Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy phát tín hiệu hỏi dùng trong thiết bị nhận biết chủ quyền quốc gia : Đề tài NCKH. QG.07.26

Làm chủ công nghệ thiết kế chế tạo m áy phát siêu cao tần công suất lớn băng tần L b ằ n g công nghệ mới ứng dụng trong hệ thống hỏi đáp và dẫn đường cho các phươ ng tiện trên không tươn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

NGHIÊN CỨU, THIẾT KE, CHẾ TẠO MÁY PHÁT TÍN HIỆU HỞI DÙNG TRONG THIỂT BỊ NHẬN BIÉT

CHỦ QUYỀN QUỐC GIA

Mã số: QG.07.26

Chủ nhiệm đề tài: TS Bạch Gia Duong

H À N Ộ I - 12/2008

MỤC LỤC

BẢNG GIẢI TH ÍCH CÁC CH Ữ VIÉT T Ắ T 3

DANH SÁCH NHỬNG NGƯỜI THAM GIA TH Ụ C HIỆN ĐÈ T À I 4

DANH MỤC CÁC BẢNG SÓ LIỆU 5

DANH MỤC CÁC HÌNH V Ẽ 6

TÓM TẮT CÁC KÉT QUẢ NGHIÊN c ứ u CHÍNH 9

ĐẶT VÁN Đ È 11

TỎNG QUAN CÁC VÁN ĐÈ NGHIÊN c ứ u 12

MỤC TIÊU VÀ NỘI DƯNG NGHIÊN c ứ u CỦA ĐÈ T À I 13

ĐỊA ĐIỀM, THỜI GIAN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 13

KÉT QUẢ NGHIÊN c ứ u 14

Phần 1 - TỎNG QUAN VÈ HỆ THÓNG NHẬN BIÉT CHỦ QUYÊN QUÓC G I A 14

1.1 Hệ thống thông tin, dẫn đưòng, giám sát và quản lý không vận 14

1.1.1 Giói t h iệ u 14

1.1.2 Hệ thống mạng viễn thông hàng k h ô n g 17

1.1.3 Hệ thống dịch vụ không v ậ n 18

1.2 Hệ thống radar giám sát không v ậ n 34

1.2.1 Tống quan về liệ thống radar 34

1.2.2 Hệ thống radar giám sát SO' cấp (Primary Surveillance Radar - P S R ) 34

1.2.3 Hệ thống radar giám sát thứ cấp (Secondary Surveillancc Radar - S SR ) 35

1.2.4 Hệ thống giám sát phụ thuộc tự động (ADS-B) 43

Phần 2 - LÝ TH UYÉT VÀ KỶ THUẬT SIÊU CAO T À N 45

2.1 Giói thiệu chung 45

2.2 Lý thuyết đưòng truyền và giản đồ S m ith 45

2.2.1 Mô hình tưong đưong tham số tập trung của đường truyền 46

2.2.2 Biểu đồ S m it li 50

2.3 Mạch dải siêu cao tần 59

2.3.1 Giói t h iệ u 59

2.3.2 Tham số s 67

2.3.3 Các kỹ thuật phối họp trỏ' kháng 69

2.3.4 Khuếch đ ạ i 71

Phần 3 - MẠCH VÒNG BÁM PHA VÀ BỌ TỎ HỢP TÀN SỐ 74

3.1 Mạcli vòng bám pha 74

3.1.1 Giói thiệu c h u n g 74

3.1.2 Tổng quan về vòng bám pha (P L L ) 74

3.2 Bộ tổ liợp tần số dùng vòng bám p h a 78

3.2.1 Bộ so pha 79

3.2.2 Các bộ chia t ầ n 81

3.2.3 Bộ lọc tần số t h ấ p 81

3.2.4 Bộ dao động điều khiển bằng điện áp (V C O ) 81

3.3 Giới thiệu về học IC ADF411x 82

3.3.1 Họ I C A D F 4 1 1 x 82

3.3.2 Mô tả chức năng các ch â n 84

3.3.3 Mô tả chức năng mạch đ iệ n 85

Phần 4 - KÉT QUẢ T H ự C N G H IỆ M 90

4.1 Chế tạo bộ khuếch đại siêu cao t ầ n 90

4.2 Chế tạo bộ tổ hợp tần số băng L 107

4.2.1 Chế tạo v c o 107

4.2.2 Chế tạo bộ tổ họp tần s ổ 109

4.3 Chế tạo bộ phát mã IC A O 113

4.3.1 Phát mã ICAO sử dụng DSP56307EV M 113

4.3.2 Phát mã ICAO sử dụng vi điểu khiển PSO C 1 15 4.4 Phương án thiết kế tổng thể máy phát công suất l ó n 119

KÉT L U Ậ N 122

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG B Ó 123

DANH M ỤC CÁC SẢN PHẨM ĐÀO T Ạ O 124

TÀI LIỆU THAM K H Ả O 125

P H U LƯ C

điện áp

DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU

B ả n g 1.1 C ác dịch vụ c ả n h báo và thông tin c huyến bay c h u ẩ n 19

B ả n g 1.2 C ác trư ờ n g c h u ẩ n tro n g gói thông tin dịch vụ cảnh báo k h ô n g v ậ n 20

B ả n g 1.3 C hứ c n ă n g các chế độ sử d ụng trong tín hiệu thăm dò chế độ A / C 37

B ả n g 1.4 V ị trí các x u n g trong tín hiệu trả lời chế độ A / C 38

B ả n g 1.5 T h ứ tự các n h ó m x u n g 39

B ả n g 3.1 Bít điều k h iển lựa c h ọ n chốt dữ liệ u 88

B ả n g 4.1 S ự p h ụ thuộc tần sổ vào điện áp của v c o 5 0 0 M H z - l 1 0 0 M H z 107

B ả n g 4.2 S ự phụ thuộc tần số vào điện áp của v c o 1,2 G H z -2 3 G H z 108

H ì n h 1.1 M ô hìn h hệ th ố n g C N S / A T M 16

H ì n h 1.2 M ạ n g A T N 17

H ì n h 1.3 C ấ u trúc trư ờ n g của gói thông tin A T S 20

H ì n h 1.4 Gói th ô n g tin lỗi truyền t h ô n g 32

H ì n h 1.5 Gói th ô n g tin kế hoạ c h b a y 33

H ì n h 1.6 S ơ đồ hệ th ố n g giám sát thứ c ấ p 36

H ì n h 1.7 A n te n có độ m ở lớn ( L V A ) 36

H ì n h 1.8 Tín h iệ u S S R 37

H ì n h 1.9 Đ ịn h dạng tín hiệu trả lời trong chế độ A / C 38

H ì n h 1.10 Đ ịn h d ạ n g tín hiệu thăm dò chế độ 3/A, c , s 41

H ì n h 1.11 T ín hiệu thăm dò chế độ s 42

H ì n h 1.12 Đ ịn h d ạ n g trả lời chế độ s 43

H ì n h 1.13 H ệ th ố n g định vị G P S 44

H ì n h 2.1 P h ổ tần số của sóng điện t ừ 45

H ì n h 2.2 D â y dẫn s ong song và sơ đồ tư ơ ng đ ư ơ n g 46

H ì n h 2.3 H ọ v ò n g tròn đẳng điện t r ở 52

H ì n h 2.4 H ọ v ò n g tròn đẳng điện k h á n g 52

H ì n h 2.5 V ò n g tròn đ ẳ n g điện k h á n g phía trên trục h o à n h 53

H ì n h 2.6 V ò n g tròn đ ẳ n g điện kh á n g phía dưới trục h o à n h 53

H ì n h 2.7 V ò n g tròn đ ẳ n g điện trở và điện khá n g trên c ù n g m ột đồ th ị 54

