoại cho trạm mặt đất Phương pháp này thường được áp dụng cho các khu vực trên đại dương hoặc những nơi không có sự bao phủ của radar.
+ Radar kiểm soát bề mặt sân bay Surface Movement Radar – SMR: Dải tần số băng
Ăng ten quay tốc độ 60 vòng/phút hoạt động trong băng tần X (8-12 GHz) hoặc Ku (12-18 GHz) thường được đặt trên đỉnh Đài chỉ huy (TWR) ở độ cao khoảng 40-100m Vị trí của ăng ten gần khu vực trung tâm đường lăn (taxiway) và sân đỗ (apron) giúp KSVKL dễ dàng quan sát hoạt động lăn của các tàu bay và các phương tiện khác trong khu vực, với tầm phủ khoảng 5 Km.
+ Radar tiếp cận - Airport radar: Dải tần số băng S (2-4 GHz), ăng ten quay tốc độ 12-
Hệ thống giám sát tại sân bay hoạt động với tần suất 15 vòng/phút, nhằm theo dõi các tàu bay trong khu vực tiếp cận và quá trình cất, hạ cánh trên đường CHC Tầm phủ của hệ thống dao động từ 60 đến 80 hải lý (tương đương 100-150 km).
Radar đường dài - En-route hoạt động trên dải tần số băng L (1-2 GHz) với ăng ten quay tốc độ 6-12 vòng/phút Được lắp đặt trên núi cao để tối ưu hóa tầm phủ rộng, radar này tránh được các chướng ngại vật Để đạt được hiệu quả tối đa, radar thường được đặt xa trung tâm Trong vùng FIR, nhiều radar được bố trí để đảm bảo tầm phủ chồng lấn và khả năng dự phòng lẫn nhau, với tầm phủ đạt từ 200-250 NM (400-450 Km).
4.3 Môi trường giám sát hiện tại
Hình 18: Các hệ thống radar hiện tại
❖ Phương thức giám sát Radar
Máy bay có thể được nhận diện thông qua việc nhận dạng định dạng máy bay qua ký hiệu radar (sử dụng SSR) hoặc bằng cách so sánh một tín hiệu vị trí radar cụ thể (chỉ sử dụng PSR) với vị trí được báo cáo của máy bay.
Xác định vị trí máy bay được thực hiện thông qua lưới tọa độ (phương vị - cự ly) hiển thị trên màn hình radar Các hệ thống Kiểm soát Không lưu (ATC) hiện đại còn cung cấp thông tin chi tiết 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 một biện pháp phân cách không gian bay, trong đó phi hành đoàn nhận được dữ liệu về lộ trình bay được kiểm soát viên tính toán và cung cấp Phương pháp này giúp tối ưu hóa việc điều khiển máy bay, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình di chuyển.
❖ 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
4.4 Môi trường giám sát trong tương lai
ADS (Automatic Dependent Surveillance) là tính năng quan trọng trong giám sát hàng không tương lai, cung cấp giải pháp cho các vấn đề giám sát hiện tại Chức năng này cho phép người dùng, cả trên mặt đất lẫn trên không, nhận dữ liệu tự động từ máy bay và các phương tiện trên đường thông qua một liên kết dữ liệu, nhờ vào các hệ thống dẫn đường tích hợp.
- 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
Nơi ADS-C đóng vai trò giám sát chính, ADS-B sẽ được sử dụng như một bổ sung, cung cấp khả năng xử lý tình huống toàn diện trong 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 chỉ cho không gian trên không mà còn cho mặt đất, chẳng hạn như nâng cao khả năng của 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 QUÁT CHƯƠNG 1
5.1 Sơ đồ tư duy http://go.bubbl.us/c1d8a7/3c5d?/TỔNG-QUAN-VỀ-CNS/ATM
5.2 Các câu hỏi trắc nghiệm
1 Thiết bị dẫn đường dài bao gồm? a VOR, DME, NDB, Loran C b DME, ILS, NDB, GNSS c VOR, NDB, ILS, DME d VOR, DME, ILS, Loran C
2 Theo tiêu chuẩn ICAO liên lạc VHF không địa hoạt động trên dải tần là bao nhiêu? a 118 – 136,975MHz b 118 – 137 MHz c 117,975 – 136,975 MHz d 117,975 – 137 MHz
3 Tại Việt Nam có bao nhiêu trạm VHF đường dài được lắp đặt theo dọc trục đường bay Bắc – Nam? a 5
4 Hệ thống AMHS là gì? a Hệ thống quản lý không lưu b Hệ thống trao đổi điện văn (Hệ thống xử lý điện văn không lưu) c Hệ thống chuyển mạch thoại d Hệ thống dẫn đường toàn cầu
5 Tại Việt Nam có bao nhiêu trạm VHF đường dài được lắp đặt theo dọc trục đường bay Bắc – Nam? a 5 b 6 c 7 d 8
6 Thông tin cố định hàng không có mấy loại? a 2 b 3 c 4 d 5
7 Đài NDB (đài vô hướng) ở Việt Nam đang đặt ở các địa điểm nào dưới đây? a Pleiku, Phù Cát, Cam Ranh b Tân Sơn Nhất, Nội Bài, Phú Quốc c Mộc Châu, Nam Định, Long Khánh d Đà Nẵng, Phú Bài và Cát Bi
8 Phương pháp nào sau đây là phương pháp dẫn đường dựa vào thiết bị vô tuyến mặt đất (Ground-based radio navigation aids)?
