Всенаправленный азимутальный радиомаяк ОВЧ-диапазона (VOR) является радионавигационным средством, рекомендованным Международной организацией гражданской авиации (ICAO) в качестве международной системы навигации для управления воздушным судном при полетах на близкие и средние расстояния. Радиомаяк может управляться и контролироваться дистанционно.
Принцип работы радиомаяка (D)VOR основан на измерении фазового сдвига двух сигналов с частотой 30 Гц, излучаемых наземной установкой. Один сигнал (опорный сигнал) излучается с одной и той же фазой во всех направлениях. Фаза второго сигнала 30 Гц (сигнал переменной фазы) относительно первого сигнала изменяется в зависимости от азимута. Электрический фазовый угол, измеренный бортовым приемником, соответствует азимуту воздушного судна.
Радиомаяк VOR излучает на одной из 160 несущих частот (в диапазоне от 108 до 117.975МГц с шагом 50КГц) сигналы опорной и переменнойфаз частотой 30Гц.
Рис. 5 Антенная система DVOR с электронным фазовращением
Радиомаяк VOR или DVOR с помощью бортового приемника обеспечивает пилота следующей информацией:
1. Индикация азимута, т.е. угла между направлением на магнитный Север и направлением "наземный радиомаяк-самолет".
2. Сторона отклонения, которая указывает, находится ли самолет слева либо справа от заданного курса (линии положения), либо точно находится на курсе.
3. Индикация "от/на", которая указывает, летит ли самолет на радиомаяк или от него.
Положение самолета может быть определено по пересечению двух линий положения, которые могут быть получены переключением бортового приемника последовательно на частоты двух радиомаяков VOR или DVOR. Для получения результата необходима карта, а также знание местоположения радиомаяков VOR (DVOR) и их частотные каналы. В дополнение, радиомаяк DVOR/VOR может использоваться для "нуль-вождения" по индикатору курса либо с помощью автопилота.
По сравнению с маяком VOR колебания с частотой 30 Гц в маяке DVOR меняются ролями. Колебание с частотой 30 Гц, используемое для амплитудной модуляции несущей, теперь являетсяопорным сигналом в то время как сигнал, зависящий от направления (сигнал переменной фазы), содержится в частотно-модулированной поднесущей на частоте 9960 Гц. Колебания несущей частоты излучаются всенаправленной неподвижной антенной. Наряду с опорным сигналом несущая также модулирована по амплитуде речевым сигналом (в полосе 300...3000 Гц) и кодом опознавания. Сигналы, содержащие поднесущую 9960 Гц, излучаются антенной боковых частот, которую следует рассматривать как перемещающуюся по круговой траектории. Излучаемые боковые частоты сдвинуты на +9960 Гц и - 9960 Гц относительно несущей. Если антенна боковых частот вращается с частотой 30 Гц, то вследствие эффекта Доплера возникает частотная модуляция поднесущей, фазовый сдвиг которой, относительно опорного сигнала (30 Гц АМ),зависит от (Азимута) точки приёма.
Для получения девиации частоты, равной согласно рекомендациям ICAO ±480 Гц, радиус окружности R по которой вращается антенна боковых частот, должен составлять 6.5...7.5 м при работе в диапазоне частот 108...118 МГц. Величину R можно найти на основе формулы, описывающей эффект Доплера.
Рис. 6 Азимут как функция фазового угла
Различие в методах формирования двух сигналов с частотой 30 Гц в системах VOR и DVOR имеет только внутриаппаратурное значение. Бортовой приемник VOR не может извне определить, к какой наземной станции относится принятый сигнал: VOR или DVOR. Однако, радиомаяк DVOR позволяет определять азимут значительно точнее, так как в нем используется антенна с большой базой,что даёт возможность применения эффекта Доплера. Сдвиг фаз между двумя колебаниями на частоте 30 Гц имеет определенную величину, зависящую от (Азимута) точки приёма, относительно курсового радиомаяка. Если азимут равен 0° (Север), сдвиг фаз равен 0°, если азимут равен 180° (Юг), сдвиг фаз равен 180° градусов. Для азимута 90° (Восток) сдвиг фаз равен 90°, для азимута 270° (Запад) сдвиг фаз равен 270°. Совокупность направлений, в которых азимут остается постоянным, называется радиалами относительно установки DVOR. На Рис.6 показаны фазовые соотношения между опорным сигналом и сигналом, зависящим от места нахождения самолета.