H ì n h 2.8 H ọ v ò n g tròn đẳng |F| 55

H ì n h 2.9 G iả n đồ S m ith c h u ẩ n 57

H ì n h 2.10 B iể u diễn điểm bụng và điểm nút của s óng đ ứ n g trên giản đồ S m ith 59

H ì n h 2.11 C ác loại m ạc h vi d ả i 61

H ì n h 2.12: C ác d ạ n g đ ư ờ n g tru y ề n s ó n g 62

H ì n h 2.13 S ơ đồ m ạc h tư ơ ng đ ư ơ n g 63

H ì n h 2.14 D ư ờ n g truyền vi d ả i 66

H ì n h 2.15 S ơ đồ đ o 68

H ì n h 2.16 S ơ đồ xác định S ịj 68

H ì n h 2.17 S ơ đồ xác định S j j 68

H ì n h 3.1 S ơ đồ chức n ă n g của m ạc h vòng bám p h a 75

H ì n h 3.2 Đ ặ c t n r n g c h u y ể n tần sổ - điện áp của P L L 77

H ì n h 3.3 S ự p h ụ th u ộ c của tần sổ v c o vào điện á p 78

H ì n h 3.4 S ơ đồ c h ứ c n ă n g bộ tồ hợp tần số d ù n g m ạ c h v òng bá m p h a 79

H ì n h 3.5 C ấ u trúc của 1 bộ so pha s ố 80

H ì n h 3.6 G iả n đồ x u n g lối vào/ra (IN /O Ư T ) khi c h ư a bắt c h ậ p 80

H ì n h 3.7 G iả n đồ x u n g lối vào/ra (IN /O U T ) khi tần số 2 lối vào b ằ n g n h a u 81

H ì n h 3.8 IC A D F 4 1 1 x 82

H ì n h 3.9 S ơ đồ ch ứ c năng của họ IC A D F 41 l x 83

H ì n h 3.10 C ác th ô n g số về k h o ả n g cách của 2 loại IC 20 chân gầm và 16 c h â n r ế t 84

H ì n h 3.11 T ầ n g lối vào c h u ẩ n 85

H ì n h 3.12 T ầ n g lối vào R F 86

H ình 3.13 B ộ chia A và B 86

H ì n h 3.14 Sơ đồ n g u y ê n lý đã được đơ n giản h o á và giản đồ x u n g của bộ tá c h só n g pha/tần s ố 87

H ì n h 3.15 G iản đồ thời gian của việc chốt d ữ liệ u 88

H ì n h 3.16 M ạ c h M Ư X O U T 88

H ì n h 4.1 Sơ đồ khối bộ k h u ế c h đại siêu cao tần công suất 2 0 0 w 90

H ì n h 4.2 Sơ đồ n g u y ê n lý tầng khuếch đại 4 5 W 91

H ì n h 4.3 K ế t q uả m ô p h ỏ n g th a m số s 11, s 22, S21 cùa tầng 1 92

H ì n h 4.4 K ế t q uả m ô p h ò n g tỉ số sóng đứ n g vsw r(si i) c ủ a tầ n g 1 93

H ì n h 4.5 K ế t q uả m ô p h ò n g tham số s22 của tầng 1 93

H ì n h 4.6 K ế t q uả m ô p h ỏ n g tỉ số sóng đ ứ n g v s w r(s 22) của tầng 1 94

H ì n h 4.7 S ơ đồ n g u y ê n lý tầng 2 bộ kh u ế c h đại 2 0 0 W 95

H ì n h 4.8 K ế t quả m ô p h ò n g th am sổ s 11, s 22, S2 1 của tầ n g 2 96

H ì n h 4.9 K ế t quả m ô p h ỏ n g tỉ sổ s óng đ ứ n g v sw r(s, i) c ủ a tần g 2 96

H ì n h 4.10 K ế t quả m ô p h ò n g ti số só n g đ ứ n g v s w r(s 22) của tần g 2 97

H ì n h 4.11 H ìn h ả nh thực tế của bộ k huếch đại c ô n g suất 2 0 0 \ v 97

H ì n h 4.12 K ế t q uả đo th am số s trên m áy phân tích m ạ n g 98

H ì n h 4.13 K ết quả trên m áy p h â n tích phổ - tần số 1 0 0 0 M H z 99

H ì n h 4.14 K ế t q uả trên m áy p h â n tích phổ - tần sổ 1 0 0 5 M H z 99

H ì n h 4.15 K ế t q uả trên m áy p h â n tích phổ - tần số 1 0 1 0 M H z 100

H ì n h 4.16 K ết q uả trên m á y phân tích phổ - tần sổ 1 0 1 5 M H z 100

H ì n h 4.17 K ế t quả trên m áy phân tích phổ - tần số 1 0 2 0 M H z 101

H ì n h 4.18 K ế t q u ả trên m áy phân tích phổ - tần số 1 0 2 5 M H z 101

H ì n h 4.19 K ết quà trên m áy phân tích phổ - tần số 1 0 3 0 M H z 102

H ì n h 4.20 K ế t q u ả trên m á y p h â n tích phổ - tần số 10 3 5 M H z 102

H ì n h 4.21 K ế t quả trên m á y p h â n tích phổ - tần số 1 0 4 0 M H z 103

H ì n h 4.22 K ế t q uả trên m á y p h â n tích phổ - tần sổ 1 0 4 5 M H z 103

7

H ì n h 4.23 K ết q u ả trên m áy phân tích phổ - tần số 1 0 5 0 M H z 104

H ì n h 4.24 K ết q u ả trên m áy p h â n tích phổ - tần số 1 0 5 5 M H z 104

H ì n h 4.25 K ết q u ả trên m áy p h â n tích phổ - tần sổ 1 0 6 0 M H z 105

H ì n h 4.26 K ết q u ả trên m á y p h â n tích phổ - tần số 1 0 6 5 M H z 105

H ì n h 4.27 Kết q uả trên m áy phân tích phổ - tần số 1 0 7 0 M H z 106

H ì n h 4.28 K ết quả trên m á y p h â n tích phổ - tần số 1 0 8 0 M H z 106

H ì n h 4.29 Đ ồ thị sự phụ thuộc của tần số vào điện áp của v c o 5 0 0 M H z - 1 1 0 0 M H z 108

H ì n h 4.30 Đ ồ thị sự p h ụ thuộc c ủ a tần số vào điện áp của v c o 1.2GHz-2.3GHz 109

H ì n h 4.31 Sơ đồ khối bộ tổ hợ p tần số b ă n g L 110

H ì n h 4.32 Sơ đồ n g uyên lý bộ tổ hợ p tần sổ băng L 111

H ì n h 4.33 Sơ đồ chức n ă n g hệ th ố n g A F C 112

H ì n h 4.34 Bộ tổ hợp tần số dải tần 1 0 2 0 M H z - 1 1 0 0 M H z 112

H ì n h 4.35 D S P 5 6 3 0 7 E V M 113

H ì n h 4.36 Giao diện phần m ề m D e b u g - 5 6 k 1 ] 5 H ì n h 4.37 M ột đoạn m ã I C A O chế độ s được tạo bởi kít D S P 5 6 3 0 7 E V M 115

H ì n h 4.38 Các m ô trong trên vi điều khiển P S O C 116

H ì n h 4.39 Sơ đồ khối của vi điều khiển P S O C 116

H ì n h 4.40 Bộ phát m ã IC A O sử d ụ n g vi điều khiển P S O C C Y 8 C 2 7 4 4 3 117