Để xác định vị trí trong không gian, có thể quan sát các chòm sao và hành tinh như sao Bắc Đẩu Ngoài ra, việc sử dụng dụng cụ dẫn đường quán tính trên tàu bay, như gia tốc kế, giúp xác định vị trí, tốc độ, gia tốc, vĩ độ và hướng mũi tàu bay Bên cạnh đó, các máy thu cũng có thể thu tín hiệu dẫn đường phát ra từ các thiết bị vô tuyến mặt đất Cuối cùng, máy thu GNSS cho phép nhận tín hiệu từ các chòm vệ tinh và thiết bị tăng cường để hỗ trợ định vị chính xác hơn.
9 Trong thế kỷ thứ XX, thành tựu lớn trong lĩnh vực kỹ thuật quốc phòng của Hoa Kỳ là? a Phát triển từ vũ khí thông thường sang vũ khí hạt nhân b Phát triển từ văn phòng cổ điển sang Internet c Phát triển từ phương pháp dẫn đường dựa vào thiết bị mặt đất sang thiết bị không gian d Cả 3 phương án trên
10 Câu nào dưới đây là phương pháp dẫn đường hàng không theo phương pháp bản đồ (Pilotting)? a Sử dụng dụng cụ dẫn đường quán tính đặt trên tàu bay (gia tốc kế), xác định được vị trí tàu bay, tốc độ, gia tốc, vĩ độ và hướng mũi tàu bay (heading) b Quan sát, theo dõi dựa vào các địa vật cố định như các ngọn núi cao, sông hồ, các cây cao, các nhà cao tầng c Quan sát dựa vào các chòm sao và các hành tinh trong vũ trụ như sao Bắc đẩu để xác định vị trí của mình
11 Chức năng của hệ thống thiết bị dẫn đường vô tuyến hàng không là: a Xác định vị trí và điều khiển các loại tàu bay theo đúng đường bay và đến đúng đích đã định, không vi phạm các quy tắc không lưu hay uy hiếp an toàn cho người và tài sản trên tàu bay cũng như trên mặt đất b Xác định máy bay đang ở đâu. c Hỗ trợ máy bay khi thời tiết xấu d.Tìm kiếm máy bay khi gặp tai nạn
12 Chức năng của hệ thống thiết bị dẫn đường hàng không là gì? a Là hệ thống thiết bị nhằm cung cấp thông tin cho tàu bay thông qua các máy tính thu được trang thiết bị trên tàu bay b.Giúp xác định thông tin: tàu bay ở đâu, tàu bay hướng nào, tàu bay bay như thế nào? c Cả A và B đều sai d.Cả A và B đều đúng
13 Thiết bị nào dưới đây không có trong thiết bị dẫn đường mặt đất hàng không? a Hệ thống biển báo b Hệ thống đèn hiệu hàng không c Hệ thống điện dự phòng d Hệ thống hướng dẫn đường hạ cánh
14 Chọn nhận định không đúng a.ILS: Hệ thống hạ cánh bằng thiết bị b.NDB: Đài dẫn đường vô hướng c.VOR: Đài dẫn đường đa hướng sóng dài d.DME: Thiết bị đo cự ly
15 Trong trường hợp chỉ hạ cánh bằng vệ tinh thì có thể hạ cánh không? a Được hạ cánh Nhưng chỉ khi có các hệ thống hỗ trở tiếp cận như biển báo đài hiệu, đèn trượt b Không được hạ cánh trong trường hợp này c Được hạ cánh mà không cần sự hỗ trở mặt đất d Tất cả đều sai
ĐÀI DẪN ĐƯỜNG VÔ HƯỚNG- NDB
Khái niệm về NDB
NDB, viết tắt của Non Directional Radio Beacon, là đài dẫn đường vô tuyến vô hướng, được lắp đặt tại các sân bay và một số địa điểm cố định Hệ thống này giúp máy bay xác định hướng bay và hướng đến sân bay cần đến, đóng vai trò quan trọng trong việc dẫn đường an toàn cho các chuyến bay.
Tín hiệu NDB có khả năng truyền xa hơn VOR nhờ vào việc theo đường cong của bề mặt trái đất, đặc biệt là ở vĩ độ thấp Tuy nhiên, tín hiệu này dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như khí quyển, địa hình đồi núi, khúc xạ ven biển và sấm sét, đặc biệt 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
Hình 23: Đài NDB sử dụng phục vụ dẫn đường
Hình 24: Mô hình của đài NDB
+ 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
+ Anten định hướng: Anten khung có thể hình tròn, hình vuông hoặc chữ nhật.
Chức năng của đài dẫn đường NDB
Máy bay sử dụng hệ thống ADF (Automatic Direction Finder) để 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 nhằm xác định đài NDB cần đến, từ đó thiết lập 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 máy bay xác định được trục tâm (Center line) của đường CHC kéo dài trong chế độ hạ cánh.
