[[기타]]VOR 동작원리

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 1-2. VOR 동작원리

① DVOR

DVOR의 동작은 기준위상 및 가변위상이라고 부르는 반송파에 변조된 2개의 30Hz 신호간의 위상차이에 근거를 둔다.  기준위상신호는 30Hz 정현파 신호로 진폭변조된 반송파에 의하여 얻어진다. 이 진폭변조된 신호는 중앙의 반송파 안테나에서 수평면으로 전 방향에 복사된다. 복사패턴은 원형이며 방위각의 독자적인 위상으로  30Hz 신호를 항공기수신기에 만들어 준다.

가변위상신호는 9960Hz의 주파수 변조된 부반송파로 반송파를 진폭변조하여 얻어지며, 이 반송파의 진폭변조는 전방향으로 복사되는 반송파와 측대파 안테나의 링(RING)으로부터 독특하게 분리 복사되는 상측파대 및 하측파대 신호의 공간 합성에 의하여 얻어지기 때문에 공간변조라 부른다.

상측파대 및 하측파대 신호는 반송파에 올바른 위상으로 추가될 때 각각 반송파 상.하로 평균 9960Hz 씩 벗어나며 9960Hz로 진폭변조된 합성신호를 만든다. 부반송파는 30Hz비율로 주파수변조된다.  측파대신호는 매 초당 30회전으로 측파대 안테나 링의 원주에 대하여 반시계방향으로 회전하며 2개의 마주보는 정반대의 안테나에 관해서 한 개 안테나는 상측파대  신호를 복사하고 다른하나는 하측파대 신호를 복사하도록 48개의 측대파 안테나에 순서적으로 공급되어  복사한다.
회전하는 측대파 근원과 수신지점 사이의 전파통로 유효길이가 30Hz 비율로 변하기 때문에 측대파 신호의 관측되는 주파수도 30Hz비율로 변하므로 부반송파는 30Hz로 주파수 변조된다.

주파수 편이량은 운용주파수의 파장으로 표현된 측파대 안테나 링에 비례한다.
직경을 13.4m로 놓으면 113.6MHz의 주파수에서 478.39Hz의 첨두 주파수 편이를 만들고 108MHz 에서는 454Hz, 118MHz 에서는 497Hz를 만든다. 그러므로 상응하는 편이 비율은 108MHz에서 15.13으로부터 118MHz에서 16.57까지 변한다.

항공기의 수신기에서 30Hz 신호는 9960Hz FM부반송파로부터 추출된다. 이 두 번째 30Hz 신호의 위상은 수신지점 방위의 변경에 따라 직선적으로 변하는데 매 각도마다의 방위변경에 따라 30Hz 가변위상신호의 위상이 1°씩 변경된다. 측파대 안테나의 순서적인 가동과 반송파의 30Hz 진폭변조는 DVOR 표지국으로부터 자계 0에서 기준 및 가변위상 30Hz신호가 동일위상이 되는 방법으로 시간이 관련되어 있다. 수신지점이 표지국 주위를 시계방향으로 이동함으로서 가변위상신호(30Hz FM)가 기준위상신호(30Hz AM)를 앞서기 시작한다. 예를들면, DVOR의 서쪽 관측자는 30Hz FM신호가 30Hz AM신호를 270°만큼 앞선다. 항공기의 수신기는 2개의 30Hz 신호사이의 위상차이를 결정함으로서 표지국에 대한 방위각도를  30Hz AM신호가 30Hz FM신호보다 지연되는 만큼의 각도로서 결정한다. 

②. CVOR

VOR은 국에서 전방향 동일위상을 갖는 주파수 변조(FM)된 30Hz의 기준위상신호(Reference phase signal)와 방위가 시계방향으로 변화되면서 위상이 1 주기씩 늦어지는 또 다른 30Hz의 가변위상신호(Variable phase signal)를 송신함으로서 항공기는 이 두 signal의 위상차를 측정하여 자북으로부터의 방위를 나타나게 한 원리이다.

VOR국에서 송신된 전파를 기상의 VOR 수신기가 수신하여 검파하게 되는데 goniometer에 의해 9,960Hz의 부반송파와 30Hz의 가변위상신호를 얻게 되고,  부반송파를 다시 주파수변별하여 30Hz의 기준신호를 얻음으로서 이 두 신호의 위상차를 구할 수 있게 되고 VOR국에 대한 자방위를 계기에 나타나게 할 수 있는 것이다.

VOR의 작동원리를 더 쉽게 이해하기 위하여 한 곳에서 나오는 두 개의 light signal(광신호)을 예로 든다. 즉, 한 광신호는 전방향으로 flashing light(나전구)를 비추고 또 다른 광신호는 일정한 율로 선회하면서 rotating light를 좁은 beam으로 발사한다고 하면, flashing light를 좁은 beam이 자북지방을 통과할 때만 반짝 켜지게 하고 rotating beam을 회전시키면 두 광신호는 위상을 만들게 한다.

rotating beam을 1분에 1회전시킨다면 flashing light를 본 이후 rotating beam을 볼 때까지의 시간간격에 의해 360도 방위각중에서 어느 위치라도 그 방위를 알 수 있게 되는 것이다.  예를들어 자북의 flashing 이후 20초만에 beam을 보았다면 20 / 60 : 360도의 1/3이므로 기준위상(자북)으로 부터 120도 위치에 있게 되는 것이다.

VOR송신기는 위의 light signal과 동일한 위상비교의 원리를 이용한 것으로 rotation radio signal을 1,800RPM으로 회전시킨다.  즉 두 개의 Navigational Signal을 발사하는데 하나는 flashing light에 해당하는 radio signal(reference signal)이고 또 하나는 rotating beam에 해당하는 radio signal(variable signal)이다.

이 두 개의 signal은 자북방위(base line)에서만 위상이 같고 다른 전방향에서는  위상이 달라져서 항공기의 VOR수신기는 이 위상차를 자동적으로 산출하여 방위(Radial)로 계기에 나타나게 만든 것이다.

ICAO규정은 지상국에서 음성송신과 국신호를 같은 주파수로 자동적인 발사가 되도록 요구하고 있다.