H ì n h 4.41 K ết nổi các m ô đun trong vi điều khiển P S O C C Y 8 C 2 7 4 4 3 117

H ì n h 4.42 B à ng các thông số cẩu hìn h cho vi điều khiển P S O C C Y 8 C 2 7 4 4 3 118

H ì n h 4.43 N ạ p c h ư ơ n g trình cho vi điều khiển P S O C bằng phân m ềm C Y P q ua cổng L P T 118

I l ì n h 4.44 M ột đoạn mã IC A O chế độ s đượ c tạo bởi vi điều khiển P S O C C Y 8 C 2 7 4 4 3 118

H ì n h 4.45 Sơ đồ khối M ô đun 2 K W tổng hợp từ các mô đun cơ sở 2 0 0 w 120

H ì n h 4.46 Giải pháp cộng c ô n g suất 4 8 0 0 W 120

H ì n h 4.46 Giải pháp cộng c ô n g suất 7 6 8 0 W 121

TÓ M TẮT CÁC KÉT QUẢ NGHIÊN c ú lĩ CHÍNH

CỦA ĐÈ TÀI

1 K ê t q u ả vê k h o a h ọ c (những đóng góp của đê tài, các công trình khoa học đã công bố):

Đ ề tài tập trung ng h iên cứu, thiết kế, chế tạo m á y phát cônR suất lớn dải sóng

dm, b ă n g tân L, c ó điều chế m ã bằng c ô n g nghệ m ới, nằm trong hệ thống thiết bị nhận biết chủ qu y ề n Q u ố c G ia lắp đặt trong các thiểt bị bay trên k h ô n g và tàu thuyền trên biển Sản p hẩm c h ín h của đề tài là m ô đun c ô n g suất 2 0 0 W đượ c chế tạo dự a trên công nghệ m ạch dải d ù n g làm bộ k huếch đại tín hiệu phát m ã nhận biết chù qu y ề n Q uốc gia

Đe tài chế tạo m á y phát được triển khai đồng bộ với các đề tài chế tạo m áy thu giải

mã, anten f i d e n h ằ m tạo ra thiết bị nhận biết chủ qu y ề n Q uốc gia hoàn chình, đáp ứng nh u cầu đ ảm bảo an toàn, anh ninh trong tình hìn h mới

T ro n g quá trình thực hiện đề tài đã có 02 bài báo được đ ă n g tại kỷ yếu của Hội nghị quốc tế về c ô n g nghệ tiên tiến trong lĩnh vực truyền thông A T C 2 0 0 8 và T ạ p chí khoa học của Đại học Q uốc Gia Hà Nội và 01 báo cáo tại Hội thao khoa học Q uốc Gia lần thứ tư về nghiên cứu, phát triển và ứng d ụ n g c ô n g nghệ thông tin và truyền thông

IC T rd a ’08

“Study, design and /abrication o f a transmitter SỴSíem fo r the nationaỉ

s o v ere ig n t}’ id en tì/ỉcation c o d e ” Hội nghị q u ố c tế về c ô n s nghệ tiên tiến trong

lĩnh vực truyền thông, A T C 2008

“R e s e a r c h , desigỉt a n d / a b r i c a t i o n o f the 4 5 W a n d the 200ÌV, L - B a n d p o w e r

amplựìer Iising the modern microstrip technologY fo r application in the

n a tio n a l s o v ere ig n ty identỉfìcation c o d in g system s" , Tạp chí K h o a học Đại

học Q u ố c G ia H à Nội V olum e 24, No 1S.2008

• V ũ T uấn A nh Đ ặ n g Thị Thanh Thuỷ, Dỗ T ru n u K iên và Bạch G ia D ư ơ ng

“Nghiên cửu, thiết kế, chế tạo bộ tạo mã hỏi-đáp với cấu trúc mềm dẻo sử

d ụ n g tr o n g h ệ th ố n g n/tận biết chủ q u yển Q u ố c gia" Hội thảo k h o a học Quốc

Gia lần th ứ tư về nghiên cứu phát triển và ứ ng dựng công nghệ th ô n g tin và truyền thông IC T rd a '0 8

2 K ế t q u á p h ụ c v ụ t h ự c tế (các sản phẩm công nghệ, khả n ă n g áp d ụ n g thực tế):

Sản p hẩm đã tham d ự T e c h M art H à Nội 2008 tại G iả n g Võ, T e c h M a r t L ạng Sơn 2008, có n h iề u địa chỉ áp d ụng trong th ô n g tin vô tuvến, tro n c các thiết bị quân

sự, r a đ a

3 K ế t q u ả đ à o t ạ o (sô lư ợ n g sinh viên, học viên cao học, n g h iê n c ứ u sinh làm việc trong đề tài):

T r o n g k h u ô n khổ nội d u n g đề tài, đã h ư ớ n g dẫn 03 luận v ă n c a o học, 02 luận văn tốt ng h iệp đại học hệ c hính quy và góp phần đào tạo 01 ng h iên c ứ u sinh:

điều chế m ã n h ậ n b iết chủ qu y ề n Q u ố c Gia sử d ụ n g cho thiết bị h à n g k h ô n g và

h à n g h ả i” , L u ậ n v ă n thạc sĩ khoa học, T r ư ờ n g Đ ại học C ô n g N g h ệ , Đại học

Q u ố c G ia H à N ộ i, 2008

só n g siêu cao tầ n c ô n g suất lớn b ằ n g công nghệ m ạc h dải” , L u ậ n văn thạc sĩ

k h o a học, T r ư ờ n g Đại học K h o a học T ự nhiên, Đại học Q u ố c G ia H à Nội, 2008

c ô n g suất lớn h ă n g tần L dùn g tro n g m áy p h á t m ã n h ậ n biết c h ủ q u y ề n Quốc Gia

• N g u y ễn V ă n H à , “N g h iê n cứu, thiết kế, x ây d ự n g bộ tạo m ã n h ậ n biết chủ

q u y ề n Q u ố c G ia d ù n g cho hàng k h ông, hàng h ả i” , L u ậ n văn tốt ng h iệp đại học

hệ c h ín h q u y , T r ư ờ n g Đ ại học C ô n g N ghệ, Đ ại học Q u ố c G ia H à Nội, 2008

• N g u y ễ n N g ọ c T u ấ n , “X â y d ự n g hệ th ố n g tự đ ộ n g đ iều c h ỉn h h ệ số k h u ế c h đại

d ù n g tro n g m á y nhận biết m ã c hủ q u y ề n Q u ố c G ia ” , L u ậ n v ă n tốt nghiệp đại học hệ c h ín h quy, T r ư ờ n g Đại học C ô n g N g h ệ , Đại học Q u ố c Gia H à Nội, 2008

p h ụ c v ụ bảo m ật và n h ậ n d ạ n g th ô n g tin” , L u ậ n án tiến sĩ, T r ư ờ n g Đ ại học

K h o a học T ự nhiên, Đại học Q uốc G ia H à Nội

4 K ế t q u ả n â n g cao t iề m lực k h o a học (nâng cao trình độ cán bộ và tăn g cư ờ n g trang thiết bị cho đ ơ n vị):

th u ật và c ô n g n g h ệ siêu cao tần c ô n g suất lớn ứ ng d ụ n g tro n g th ô n g tin vô tuyến

siêu cao tần làm việc ở tần sổ lG H z - 2 G H z đ iều chế m ã xun g , c ô n g suất 2 0 0 W

có thể sử d ụ n g để x â y dự n g bài thực tập đào tạo cao học và ng h iên cứu sinh