- 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 thực hiện nhiệm vụ đài điểm cho một sân bay, nó hỗ trợ máy bay xác định hướng bay để hạ cánh bằng phương pháp quan sát.
Hình 26: Bay về đài NDB
Khi NDB thực hiện nhiệm vụ đài điểm cho một đường bay trong chế độ Enroute, nó được đặt tại giao điểm giữa các đường hàng không hoặc giữa một đường hàng không, nhằm hỗ trợ tàu bay bay đúng lộ trình Đài NDB cũng có khả năng xác định vị trí của tàu bay.
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
Đài dẫn đường vô tuyến vô hướng NDB đóng vai trò quan trọng trong hoạt động hàng không tại Việt Nam Các đài NDB được sử dụng làm đài điểm có 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 đạt 70 dBàV/m Công suất bức xạ không được vượt quá 2 dB so với giá trị cần thiết để đảm bảo vùng phủ sóng danh định 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 một cách liên tục và không bị gián đoạn Khi máy bay bay qua đài NDB, hướng chỉ thị sẽ thay đổi 180 độ.
Trong mỗi đài NDB, thường có hai máy phát được lắp đặt, sử dụng các nguồn điện khác nhau nhằm đảm bảo hệ thống hoạt động liên tục và không bị gián đoạn.
Đường hàng không nội địa:
Đường hàng không nội địa tại Việt Nam được xác định là tuyến bay có điểm đầu và điểm cuối 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 bay này được quy định là độ cao bay an toàn thấp nhất 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
Trong không phận Việt Nam, đường hàng không có chiều rộng 30 km, trong khi vùng thông báo bay trên biển quốc tế do Việt Nam quản lý có chiều rộng 90 km Giới hạn thấp của đường hàng không là độ cao bay an toàn tối thiểu 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
3.4 Hệ thống đài NDB khu vực TCT cảng HKMB
3.5 Hệ thống đài NDB khu vực TCT cảng HKMT
3.6 Hệ thống đài NDB khu vực quản lý bay
TIÊU CHUẨN CỦA CỤC HÀNG KHÔNG DÂN DỤNG QUỐC TẾ VỀ ĐÀI DẪN ĐƯỜNG 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 frequencies)
Giải tần làm việc của các đài NDB dao động từ 190KHz đến 1.750KHz, với sai số tần số cho phép ∆f khoảng 0,01% so với tần số làm việc Đối với các đài NDB có công suất phát lớn hơn 200W và tần số làm việc trên 1.606,5KHz, yêu cầu về sai số tần số là 0,005%.
Các đài Locator hỗ trợ hệ thống ILS cần duy trì tần số làm việc cách nhau một khoảng ∆fcr, được quy định trong khoảng 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 (Identification)
- 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)=> Ắc-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 Hệ số này được định nghĩa là tiêu chí quan trọng để xác định hiệu suất của ăng-ten trong việc phát và thu tín hiệu.
Hệ số bức xạ của ăng-ten tỷ lệ thuận với công suất đầu vào từ máy phát; khi công suất đầu vào tăng, yêu cầu về hệ số bức xạ cũng cao hơn, đồng nghĩa với việc phẩm chất của ăng-ten cần được cải thiện.
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, cùng nằm một phía với trục tâm đường hạ cánh.
- Khi NDB là đài điểm :
Input power to antenna Radiation efficiency of antenna
Trong chế độ Enroute, điểm này là giao điểm của hai đường bay hoặc nằm trên một đường bay, đồng thời là tâm của đường bay đó Chiều cao của anten được tính toán dựa trên công suất của máy bay.
Trong chế độ Landing, vị trí đặt thiết bị tại sân bay cần phải thuận lợi cho việc phát sóng, đồng thời chiều cao anten phải tuân thủ 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
TỔNG QUÁT CHƯƠNG 2
50 http://go.bubbl.us/c1da01/b14a?/Đài-dẫn-đường-vô-hướng NDB
5.2 Các câu hỏi trắc nghiệm
1 Băng tần của đài NDB là bao nhiêu? a 190 - 535 MHz b 190 - 535 KHz c 190 - 526,5 MHz d 190 - 526,5 KHz
2 NDB (Non - directional (radio) Beacon) được gọi là? a Là thiết bị truyền sóng vô tuyến b Là một máy phát thanh trên tần số thấp và trung bình c Là đài tự tìm mục tiêu d Cả ba câu trên đều đúng
3 Hệ thống cấp nguồn cho đài NDB theo thứ tự ưu tiên như nào? a Điện máy nổ - Điện mạng công nghiệp - Ắc quy b Ắc quy - Điện máy nổ - Điện mạng công nghiệp c Điện mạng công nghiệp - điện máy nổ - Ắc quy d Ắc quy - Điện mạng công nghiệp - Điện máy nổ