10

B Á O C Á O T Ỏ N G K É T

ĐẶT VẤN ĐÈ

H ệ t h ố n g hỏi đ á p và d ẫn đ ư ờ n g cho các p h ư ơ n g tiện đ ư ờ n g k h ông, đ ư ờ n g thuỷ

và trên m ặt đất ngày c à n g đón g vai trò q u a n trọ n g trong điều k iện toàn cầu hoá, khi hoạt đ ộ n g giao t h ư ơ n g giữa các nước trở n ên n h ộ n nhịp, sôi động H ệ th ố n g này đượ c phát triển d ự a trên c ơ sở hệ thống nhận biết địch-ta (IF F -I d e n tifìc a tio n P rie n d or F oe)

ba n đ ầ u d ù n g t ro n g q u â n sự và trước tiên cho h à n g k h ô n g dân d ụ n g -lĩn h vự c đòi hỏi sự giám sát, q u ả n lý và đ iều phái chặt c h ẽ n h ằ m đ ả m bảo an toàn, h iệu q u ả cho các

ch u y ế n bay

T r o n g hệ t h ố n g này, để trao đổi th ô n g tin g iữ a các trạm radar đặt dưới m ặt đất với m á y b ay c ũ n g n h ư trao đổi thông tin giữ a các m á y bay hiện nay các n ư ớ c trên thế giới đều h ư ớ n g tới thiết lập riêng cho m ìn h bộ m ã n h ậ n biết riê n g theo quy định của

IC A O Ờ V iệ t N a m , việc thiết kế, chế tạo bộ m ã riê n g th ố n g nhất c h u n g cho cả nước

v à tuân theo c h u ẩ n q u ố c tế được đặt ra với y ê u cầu rất cấp bách, n h ằ m đ ả m b ảo an

n in h Q u ố c gia c ũ n g n h ư tạo m ã bí m ật cho các p h ư ơ n g tiện quân sự c ủ a ta H iệ n nay, tại T ru n g tâ m K h o a học C ô n g N ghệ, H ọ c viện K ỹ T h u ậ t Q u â n Sự và V iệ n K ỹ T h u ậ t

Q u â n S ự P h ò n g K h ô n g - K h ô n g Q uân thuộc B ộ Q u ố c Phòng, các c h u y ê n gia c ũ n g đã

ng h iên c ứ u thiết kế chế tạo được m ột số thiết bị tro n g hệ thống hòi đáp tuân theo

c h u ẩ n của L i ê n X ô cũ với m ụ c đích thay thể các thiết bị cũ đã quá lạc hậu T u y nhiên, việc triển khai thiết kế m á y phát hỏi siêu cao tần c ô n g suất lớn cho hệ th ố n g hỏi đáp và nhận biết c hủ q u y ề n Q u ố c gia theo quy c h u ẩ n của I C A O thì c h ư a có cơ sở nào n g h iê n cứu T h à n h q uả nghiên, c ứ u của các cơ sở n ày m ới d ừ n g lại ờ việc chế tạo m á y thu giải

m ã và ă n g te n và b ư ớ c đ ầu cho thiết kế m á y phát bán d ẫ n b ă n g tần L

Đ ề tài: “N g h iê n cứu, thiết kế, chế tạo m áy p h á t tín hiệu hỏi d ù n g tro n g thiết

bị n h ộ n b i ế t c h ủ q u y ề n Q u ố c G i a ” đượ c đặt ra n h ằ m giải quyết n h ữ n g y ê u cầu trên

K h i đề tài h o à n th à n h và được áp dụng rộ n g rãi sẽ đáp ứ n g y ê u cầu an toàn và an nin h cho các p h ư ơ n g tiện bay trên k h ô n g và tàu bè đi lại trên biển đồng thời quản lý chặt chẽ hài p hận, k h ô n g phận nướ c ta, đảm bảo chủ q u y ề n về đ ư ờ n g k h ô n g v à đ ư ờ n g biển

11

Đe tài tập trung nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy phát công suất lớn dải sóng

dm, băng tần L, có điều chế mã bằng công nghệ mới, n ằm trong hệ thống thiết bị nhận biết chủ quyền Q uốc G ia lắp đặt trong các thiết bị bay trên không và tàu thuyền trên biển Đề tài chế tạo m áy phát được triển khai đồng bộ với các đề tài chế tạo máy thu giải mã, anten fid e n h ằ m tạo ra thiết bị nhận biết chủ quyền Q uốc gia hoàn chinh, đáp ím g nhu cầu đàm bảo an toàn, anh ninh trong tình hình mới

Các nội dung nghiên cứu của đề tài:

• N g h iê n cứu tổng quan hệ thống nhận biết chủ quyền Quốc Gia: nguyên tắc phát

m ã hỏi-đáp, các tính năng, tham số kỹ thuật của hệ thống

• N g h iê n cứu kỹ thuật và công nghệ mới để thiết kế, chế tạo m áy phát tín hiệu hỏi, dài sóng siêu cao tần, băng tần L dựa trên công nghệ m ạch dải

quyền Quốc Gia

thông, công suất phát, điều chế tín hiệu mã, phổi họp trở kháng với anten íìde tạo giả tương đương trong phòng thí nghiệm

tạo giả trong phòng thí nghiệm

• N g h iê n cứu m ẫu mã vô hộp, kiểu dáng công nghiệp phục vụ cho sản xuất sau này

1 Làm chủ công nghệ thiết kế chế tạo m áy phát siêu cao tần công suất lớn băng tần L b ằ n g công nghệ mới ứng dụng trong hệ thống hỏi đáp và dẫn đường cho các phươ ng tiện trên không tương thích với các tiêu chuẩn do IC A O và Hiệp hội hàng hải quốc tế ban hành, đáp ứng nhu cầu phát triển công nghiệp chế tạo các hệ thống phát thông tin vô tuyến của Việt Nam

2 Tạo tiền đề thiết kế chế tạo trang thiết bị hệ thống dẫn đườ ng và giám sát khôngphận, hải phận theo tiêu chuẩn quốc tế của ICA O và hiệp hội hàng hài cho các hải cảng, càng hàng không dân dụng, các đài rađa quân sự, Trạm d ự báo khí tượng thủy văn và hệ thống thông tin liên lạc nói chung

3 Tích hợp m áy phát với hệ thống thu xử lý tín hiệu nhận biết chủ quyền Quốc gia đã có trong Bộ quốc phòng để kiểm tra đồng bộ hệ thống

4 Đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật làm chủ kỹ thuật siêu cao tần công suất lớn, đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tể xã hội, an ninh quốc phòng

5 Tạo điều kiện ban đầu để chuyền giao công nghệ chế tạo m áy phát công suấtlớn băng tần L cho các cơ sở sản xuất trong nước

ĐỊA ĐIẺM, THỜI GIAN VÀ PHƯONG PHÁP NGHIÊN c ử u

Thiết kế hệ thống, thiết kế các m ôđun chức năng và mô phỏng trên các phần

m ềm chuyên dụng như: Ansoít, A dvance Design System (ADS) Gia công chế tạo thiết bị, đo đạc th ử nghiệm trong phòng thí nghiệm và phối ghép th ử nghiệm toàn bộ

hệ thống

KÉT QUẢ NGHIÊN c ứ u

Kết quà nghiên cứu của đề tài được trình bày với 4 nội dung chính n h ư sau:

Phần 1 - TỔNG QUAN VỀ HỆ THÓNG NHẬN BIÉT CHỦ

QUYÈN QUÓC GIA

1.1 Hệ thống thông tin, dẫn đường, giám sát và quản lý không

Tuy nhiên, hạ tầng kỳ thuật phục vụ quản lý không lưu hiện nay đã bộc lộ nhiều mặt hạn chế Khi lưu lượng bay đạt tới một ngưỡng nào đó, n h ữ n g hạn chế này sẽ là rào càn khiến hệ thống k hông đủ an toàn và hiệu quả để đáp ứ ng các yêu cầu của quản

lý không lưu V ào năm 1983, tổ chức hàng không dân dụng quốc tế ICAO (International Civil A viation Organization) đã tiến hành nghiên cứu tìm giải pháp cho vấn đề này Đ ây là m ột cơ quan của tổ chức liên hợp quốc, có trách n hiệm lập ra các nguyên tắc và kỹ thuật của dẫn đường hàng không quốc tế, tạo điều kiện đổi với các kế hoạch phát triển của nền không vận quốc tế để đảm bảo sự phát triển an toàn và hợp lệ

Sau thời gian nghiên cứu, IC A O nhận thấy rằng chi khi thay thế toàn bộ hạ tầng thông tin, dẫn đường, giám sát (C om m unication, Navigation, Serveillance - CN S) hiện tại bằng m ột hệ th ống mới cùng với phương thức quản lý không lưu trên đó mới có khả năng khắc phục n h ữ n g hạn chế của hệ thống trên phương diện toàn cầu IC A O cũng đồng thời đưa ra m ột m ô hình C N S /A T M mới ứng dụng các công nghệ v iễn thông hiện đại, trong đó nổi bật là liên kết dữ liệu và vệ tinh N ă m 1991, đề xuất này chính thức được phê chuẩn.

H iện tại IC A O đã xây dụn g tiêu chuẩn cho một số ứng dụng, bao gồm các ứng dụng đất đối k hông n h ư Q uản lý ngữ cảnh (Context M a nagem ent - CM ), Giám sát phụ thuộc tự động (A utom atic D ependent Surveillance - A D S), T hông tin liên kết dữ liệu giữa kiểm soát viên không lưu và phi công (Controller-Pilot D atalink C om m unications

- C P D L C ) và các ứng dụng m ặt đất như Hệ thống trao đổi điện v ăn dịch vụ không lưu (Air Traffíc Service M essage H andling System - A M H S), T hông tin dữ liệu giữa các

hệ thống dịch vụ không lưu (Air T raíĩìc Service Inter-facility D a ta C om m unication - AIDC)

M ọi hoạt động của A T M được diễn ra trên cơ sở hạ tầng CNS Bản chất CNS là tập hợp các hệ thống thông tin, dẫn đường, giám sát T hông tin (C -C om m unication) có nhiệm vụ trao đổi, phân bố thông tin giữa các bộ phận m ặt đất, tầu bay, kết nổi các thành phần trong hệ thống với nhau và tới những nhà cung cấp, người dùng liên quan khác D an đường (N -N avigation) có chức năng xác định vị trí, tốc độ, hư ớ ng dịch chuyển của m áy bay, giúp m áy bay di chuyển đúng hướng Giám sát (S-Serveillance) cung cấp cho các bộ phận quàn lý thông lưu dưới mặt đất vị trí, hoạt động của các máy bay trên không H ìn h 1.1 m ô tả hệ thống CN S/ATM

15

Hình 1.1 Mô hình hệ thống C N S/A T M

ư u điểm lớn nhất của hệ thống C N S /A T M so với các hệ thống hàng không cũ

là khả năng kết nối giữa các hệ thong Phần lớn các hệ thống hàng không hiện đang hoạt động là những hệ thống rời rạc Thông tin, dẫn đường, giám sát là các hệ thống hoạt động độc lập, không liên quan tới nhau Xét riêng hệ thống thông tin, thông tin dất đối không và thông tin m ặt đất cũng là hai m ảng khác độc lập, dựa trên các m ạng

và các thông tin độc lập Chính vì không có sự kết nối giữa các hệ thống nên cơ sở hạ tầng các trang thiết bị rất lớn và cồng kềnh nhưng khả năng lại hạn chế bởi không có

sự hỗ trợ lẫn nhau, việc nâng cấp cũng khó khăn và tổn kém Hệ thống C N S /A T M yêu cầu các thành phần hệ thống phải tuân thủ theo m ột tiêu chuẩn chung thống nhất Trên

cơ sở đó tất cả các hệ thống đều có khả năng kết nối với nhau, m ở rộng tầm hoạt động của hệ thống trên diện rộng toàn cầu Bên cạnh đó, sự tư ơ ng tác giữa các hệ thống cho phép phát triển khả năng tự động hoá ở nhiều mức, nâng cao hiệu quả quản lý không lưu và giảm tải lượng công việc của người sử dụng, đáp ứng được yêu cầu khi lưu lượng bay tăng cao

Trong nước hiện tại hệ thống giám sát đã trờ nên lạc hậu, cũ kĩ Việc xây dựng

hệ thống C N S /A T N là rất cần thiết Quá trình xây dựng hệ thống này mới thực hiện được những bước đầu cơ bản

Tình trạng phát triển hệ thống C N S /A T M ỏ trong nưóc.

H iện tại, m ạng A T N chưa được triển khai tại Việt N am , vì vậy hệ thống

A D S /C P D L C của A T M S sẽ được thực hiện qua liên kết d ữ liệu do A R IN C cung cấp

Hệ thống đang trong quá trình thử nghiệm Trong thời gian tới, Việt Nam sẽ tiếp tục đầu tư, cài đặt th êm các trạm liên kết dữ liệu V H F tại các tỉnh H à N ội, Đà N ằng, Quy Nhem, TP H ồ Chí M inh, và Cà Mau; thiết lập kết nối A ID C giữa A T M S với các trung tâm kế cận và kiểm soát không lưu N ội Bài; thiết lập kết nổi A T N tới các nước Lào, Singapore, H ồng Kông, và Thái Lan theo khuyến cáo của ICAO; triển khai hệ thống

A M H S

Đ ối với hàng khô n g quân sự:

Hệ thống C N S /A T M của ngành hàng không quân sự hầu hết vẫn sừ dụng các thiết bị của Liên xô cũ, những thiết bị này đã quá lạc hậu và không thể giao tiếp được với các máy bay dân sự loại mới của Boeing và Airbus Việc kiểm soát không lưu và kiểm soát tầu bè trên biển không có hệ thống nhận dạng chung Trong điều kiện chiến tranh xảy ra, việc liên lạc giữa máy bay quân sự của ta với các đài ra đa phải sử dụng

m ột kiểu m ã hóa riêng để đàm bảo tính bí mật của thông tin liên lạc Phân biệt được máy bay của ta và của địch

M ạng A T N được tổ chức theo mô hình tham chiếu cho việc kết nối các hệ thống m ờ OSI và sử dụng giao thức CLNP (Connectionless N e tw o rk Protocol) M ạng

A T N có khà năng chuyển hệ thống A F T N đã tồn tại vào hệ thống A T N , cung cấp các đơn vị dịch vụ không vận cũng n h ư các chỉ thị điều khiển máy bay trong k hông trung Với những băng tần thấp, m ạng A T N phải sử dụng kỹ thuật nén d ữ liệu Với m ạng

A TN chuẩn có nhiều kiểu nén Việc nén trên một đơn vị dữ liệu được truyền đòi hỏi phải điều hoà và xác định khi m áy bay tham ra vào phạm vi của mạng