4 Đài NDB thường sử dụng các loại anten nào? a Anten chữ “T”, anten chữ “I”, anten Polestar b Anten trụ, anten chữ “T”, anten chữ “I” c Anten Polestar, anten trụ, anten chữ “I” d Anten chữ “I”, anten trụ, anten Polestar
5 Máy phát có công suất nhỏ hơn 1KW thì dùng anten gì? a Anten trụ
51 b Anten chữ T c Anten chữ I d Tất cả đều đúng
6 Máy phát có công suất lớn hơn 1KW thì dùng anten gì? a Anten trụ b Anten chữ T c Anten chữ I d Tất cả đều đúng
7 Đài NDB làm việc trong dải tần LF/MF được sử dụng cho mục đích gì? a Hạ cánh b Đường dài c Tiếp cận d Tiếp cận, hạ cánh
8 Khoảng cách tần số hoạt động của hai đài cách nhau tối thiểu là bao nhiêu? a 10 Khz b 15 Khz c 20 Khz d 25 KHz
9 Khoảng cách tần số hoạt động của hai đài cách nhau tối đa là bao nhiêu? a 10 Khz b 15 Khz c 20 Khz
10 Tần số sóng mang trong băng tần của đài NDB Việt Nam là bao nhiêu? a 190 - 535 KHz b 190 - 526 KHz c 190 - 526,5 KHz d 190 - 535,5 KHz
11 Chiều cao anten tối đa 12m, vị trí đài cách điểm chạm bánh trên đường CHC 900m ÷ 1.200m, khi đó đài NDB làm nhiệm vụ gì? a Đài gần b Đài xa c Đài điểm d Đài locator
12 Chiều cao Anten tối thiểu 18m, vị trí đài cách điểm chạm bánh trên đường CHC từ 6.500m ÷ 11.100m, khi đó đài NDB làm nhiệm vụ gì? a Đài gần b Đài xa c Đài điểm d Đài locator
13 Đài NDB được sử dụng cho dẫn đường trung cận thì độ chính xác cho phép là bao nhiêu? a ± 10° b ± 5° c ± 1° d ± 2°
14 Đài NDB được sử dụng cho dẫn đường tiếp cận và vùng chờ thì độ chính xác cho phép là bao nhiêu? a ± 10° b ± 5° c ± 1° d ± 2°
THIẾT BỊ NDB SA 1000
Mô tả tổng quát về máy phát SA1000
SA1000 là máy phát AM với công suất sóng điều chỉnh từ 200w đến 1000w Sử dụng công nghệ switching ở các tầng công suất và khối điều chế, ổn áp, máy phát này mang lại hiệu suất cao trong kích thước nhỏ gọn.
Phần kích thích RF bao gồm mạch tổng hợp tần số từ 190 đến 535 kHz, được điều khiển bằng thạch anh Nó có mạch dao động phát ra hai tần số âm tần là 1020 Hz hoặc 400 Hz cho đài hiệu, cùng với bộ tạo mã đài hiệu theo mã Morse có thể cài đặt qua công tắc Ngoài ra, còn có mạch kiểm tra và mạch xử lý thoại tùy chọn.
Phần công suất của máy phát được cấu thành từ bốn hệ thống độc lập, mỗi hệ thống có công suất 250w Mỗi hệ thống bao gồm một bộ lọc ngõ ra, một tầng khuếch đại công suất switching và bộ điều chế/ổn áp switching Tín hiệu RF từ mỗi hệ thống được kết nối lại để cung cấp tín hiệu đồng nhất.
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 của thiết bị nằm trong khoảng 190÷535 kHz, 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 500 Hz Thiết bị đảm bảo độ ổn định tốt hơn 0,005% trong dải nhiệt độ từ -40ᵒC đến 70ᵒC.
Công suất sóng mang trên tải 50Ω 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%
Nguồn điện bình: khi sử dụng điện bình vào lúc mất điện, cần phải có 2 loại điện
55 thế 144VDC và 24VDC Công suất đòi hỏi cho 144V là 8A và 2,5A cho 24V Công suất ra giảm khoảng 15% hoặc nhỏ hơn
Các đồng hồ trên mặt máy thực hiện việc đo đạc công suất ra, công suất sóng dội, điện thế cấp cho tầng công suất, dòng điện công suất, phần trăm biến điệu và mức âm tần ngõ vào khi sử dụng thoại.
Bộ keyer bán dẫn cung cấp 95 công tắc cho phép điều chỉnh các khoảng tương đương trong mã Morse, với khoảng thời gian có thể chỉnh từ 63ms đến 1666ms.
Để bảo vệ các mạch AC và DC, các cầu chì riêng biệt được sử dụng Điều này giúp ngăn chặn tình trạng sóng dội VSWR vượt quá giá trị đã được thiết lập trước.
Điều kiện hoat động: Nhiệt độ từ -50ᵒC÷ +70ᵒC, độ ẩm từ 0÷100%
Máy phát sẽ tự động ngừng hoạt động khi gặp các sự cố như mất đài hiệu, điều chế giảm xuống dưới mức quy định, tone đài hiệu bị dính, công suất giảm thấp hơn mức đã chỉnh, hoặc sóng phản xạ tăng cao hơn mức cho phép Đối với hệ thống có máy dự phòng, khi tín hiệu ngừng máy xuất hiện, máy dự phòng sẽ tự động khởi động để duy trì hoạt động.