M ạng A T N cung cấp cơ sở cho việc dẫn đường thuận lợi dựa trên những thủ tục, cung cấp việc truyền thông dữ liệu m ang thông tin về người tổ chức cũng như người sử dụng M ạng A T N bao gồm 4 thành phần chính: T h ứ nhất là khả năng truyền

dữ liệu tới m ột m áy bay m à không cần thiết bị truyền nhận biết vị trí của m áy bay Thành phần thứ hai là khả năng thực hiện đồng thời các đa liên kết đ ấ ư không đã được thiết lập trên m áy bay T h ứ ba là khả năng tính toán với băng thông liên kết dữ liệu đất/không thấp sẵn sàng sử dụng ở thời điểm hiện tại và trong tươ ng lai Liên kết đất/không băng tần thấp đòi hỏi dữ liệu phải được nén T hứ tư là sự chuẩn hoá các dịch vụ được yêu cầu bởi ứng dụng ATS

1.1.3 H ệ t h ố n g d ịc h vụ k h ô n g v ậ n

Hệ thống cung cấp dịch vụ không vận (Air Traffìc Service - ATS ) sẽ cung cấp các dịch vụ nhằm m ục đích ngăn chặn việc va chạm giữa các m áy bay, tránh việc tắc nghẽn m ạng hàng không, giải quyết và duy trì trật tự đường bay Hệ thống cũng cung cấp những lời khuyên và thông tin hữu ích cho việc an toàn bay và sự q u ả n lý hiệu quả bay Ngoài ra hệ thổng còn thông báo cho các tổ chức quản lý trong việc tìm kiếm và cứu hộ

Dịch vụ k hông vận bao gồm ba loại dịch vụ

tránh va chạm giữa các máy bay, tránh việc tắc nghẽn m ạng không vận

và đảm bảo việc duy trì, giải quyết trật tự đường bay D ịch v ụ này bao gồm ba loại điều khiển

o D ịch vụ điều khiển không gian bay

o D ịch vụ điều khiển tiếp cận

o D ịch vụ điều khiển sân bay

18

• Dịch vụ thông tin chuyến bay: D ịch vụ này cung cấp đầy đủ các thông tin về chuyến bay Ví dụ như tên m áy bay, loại m áy bay, địa điểm xuất phát, địa điểm tới.

bay, lồi truyền thông t i n

1.1.3.1 Dịch vụ cảnh báo và thông tin chuyến bay

Dịch vụ này cung cấp đầy đủ thông tin cảnh báo cũng như thông tin có liên quan đến chuyến bay Các thông tin này được trao đổi qua đơ n vị A T S (A ir Traffic Service) Việc trao đổi thông tin có thể từ một máy bay về trạm m ặt đất hoặc cũng có thể là giữa các máy bay Việc truyền thông tin chuyến bay có thể theo m ột chu kỳ nhất định hoặc sẽ truyền bất kỳ tại thời điểm nào nếu được một đơn vị A TS khác yêu cầu.Các dịch vụ thông tin cành báo và chuyến bay chuẩn được liệt kê trong bảngsau:

19

B ản g 1.1 Các dịch vụ cành báo và thông tin chuyến bay chuẩn

Kê hoạch bay và

1.1.3.2 Định d ạ n g cấu trúc trường của gói thông tin và nội dung dữ liệu

Gói thông tin về các dịch vụ cảnh báo và thông tin bay được định dạng theo cấu trúc trường Các trường có thể chứa m ột thông tin duy nhất cũng có thể chửa một

thông tin là ký tự đóng ngoặc “ )” • Các trường được liên kết với nhau bằng ký tự dấu

hoặc bằng dấu cách “ space”

Trong gói thông tin ATS không nhất thiết phải có mặt tất cả các trường, s ổ lượng trường, loại trường mà gói thông tin bao gồm phụ thuộc vào loại thông tin

D ạ n g cấu trúc trường của gói thông tin như sau:

Trường 22: T hồng tin bò xung

)

Hình 1.3 Cấu trúc trường của gói thông tin ATS.

Chức năng các trường của m ột gói thông tin được cho trong bảng 1.2

B ả n g 1.2 Chức năng các trường trong gói thông tin dịch vụ

Nội dung các trường trong gói thông tin

Trong định dạng các c hữ cái a, b, c được sử dụng để chỉ ra trong các trường

có bao nhiêu thành phần N ế u các c hữ được viết liền nhau tức là các thành phần trong trường đó đứng liền nhau, nếu có khoảng cách giữa các chữ thì có nghĩa là các thành phần được phân cách bằng dấu cách

Trong đó:

a: 3 ký tự đưa ra loại thông tin (PPL, A L T )•

b: 1 đến 4 ký tự chỉ ra đơn vị ATS, tiếp theo sau là ký tự 7 ’ và 1 tới 4 ký

tự chi đơn vị ATS nhận Sau cùng là 3 số hệ mười đưa ra số seri của thông tin này

c: Dữ liệu bồ xung: G ồm 1 tới 4 ký tự tiếp đến là ký tự “/ ” và 3 số hệ mười đưa ra số tín hiệu được bao gồm trong phần (b)

Trong trường này các thành phàn (b) và (c) có thể có hoặc không

Ví dụ: (FPL

D E T R E S F A : Loại nguy hiểm

b: N g u ồ n phát thông tin: gồm 8 ký tự, 4 ký tự đầu chỉ ra vị trí theo m ã ICA O và

3 ký tự chỉ đơ n vị A T S phát thông tin, cuối cùng là ký tự X hoặc m ột ký tự để người thiết kể xác định bộ phận của đơn vị ATS

c: M ột đoạn nhỏ giải thích nguyên nhân tình trạng khẩn cấp, dùng dấu cách để tách các từ

b: Chế độ SSR: 1 ký tự đưa ra chế độ của SSR có quan hệ với (c)

c: 4 số xác định m ã của SSR được đưa ra bởi ATS và đượ c truyền trong chế

• T rư ờ ng 8: Quy luật bay và loại chuyến bay

b: Loại chuyến bay: Gồm 1 ký tự

s nếu không vận được xác định trước

N nếu không vận không được xác định trước

G nếu là hàng không dân dụng

b: 2 đến 4 ký tự chỉ ra loại máy hay được quy định hoặc là zzzz nếu không được qui định hoặc có nhiều hơn 1 loại.

I: Đ ịn h hư ớ ng quán tính w , X, Y: Khi được yêu cầu

bởi ATSJ: Liên kết dữ liệu

Z: Các thiết bị khácK: (M L S)

n h ư ng không truyền độ cao nén

S: T ransponder - chế độ s đầy đủThiết bị ADS

a: G ồm 4 ký tự xác định sân bay cất cánh được quy dịnh bời ICAO, nếu

có trong m ột trường thông tin nào khác thì 4 ký tự sẽ là A FIL

b: 4 sổ đưa ra thời gian ước lượng trong thông tin F P L và D L A hoặc là thời gian chính xác cất cánh trong thông tin ALR, D E P và SPL

F và 3 số chi ra khoảng cách trong mức độ bay

A và 3 số đo trong 1OOÍĨ

M và 4 số đo trong 10 mét

d: D ữ liệu bổ xung khi máy bay ngang qua điểm tiếp giáp,

e: Đ iều kiện bay ngang qua gồm 1 ký tự:

Ký tự A: N e u máy bay sẽ bay qua điểm biên ở phía trên

Ký tự B: N ếu máy bav sẽ bay qua điểm biên ò phía dưới

Ví dụ: -L N /1746F160

- C L N /1 831F 2 4 0 F 180A

-5 4 2 0 N 0 5 0 0 0 W /0 4 17F290

- L N X /1 2 0 5 F 160F200B

- Z D 12 6 0 2 8 /0 6 5 3 F l 30

a: Tốc độ tuần tra và số M ach

K: 4 số chi tốc độ thực tính theo đơn vị kni/h

N: 4 số chi tốc độ thực tính theo đơn vị knots

M: 3 sổ chi tốc độ M ach (tỉ lệ giữa tốc độ m áy bay và âm thanh)b: M ức tuần tra yêu cầu

F và 3 số theo sau, hoặc

s với 4 số theo sau, hoặc

A với 3 số theo sau, hoặc

M với 4 số theo sau, hoặc

V F R

c: - Lộ trình cất cánh chuẩn

- Lộ trình ATS

- Đ iểm mốc

- Đ iểm m ốc/tốc độ tuần tra và mức tuần tra

- Thiết bị chỉ đường (VFR, IFR, DCT, T)

- S ự tuần tra

- L ộ trình đến chuẩn

Ví dụ: -K 0 2 9 0 A 1 2 0 B R 614

27

b: 4 số chỉ ra tổng số thời gian đã trài qua

c: 4 ký tự chỉ ra trạm luân chuyển (có thể có nhiều trạm luân chuyển)

b: 4 số đưa ra thời gian tới

c: Tên sân bay đến nếu (a) là z z z z

Ví dụ: -E H A M 1 4 3 3

- Z Z Z Z 1 6 2 0 D E N H E L D E R

Nếu không có thông tin khác thì trường này sẽ m ang giá trị 0

Các thông tin bổ xun g có thể là:

T Y P / + Loại m áy bay, được bổ xung cho trường 9 nếu thông tin ở

trường này là z z z z

28

D E P/ + Tên sân bay cất cánh trong trường 13 nếu trường này có giátrị là zzzz.

D E S T / + Tên sân bay đến nếu trong trường 16 đưọ-c đưa ra ở dạng

Trường này bao gồm các thông tin có thể thay đổi, các thành phần phân cách với nhau bời dấu cách Các loại thông tin có thể như sau:

E/ + 4 số chỉ ra số nguyên liệu dùng trong khoảng thời gian giờ và phút

p / + 1 ,2 hoặc 3 số chỉ ra số người có trên boong

R/ + M ột hoặc nhiều hơn các thông tin cho bên dưới, không có dấu cách

Ư nếu tần số là 243,0 M H z (UHF)

V nếu tần số là 121,5 M H z (VHF)

E nếu truyền khẩn cấp (ELT)

J/ + M ột hoặc nhiều hơn các thông tin bên dưới, cách nhau bỏi dấu cách

L nếu chuyến bay có m ang áo bảo hộ

F nếu được trang bị íluoretxin, tiếp đến là dấu cách và theo sau là một

ký tự Ư nếu có áo bảo hộ tại tần số U H F 243.0M hz, hoặc V nếu áo bảo

hộ với tần số VHF 121.5 Mhz.

D / + M ột hoặc nhiều hơn những thông tin sau, cách nhau bởi dấu cách:

2 số cho biết số xuồng bơi m ang theo

3 số cho biết tổng số khả năng m ang theo người của tất cả xuồng bơi

c nếu xuồng bơi được yểm hộ

M àu của xuông bơi (vd: red)

A/ + M ột hoặc nhiều hơn các thông tin sau, cách nhau bời dấu cách:

M à u của m áy bay

Bàn đăng ký

N / + N g ô n ngữ đơn giản diễn tả các lưu ý cần thiết

c / + Tên của phi công điều khiển

Ví dụ: -E/0745 P/6 R7VE S/M ĨÍL D/2 8 c Y E L L O W A /Y E L L O W RE D TAIL

N 145E C/SM ITH

Trường này bao gồm các chuỗi thông tin cụ thể cho ở bên dưới, cách nhau bởidấu cách N ếu không có thông tin thì đưa ra “N I L ”

a) Xác định tổ chức

2 ký tự m ã IC A O để xác định tổ chức điều khiển m áy bay hoặc là tên của tổ chức nếu như không được xác định bời m ã ICAO

b) Đơn vị được liên hệ cuối cùng

không có thì đưa ra một số thông tin m ô tả đơn vị

30

c) Thời gian liên hệ

4 số đ ư a ra thời gian liên hệ

d) T ầ n số liên hệ

Các sổ đưa ra tần số nhận/truyền trong quá trình liên hệ

e) V ị trí thông báo cuối cùng được giải thích bằng m ột đoạn text nếu cần thiết

f) P h ư ơ n g thức xác định vị trí cuối cùng, nếu cần thiết thì được giải thích

T rường này cũng bao gồm các thông tin cụ thể cho ở bên dưới N ếu không có thì đưa ra “N I L ” Các thành phần phàn cách bằng dấu cách

a) Thời gian liên hệ lần cuối cùng

b) T ầ n số liên hệ lần cuối cùng

c) Vị trí báo cáo lần cuối

d) Thời gian tại vị trí báo cáo lần cuối

e) K h ả năng còn lại của CO M

f) Các thông tin cần thiết khác

Ví dụ: -1232 121.3 C L A 1229 T R A N S M IT T IN G O N L Y 126.7 L A S T

P O S IT IO N C O N F I R M E D BY R A D A R

31

Định dạng: a/b

a: M ột hoặc 2 số đư a ra sổ thứ tự của trường được bổ xung

b: D ữ liệu bổ xung cho trường được đưa ra ờ (a)

ví dụ: -8/IN T hông tin bổ xung cho trường 8 (Luật, bay và loại chuyến bay)-14/EN C)/0145F290A090A T hông tin bổ xung cho trường 14 (Dữ liệu ước tính)

Dư ói đây là m ột số ví dụ về bản tin dịch vụ không vận.

Ví dụ 1: T hông tin báo lỗi trong việc truyền radio (RCF)

32

3 Loại th ò n g tin, số và

1

chi sò nhặn dạug m ảy

C O M là việc truyền tại 126.7M H z - báo cáo vị trí tại Clacton được quan sát bời radar

Ví dụ 2:

chì số nhặn d ạ n g m ảy b a ) ’ và chế độ SSR vá mã (cođe)

-C Y Q X 0455 C Y Y R

-E E T /E IN N 0026 EG G X 0111 20W 0136 C Y Q X 0228 4 0 W 0330 50W 0415SEL/FJEL)

Giải thích:

Tín hiệu loại m áy bay- Chi số ID của m áy bay là T PR 101-IFR , là loại m áy bay

đáp S SR và V H P R T F hoạt động ở chế độ A (có số mã là 4096) và chế độ C- gửi mã

A D S- Khởi hành từ Luân Đôn, thời gian d ự tính 1400UTC Tốc độ tuần tra và độ cao chuyến bay cần thiết cho vị trí đầu tiên của lộ trình là 450 hải lý và F L 310- C huyến bay sẽ đi đến Airvvays G reen 1 và U pper Green 1 đến 1 điểm ở 285 độ từ trư ờ n g và

3 6N M từ Strum ble V O R T ừ điểm này, chuyến bay sẽ bay tại m ộ t hằng số M ach là 82, tiếp tục đi trên U pper Green 1 đến tọa độ 52N 15W , sau đó đến 5 2 N 2 0 W ; đến 52N 30W ; 5 0 N 4 0 W ; 4 9 N 5 0 W và đến đích là G a n d e r ; tồng thời gian đi là 4 giờ 55 phút- dùng lại nghi tại G oose Bay- trung tâm đã thông báo thời gian đi tại m ột vị trí phù hợ p trên lộ trình, chúng là tại biên giới của Shannon FIR 26 phút, tại biên giới của Shanwick O ceanic FIR là 1 giờ 11 phút, tại tọa độ 2 0 W là 1 giờ 36 phút, tại biên giới của G ander O ceanic F IR là 2 giờ 28 phút, tại tọa độ 4 0 W là 3 giờ 30 phút, tại tọa độ50W là 4 giờ 15 phút- M ã S E L C A L là FJEL.