Ngõ vào ( tùy chọn ): Cân bằng, 600Ω±20%, -17dbm, dòng DC không vượt quá mức 3mADC
Mô tả tổng quát bộ ghép anten PC-1kilo
Bộ ghép anten dùng để ghép công suất ra của máy phát có trở kháng 50Ω với anten hoặc chữ T,hoặc anten trụ
Bộ ghép bao gồm một biến thế phối hợp trở kháng và một cuộn dây lớn với các đầu ra, đi kèm là một vòng điều chỉnh cộng hưởng có thể quay được Vòng điều chỉnh này được điều khiển bởi một mạch tự động hoặc có thể quay bằng tay.
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: 2Ω÷25Ω điện trở,700pF÷1500pF điện dung
Tần số: 190KHZ ÷535KHZ với tải 700pF ÷1500pF
Công suất RF ngõ vào: 2000W trung bình,4000w đỉnh
56 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 được thực hiện thông qua cuộn dây lớn, kết hợp với 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 ở phía sau bảng thao tác Hệ thống tự động điều chỉnh sẽ điều khiển vòng cộng hưởng đến vị trí chính xác của cộng hưởng.
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 từ máy phát chính sang máy phát dự phòng khi công suất RF giảm xuống dưới mức cài đặt, mức điều chế thấp hơn giá trị quy định, hoặc khi tín hiệu đài bị mất, bị dính, hoặc công suất sóng phản hồi cao hơn ngưỡng cho phép.
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 -40ᵒC ÷+70ᵒC, 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.
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
2.1 Mô tả chức năng các khối trong SA1000
Bộ tổng hợp tần số trên card KWOSTN sử dụng một mạch dao động LC điều khiển bằng điện áp, tạo ra tín hiệu RF hoạt động ở tần số gấp đôi tần số hoạt động.
Tín hiệu 1KHz được tạo ra bằng cách chia tín hiệu gốc và được đưa vào mạch vòng khóa pha PLL để so sánh với tín hiệu 1KHz chuẩn từ dao động thạch anh 4096MHz Tín hiệu sóng vuông ở tần số hoạt động từ card tổng hợp tần số được đệm qua cổng đảo trên card chính bộ kích thích trước khi vào ngõ vào của tầng khuếch đại công suất.
Card tạo âm tần đài hiệu sản xuất hai tín hiệu âm tần là 400Hz và 1020Hz Trong số hai tín hiệu này, một tín hiệu sẽ được chọn và chuyển qua cổng do mạch tạo đài hiệu kiểm soát, trong khi cổng còn lại được điều khiển bởi mạch âm tần và nút điều chỉnh mức độ điều chế trên thiết bị kiểm soát.
Bộ tạo đài hiệu bao gồm một mã hóa đài hiệu và một hoặc hai card thanh ghi dịch mã hóa, tùy thuộc vào chiều dài của đài hiệu Card mã hóa đài hiệu thực hiện việc dịch các bits mã hóa từ card thanh ghi đến cổng cho phép âm tần qua với xung nhịp 8MHz có thể điều chỉnh.
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 từ đài hiệu, một mức DC và tín hiệu thoại, sau đó thực hiện việc cộng lại, đệm và điều chỉnh mức trước khi đưa đến ngõ vào tầng điều chế trên card chính của bộ kích thích.
Tầng điều chế tạo ra tín hiệu tổng hợp, được đưa vào mạch điều chế độ rộng xung, từ đó sinh ra chuỗi xung 120÷160KHz với độ rộng tương ứng với điện áp đầu vào Những xung này sẽ điều khiển mạch ổn áp switching, 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 ra tín hiệu sửa sai DGPS Để thực hiện điều này, người ta sử dụng card giao tiếp điều chế GPS thay cho card tổng hợp tần số KWOSYN.
Các bộ khuếch đại công suất loại switching toàn cầu có khả năng khuếch đại tín hiệu RF, đồng thời 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 50Ω
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 cho phép hệ thống tự động nạp bình bằng hai phương pháp: nạp nhanh và nạp chậm, tùy thuộc vào tình trạng của bình Mạch vệ sẽ đảm bảo rằng bình không bị nạp hoặc xả quá mức an toàn.
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 và một bộ chuyển đổi tự động Trong chế độ bình thường, bộ chuyển đổi này cung cấp kết nối tín hiệu và nguồn điện cho một trong hai máy phát.
Bất kỳ máy phát nào cũng có thể hoạt động như máy phát chính, được gọi là PRIMARY, tùy thuộc vào công tắc chọn trên mặt máy Khi máy phát chính gặp hỏng hóc, card kiểm tra sẽ phát hiện và ra lệnh ngưng hoạt động Bộ chuyển đổi sẽ nhận diện tình trạng này và bắt đầu quá trình chuyển đổi Card logic tự động sẽ ngưng cấp điện cho relay cung cấp điện đến máy phát chính.
Sau một khoảng thời gian chờ ngắn, các ghép nối sẽ được chuyển sang máy phát phụ (SECONDARY) Tiếp theo, relay sẽ cung cấp điện cho máy phát phụ sau một khoảng chờ ngắn nữa Hoạt động của máy phát phụ được giám sát bởi card kiểm tra trong máy phát phụ, và sẽ dừng lại khi phát hiện lỗi hoặc khi có lệnh reset từ 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 chỉ ra máy phát phụ đang hoạt động (khi chuyển đổi từ máy chính sang máy phụ), và đèn đỏ cảnh báo máy phát phụ bị hỏng Relay báo động sẽ kích hoạt khi đèn LED đỏ sáng, cho thấy có sự cố xảy ra với máy phát.