1.2 Hệ thống radar giám sát không vận [l0]’[15]

1.2.1 T ổ n g q u a n v ề h ệ t h ố n g r a d a r

Hệ định vị vô tuyến (radar) là tên gọi của m ột lĩnh vự c vô tuyến, mà lĩnh vực này sử dụng sự p h ả n xạ, bức xạ qua lại, hoặc sự bức xạ riêng của sóng điện từ để phát hiện các mục tiêu khác nhau, thậm chí còn để đo toạ độ và tham số chuyển động của các mục tiêu đó Hệ thống định vị vô tuyến được ứng dụng trong lĩnh vực điện tử hàng không rất phổ biến n h ư sử dụng để giám sát, dẫn đường, thăm dò các c huyến bay

Hệ thống radar dùng được chia ra làm 3 loại: H ệ thống radar sơ cấp (Primary Radar), hệ thống radar thứ cấp (Secondary Radar), hệ thống giám sát phụ thuộc tự động quảng bá ( A D S -B ) H ệ thống radar sơ cấp dựa trên cơ sở thực tế là đối tượng sẽ phản xạ lại sóng radio Hệ thống radar sơ cấp sẽ phát sóng R F với công suất lớn và phát hiện máy bay bằng tín hiệu phản xạ về khi gặp m ục tiêu H ệ thống radar thứ cấp

là sự kết nối của radar với một hệ thống truyền thông Khác với hệ thống radar sơ cấp,

hệ thống radar thứ cấp không sử dụng tín hiệu phản xạ thụ động từ m ục tiêu mà sử dụng m ột bộ phát đáp tích cực được đặt trên m áy bay H ệ thống giám sát phụ thuộc tự động quảng bá là một hệ thống m ới dựa trên công nghệ cơ sở vệ tinh cho phép vệ tinh

có thể quảng bá các thông tin n h ư độ cao, chỉ số nhận dạng, toạ độ

1.2.2 H ệ t h ố n g r a d a r g iá m s á t SO' c ấ p ( P r i m a r y S u r v e i l l a n c e R a d a r - P S R )

N guyê n tắc cơ bản trong thực tế của sóng radio là sự phản xạ khi gặp đối tượng

Vì vậy đặc tính của hệ radar sơ cấp bao gồm công suất bộ truyền và góc m ở của anten

N ếu năng lượng của vi sóng được truyền trong xung ngắn thì ta hoàn toàn có thể đo thời gian giữa việc truyền và nhận Khi sóng điện từ có tốc độ cố định, thời gian từ khi truyền đến khi nhận sẽ tỷ lệ với khoảng cách tín hiệu đi được từ đó tính được khoảng cách từ đối tư ợ ng đến bộ phát B ất kì hệ thống radar sơ cấp nào cũng có những bất lợi

34

M ột trong những nhược điểm là hệ thống có thể nhận bất kì tín hiệu phản xạ nào (mưa, đất, cây cối ) do đó hệ thống khó phân biệt được chính xác tín hiệu phản xạ từ máy bay H ệ thống này cũng k hông đủ chính xác để phân biệt một m áy bay này với môt máy bay khác cũng n h ư là độ cao chính xác của m áy bay M ặt khác hệ thống này cũng đòi hỏi m ột công suất phát tư ơ ng đối lớn nhưng lại giám sát trong m ột p hạm vi hẹp.

K hoảng cách từ đối tượng đến trạm phát sẽ được tính n h ư sau:

bộ phát đáp, hệ thống này còn bao gồm một trạm m ặt đát, thiết bị thăm dò và giao thức

để tổ chức truyền thông Hệ thống SSR được thiết kế sao cho trạm mặt đất có thể điều khiển một không gian bay có bán kính tối đa là 200 dặm v à có độ cao là 15km phía trên tầm nhìn radar Việc sử d ụng những mã đặc biệt, các thông tin xác định không chỉ làm cho hệ thống có khả năng phân biệt giữa các m áy bay mà còn dễ dàng trong việc truyền dữ liệu n h ư độ cao và số hiệu của máy bay

So sánh hệ thống radar giám sát thứ cấp với hệ thống radar giám sát sơ cấp thì

hệ thong thứ cấp có nhiều un điểm hơn Hệ thống thứ cấp cung cấp một đường liên kết

d ữ liệu có khả năng m ang lại những dải rộng với công suất phát thấp

M ặt khác đo tần sổ phát và nhận không giống nhau vì vậy hệ thống sẽ tránh được hiện tượng ảnh hưởng lẫn nhau H ầu như hệ thống không chịu ảnh hường bời thời tiết và tránh được các tín hiệu không m ong m uốn, k hông chịu sự p hản xạ từ mưa, tuyết, cây c ố i

36

Bộ đông

Thiết bị phát truyền tín hiệu thăm dò tới máy bay sử dụng tần số 1030 MHz

Tín hiệu bao gồm 3 xung: P l , P2 và P3 Độ rộng mỗi xung là 0.8Ị.IS Hai xung chính

P1 và P3 được truyền thông qua tín hiệu hỏi, khoảng cách giữa 2 xung sẽ xác định dữ liệu bao gồm trong tín hiệu trà lời của bộ phát đáp X ung P2 được phát ra từ xung điều khiển triệt tiêu thuỳ bên SLS (Side-Lobe Suppression), khoảng cách giữa 2 sườ n lên

N h ư đã nói ở trên, khoảng cách giữa P1 và P3 sẽ xác định nội dung dữ liệu trả lời của bộ phát đáp Các loại khác nhau của tín hiệu trả lời được gọi là các chế độ Bảng dưới liệt kê các chế độ, thông thường thì chế độ A/C được dùng trong hàng không dân dụng

Bảng 1.3 Các chế độ sử dụng trong tín hiệu thăm dò chế độ A/C

mã được sử dụng để xác định vai trò/ nhiệm vụ Tuy nhiên, m ã này

ít sử dụng trong thời bình

Chế độ 2 cun£ cấp 4096 m ã ID cho quân sự T h ư ờ n g sừ dụng để xác định m áy bay cá nhân

C ung cấp 4096 m ã ID cho dân sự/quân sự Chế độ này thư ờ ng được sử dụng

Độ rộng mỗi xung trong tín hiệu trả lời là 0 4 5 |JS, khoảng cách giữa 2 xung là

1|IS X u n g SPI (Special Purpose Indentiíìcation) cách 3,9|IS, xung này được sử dụng

để khẳng định chắc chắn chi số của m áy bay Đ ịnh dạng trả lời được điều chế vị trí xung P P M (Pulse Position M odulation) Hình 1.9 chi ra định dạng tín hiệu trả lời cho

Hình 1.9 ĐỊnli dạng tín hiệu trả lời trong chế độ A/C

Vị trí của các xung như sau:

B ả n g 1.4 Vị trí các xung trong tín hiệu trả lời chế độ A7C

m ã được gán cho m ột máy bay, phi công có thể nhập mã đó vảo bộ phát đáp thông qua quay số hoặc bàn phím M ã này bao gồm m ột sổ từ 0-7 và được m ã bằng tổng các chỉ