Nguồn điện cung cấp cho bộ chuyển đổi có thể là AC hoặc DC Chọn lựa điện áp
AC hoạt động bằng cách thay đổi jumper đặt tại card điều khiển chuyển đổi bên trong mặt trước máy (5A1)
Công tắc nguồn của hệ thống được lắp đặt trước máy, đóng vai trò là công tắc cấp điện chính cho hệ thống máy phát đôi Nó điều khiển nguồn điện đến các relay và logic chuyển đổi Bên cạnh đó, công tắc Normal/Tét được bố trí trên bảng điều khiển của hệ thống chuyển đổi.
59 đổi (5A1) sẽ đưa điện và nối tải giả đến máy phát phụ Điều này cho phép máy phát phụ test với tải giả 50Ω gắn bên ngoài tủ máy
2.3 Mạch điều khiển chuyển đổi tự động
Mạch này hoạt động như một bộ nguồn, cho phép giao tiếp giữa mạch logic chuyển đổi tự động và các relay điều khiển T1 và C1 có chức năng chuyển đổi điện áp 115VAC hoặc 230VAC sang 24VDC hoặc 48VDC, tùy thuộc vào cấu hình jumper Điện áp DC này cung cấp năng lượng cho mạch logic chuyển đổi tự động và các thiết bị điều khiển.
PHÂN TÍCH CHI TIẾT MÁY PHÁT SA1000
3.1 Mạch tổng hợp tần số KWOSYN
Sơ đồ nguyên lý hình 13-1 (tài liệu trang 254) mô tả mạch dao động Colpitts 3 điểm điện dung, trong đó transistor Q1 và mạch kết hợp của nó tạo ra tần số dao động thay đổi từ 2 lần 190KHz đến 2 lần 535KHz.
Nếu dùng cả hai cuộn dây L1 và L2 tần số có thể chỉnh được từ 2 lần 190KHz đến
2 lần 320KHz Nếu chỉ dùng cuộn dây L1, tần số có thể chỉnh được từ 2 lần
320KHz đến 2 lần 535KHz tùy thuộc vào điện áp điều khiển từ chân 9 và chân 13 của IC mạch khóa pha PLL U2 và việc điều chỉnh các cuộn dây L1, L2
Tần số hoạt động mong muốn được thiết lập thông qua ba công tắc S2, S3, S4 Khi kết nối J1, tần số đã chọn sẽ được cộng thêm 0,5KHz, dẫn đến việc bộ chia U4 chia tần số hoạt động xuống còn 1KHz tại ngõ ra chân 23 Đồng thời, U1 cũng chia tín hiệu 4.096MHz từ dao động thạch anh với hệ số chia 4096 để tạo ra tín hiệu chuẩn 1KHz tại ngõ ra chân 1.
Tín hiệu 1KHz được đưa vào IC khóa pha PLL U2 để so sánh và khóa pha hai tín hiệu thông qua việc điều chỉnh điện áp ra tại chân 9 và 13, nhằm kiểm soát diode biến dung CR1 Tín hiệu dao động từ U3 được chia thành hai, tạo ra sóng vuông ở ngõ ra với tần số tương ứng với tần số hoạt động đã chọn trên các công tắc S2, S3, S4 Cuối cùng, tín hiệu này được đưa ra chân số 7 của card để đến tầng lái RF.
Tại điểm thử TP1, tiến hành kiểm tra tín hiệu, trong khi TP2 được sử dụng để kiểm tra điện áp điều khiển, với giá trị nằm trong khoảng từ 1-8V Các transistor Q3 và Q4 có nhiệm vụ điều khiển đèn LED DS1, đèn sẽ 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 tr 255) Dùng để tạo tín hiệu âm tần dùng cho đài hiệu và mức
DC cung cấp mạch lái điều chế để kiểm soát điện áp 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 ra bộ lọc tích cực 1020Hz, trong khi U1C và mạch kết hợp hình thành bộ lọc tích cực 400Hz.
Tần số âm tần được gửi đến cổng U2A và điều khiển bởi tín hiệu squelch khi sử dụng thoại Nếu không sử dụng thoại, chân 13 của U2 sẽ ở mức cao 12V do không nối jumper, cho phép tín hiệu âm tần đi qua Khi sử dụng thoại cùng với đài hiệu, tín hiệu thoại sẽ khiến cổng đóng lại do tín hiệu squelch điều khiển, dẫn đến tín hiệu âm tần đi qua R11 thay vì cổng, làm giảm biên độ tín hiệu.
Tín hiệu âm tần đài hiệu từ cổng U2A được đưa đến cổng U2B, được điều khiển bằng tín hiệu tạo đài hiệu
Ngõ vào mạch thoại 600 Ω cân bằng được kết nối tới bộ suy giảm S1, với R47, R48, R49 cho phép lựa chọn tín hiệu ngõ vào ở mức cao hoặc thấp Tín hiệu này sau đó được ghép qua biến thế và bộ lọc thông cao bao gồm C1, R2, C2, cùng với biến trở điều chỉnh mức R6 trước khi đến 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 nhạy cao nhất, điện áp logic tại chân 7 U1D đạt mức 1 khi tín hiệu vào đạt -28dBm Mức điện áp này khiến cổng squelch U3 đóng, cho phép tín hiệu thoại đi vào mạch AGC bao gồm U2A, Q1, Q2, Q3, trong đó Q1 hoạt động như một điện trở thay đổi với ngõ vào của U2A.
Điện trở được điều chỉnh dựa trên tín hiệu hồi tiếp từ chân 1 của U2A; khi tín hiệu tăng, điện áp trên Q1 giảm, dẫn đến việc giảm điện trở và giảm mức tín hiệu.
62 thoại đến ngõ vào chân 3 của U2A, giữ mức ra thoại ổn định Công tắc S2 sẽ cấm AGC nếu muốn
Ngõ ra thoại của U2A được khuếch đại bởi U2C và đưa vào mạch cắt đối xứng CR7, CR8 để ngăn ngừa điều chế quá mức, với R44 dùng để chỉnh mức cắt Tín hiệu sau đó được khuếch đại và lọc cho U2D và U2B, điều chỉnh bằng R20 và được xuất ra từ chân 9 Đối với các ứng dụng đặc biệt, tín hiệu thoại có thể được đưa ra một mạch lọc đặc biệt và các mạch sửa dạng sóng trên một card khác, kết nối với mạch thông qua chân 7 và 9.
Tín hiệu squelch tại chân 13 được sử dụng để kiểm soát việc tự động giảm âm tần của đài hiệu khi có sự điều chế đồng thời 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:
Thời gian Giá trị Ghi chú
5 giây 470K Giá trị mặc định
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 Tín hiệu này được đưa vào ngõ vào của tầng lái điều chế Q1, Q2 Đầu ra của tầng lái điều chế được tinh chỉnh bằng biến trở RF Level trước khi chuyển 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 từ các linh kiện U1D, U1E, R3, R4, R5 và C1, với tần số điều chỉnh từ 6-18KHz Tín hiệu đồng hồ này được gửi đến card ghi dịch và vào ngõ vào xung nhịp của thanh ghi U2, nơi U2 nhận tín hiệu ở dạng nối tiếp từ card ghi dịch sau khi qua cổng đảo U1A.
Khi có 4 bit liên tiếp của đài hiệu bằng 0, tất cả các ngõ ra song song của U2 sẽ là 1 Lúc này, cổng U3 sẽ kích thích mạch dao động đơn ổn U4, tạo ra một xung xóa cho U2 và gửi tín hiệu đến card ghi dịch để thực hiện lệnh nạp lại.
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA 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 phối hợp trở kháng ngõ ra của máy phát 50 Ohm với bất kỳ trở kháng nào trong khoảng từ 5 đến 25 Ohm Sự phối hợp trở kháng được điều chỉnh thông qua 11 chấu chọn vị trí trên cuộn thứ cấp của máy biến thế.
Bộ cộng hưởng là một thiết bị quan trọng, bao gồm sợi dây 92 vòng với các chấu hỗ trợ cho việc chỉnh thô Nó còn có vòng cộng hưởng quay, giúp tinh chỉnh hiệu quả Phạm vi điều hưởng của bộ này 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 giữa điện áp và dòng điện vào bộ ghép, đồng thời quay vòng điều hưởng theo chiều của hệ thống anten Đồng hồ đo anten được sử dụng để theo dõi và điều chỉnh các thông số này nhằm tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của hệ thống.
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, cho phép biến đổi tải thứ cấp từ 2 đến 25 Ohm về 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, lấy mẫu dòng điện Anten để cung cấp tín hiệu cho dụng cụ đo dòng Anten.
Cuộn dây 92 vòng được thiết kế với biến áp vòng ngắn mạch, có khả năng quay bằng tay hoặc bằng động cơ Trong đó, 20 vòng dưới có 1 dầu dung để tinh chỉnh sau mỗi 2 vòng, trong khi 72 vòng trên hoàn thiện cấu trúc của cuộn dây.
Có 9 chấu để sơ chỉnh.Việc lựa chọn các chấu bằng cách hàn đằng sau một bảng có thể mở ra được
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.
Khi chọn đầu không chính xác, 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 đặt 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 Hệ thống này hoạt động dựa trên sự pha trộn giữa dòng điện và điện áp ngõ vào, giúp tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo hoạt động ổn định.
Bộ ghép 50 Ohm RF được so sánh thông qua một mạch điện tử nhằm xác định tính chất của anten khi ghép, bao gồm điện cảm, điện trở và điện dung.
Nếu hệ thống ghép được điều chỉnh chính xác, sẽ không xảy ra 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 tác động điều chỉnh nào 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 motor quay theo chiều đúng để tải trở về là điện trở Đồng thời, mạch điều khiển motor cũng ngăn chặn việc điều chỉnh trong các trường hợp tín hiệu vào yếu, 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 được khuếch đại và biến đổi thành sóng vuông bởi các mạch khuếch đại hạn chế U1 và U2 Sau đó, tín hiệu điện áp và dòng điện được đưa đến U3 để kiểm tra biên độ chênh lệch pha Ngõ ra U3, chân 11, được lọc bằng 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 cao hơn điện áp tại TP2, ngõ ra U5 tại 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 tương thích với các loại anten và tần số hoạt động 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 xung clock xuất hiện, ngõ ra Q tại chân 5 của U4 sẽ được chốt ở trạng thái giống như ngõ vào tại chân 2 của U4 với mức điện áp 1 (12V), cho thấy rằng anten có tính điện cảm Điều 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
ANTEN
Tầm xa của mốc VT và anten phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau và không thể đảm bảo chính xác Mặc dù có thể tính toán cường độ trường nếu biết điện dẫn của đất, nhưng cường độ trường cần thiết lại phụ thuộc vào tạp âm trong môi trường và vị trí cụ thể.
Anten đối xứng hình T là lựa chọn lý tưởng cho công suất sử dụng từ 500 đến 1000W, yêu cầu diện tích đất xây dựng khoảng 46m x 122m cho anten 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
300feet(100m) ,thành phần bức xạ đứng cao 55feet(16m) và 2 day dài
280feet(85m) nằm nang trên đỉnh.Điện dung ngõ vào thay đổi trong khoảng 840pF ở tần số 190Khz và lên đến 1150pF ở 535Khz.Chiều cao hiệu dụng vào khoảng 49feet(15m)
Điện trở ngõ vào bao gồm hai thành phần chính: 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 đó, điện trở tiêu hao thường nằm trong khoảng từ 2 đến 5 Ohm và phụ thuộc vào nhiều yếu tố mà nhà sản xuất khó có thể dự đoán.
Tầm hoạt động của sóng phụ thuộc vào cường độ trường, điều kiện đất và công suất bức xạ Công suất bức xạ gia tăng theo tần số, nhưng tổn thất truyền sóng do ảnh hưởng của mặt đất lại giảm theo tần số.
Anten tru được sử dụng ở những khu vực có không gian hạn chế cho anten chữ T Các nhánh nằm ngang trên đỉnh anten tru giúp giảm điện kháng, từ đó giảm điện áp và tăng độ cao hiệu dụng Tuy nhiên, về mặt điện, anten tru kém hiệu quả hơn anten chữ T có cùng độ cao do bị giảm tải ở đỉnh.
Sự bức xạ do dòng điện chạy trên thành phần nằm ngang trên đỉnh anten bị trừ đi
72 sự bức xạ dòng điện trên thành phần đứng và làm giảm chiều cao hiệu dụng
Để đảm bảo mức làm việc an toàn, có thể giảm điện áp vào Đối với tháp cao 120 feet, yêu cầu diện tích đất là 100 feet bán kính Phần trên của dây, cao 50 feet, được nới với đầu cuối theo hình dạng cái ô.
Anten dao động từ có điện dung vào từ 272pF ở 190kHz đến 853pF ở 535kHz, với chiều cao tối thiểu cần thiết cho máy phát công suất cỡ KW Dung kháng lớn ở đầu vào anten, cùng với vấn đề điện áp đánh thủng và sự mất điều hưởng do hỏng cách điện, yêu cầu chiều cao hiệu dụng khoảng 75 feet để giảm thiểu Điện trở phát xạ dao động từ 0,34 Ohm ở 190kHz đến 2,06 Ohm ở 535kHz Tầm xa phát sóng ở đất tốt từ 220 dặm ở 190kHz đến 170 dặm ở 535kHz với máy phát 100W.
TỔNG QUÁT CHƯƠNG 3
6.1 Sơ đồ tư duy http://go.bubbl.us/c1dd76/a0dd?/Thiết-bị-NDB-SA1000
6.2 Các câu hỏi trắc nghiệm
1 SA 1000 là một máy phát AM có công suất sóng mang điều chỉnh được từ bao nhiêu? a 200 – 900W b 200 – 1000W
2 Bộ Keyer bằng bán dẫn cung cấp bao nhiêu công tắc để đặt các khoảng tương đương? a 80 b 85 c 90 d 95
3 Trở kháng vào của bộ ghép anten PC – 1 Kilo
4 Đường kính của bộ ghép anten PC – 1 Kilo a 76 b 75 c 74 d 70
5 Có bao nhiêu chỉ báo trong bộ chuyển đổi tự động SA? a 2 b 3 c 4 d 5
6.Card âm tần đài hiệu tạo ra mấy tín hiệu âm tần?
7 Diện tích đất để đặt anten với chiều cao 18m a 46m x 120m b 46m x 122m c 46m x 150m d 46m x 152m
8.Diện tích đất để đặt anten với chiều cao 36m a 46m x 120m b 46m x 122m c 46m x 150m d 46m x 152m
9 Máy phát SA hoạt động trên tải 50ohm ở tần số bao nhiêu? a 190÷535khz b 185÷500khz c 190÷500khz d 185÷535khz
10 Hệ thống máy thu trên tàu bay dùng để bắt tần số của máy phát đài
NDB tên là gì a FMS - Flight Management System b ADF - Automanic Direction Finder c BA - Baromatric Altitude d ACAS - Airborne Collision Avoidance System
