VOR und DVOR kompatibel?

Diskutiere VOR und DVOR kompatibel? im Navigation, Flugfunk u. Verfahren Forum im Bereich Grundlagen, Navigation u. Technik; Moin! Ich hätte da mal eine technische Frage: Sind die Systeme VOR und DVOR zueinander empfangsseitig kompatibel? Kann also ein Lfz mit...

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  1. #1 Deichwart, 17.05.2008
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    Moin!

    Ich hätte da mal eine technische Frage:
    Sind die Systeme VOR und DVOR zueinander empfangsseitig kompatibel? Kann also ein Lfz mit VOR-Empfänger auch DVOR-Sender anfliegen?

    Falls nein: worin besteht senderseitig der Unterschied im ausgestrahlten Signal?
     
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  3. #2 SlowMover, 17.05.2008
    SlowMover

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    Im Flugzeug macht das keinen Unterschied. Man weiss nicht einmal, ob es sich um eine normale VOR oder DVOR handelt. Es sind nur zwei verschiedene Bodensysteme, die sich aber auf den Empfang (Lfz seitig,ausser auf die Genauigkeit) nicht auswirken.
     
  4. Hirsch

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    Der Unterschied besteht in der Erzeugung des azimutabhängigen Signals. Während im Original-VOR vor 50 oder 60 Jahren das Signal mit einer rotierenden Antenne generiert wurde, nimmt man beim Doppler-VOR heutzutage eine kreisrund angeordnete Antennengruppe, welche die Modulation des Signals durch ein umlaufend geschaltetes Signal erzeugt.
    Insofern ist das DVOR durch eine elektronische Umschaltung gekennzeichnet, während beim Original-VOR eine echte Antennenrotation stattfindet. Das DVOR ist damit normalerweise zuverlässiger, da die mechanische Bewegung weitestgehend ausgeschaltet ist.
    Ich würde mal ganz frech behaupten, dass die Mehrzahl der VORs heute die Signale auf die Art eines Doppler-VORs erzeugt. Es entstehen kompatible Signale, die an Bord auf die gleiche Weise ausgewertet werden. Die höhere Genauigkeit des DVOR kann ich allerdings nicht an Bord abschätzen. Ich sehe nach wie vor nur die Richtung zum VOR.
     
  5. #4 Kilo Mike Sierra, 19.05.2008
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    Es ist richtig, dass VOR-Bordanlagen sowohl die Signale von VOR- als auch von Doppler-VOR-Bodenanlagen (DVOR) empfangen und auswerten können.

    Der Unterschied zwischen beiden Systemen liegt allerdings nicht in der mechanischen bzw. elektronischen Rotation der Antenne zur Erzeugung des azimut-abhängigen Signals. VOR-Anlagen mit mechanisch rotierenden Antennen waren in den 50er Jahren tatsächlich üblich. Seit den 60er Jahren kamen zunehmend VOR-Anlagen zum Einsatz, welche die umlaufende Richtcharakteristik der Antenne auf elektronischem Wege erzeugen. Dazu werden zwei feststehende, gekreuzte horizontale Dipole verwendet, die über ein Goniometer mit Seitenbandenergie gespeist werden.

    Das modernere Doppler-VOR-System wurde entwickelt, um die durch Reflexionen an Hindernissen (i.d.R. Berge) enstehenden Kursschwankungen zu verringern. Hierzu kommt eine Antenne mit grösserer Basis zur Anwendung, wobei die Azimutinformation mittels der weniger störanfälligen Frequenzmodulation übermittelt wird.

    Am Standort der Doppler-VOR-Anlage Salzburg wurden einmal Vergleichsmessungen zwischen einer VOR- und einer Doppler-VOR-Anlage vorgenommen. Die Kursschwankungen der VOR-Anlage erreichten auf Grund der umliegenden Berge bis zu +/-3,5 Grad, was unakzeptabel ist. Die Doppler-VOR-Anlage wies dagegen einen Azimutfehler von nur +/-0,5 Grad auf.
     
  6. #5 Kilo Mike Sierra, 19.05.2008
    Kilo Mike Sierra

    Kilo Mike Sierra Berufspilot

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    Deichwart hatte auch nach den Unterschieden zwischen den ausgesendeten Signalen gefragt.

    Diese Frage beantwortet Prof. Werner Mansfeld in seinem sehr empfehlenswerten Buch "Funkanlagen für Ortung und Navigation" wie folgt:

    "Beim Doppler-VOR sind die Funktionen der azimutabhängigen 30-Hz-Schwingung und der 30-Hz-Bezugsschwingung gegenüber der Lösung beim VOR vertauscht. Beim Doppler-VOR wird die 30-Hz-Bezugsschwingung dem RF-Träger als Amplitudenmodulation aufgeprägt, während die azimutabhängige 30-Hz-Schwingung als Frequenzmodulation im 9960-Hz-Hilfsträger enthalten ist."

    Ich bitte diese simplizistische Antwort zu entschuldigen. :p

    (Bei Bedarf könnte ich dazu noch eine Abbildung aus oben zitiertem Buch liefern.)
     
  7. #6 Hirsch, 21.05.2008
    Zuletzt bearbeitet: 06.06.2008
    Hirsch

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    Es ist richtig, dass nicht allein die Nutzung elektronischer Antennenumschaltungen das DVOR ausmacht, wie ich voreiliger Weise in #3 schrieb.

    Gemeinsamkeiten zwischen VOR und DVOR
    • Referenzsignal, das mit 9960Hz moduliert und nochmals mit 30Hz frequenzmoduliert wird.
    • Azimutabhängiges Signal, das von einer (scheinbar) rotierenden Antenne abgestrahlt wird.
      Das Signal bekommt ebenfalls ein 30Hz-Signal aufmoduliert, das gegenüber dem Referenzsignal azimutabhängig phasenverschoben ist. Aus der Zeitdifferenz zwischen Referenz- und azimutabhängigem Signal kann ich unmittelbar meinen Winkel zum VOR ableiten.
    Jetz die Unterschiede. Die bei den Autoren (wie der schon zitierte Prof.Mansfeld) anzutreffende Bemerkung "Beim Doppler-VOR sind die Funktionen der azimutabhängigen 30-Hz-Schwingung und der 30-Hz-Bezugsschwingung gegenüber der Lösung beim VOR vertauscht" liest sich einfach, ist aber irgendwie nicht einfach zu verstehen. So wird es im Übrigen auch bei Wikipedia lapidar aufgeführt und nicht weiter untersetzt.
    • Das Referenzsignal+9,96khZ wird beim VOR mit 30Hz frequenzmoduliert, beim DVOR amplitudenmoduliert.
      (Edit: das war nicht korrekt. Es müsste so heißen:
      Die Mittelantenne strahlt im VOR die Grundfrequenz+9960Hz-Modulation + 30Hz-Amplitudenmodulation ab. IM DVOR wird das Signal zur 30Hz-Frequenzmodulation der Grundfrequenz, also das, was zuvor als rotierendes Signal im VOR abgestrahlt wurde. Das als Erkennung des Funkmittels genutzte 9.96kHz-Signal wird bei DVOR also nicht mehr über die Mittelantenne abgestrahlt, sondern in die rotierende Keule verlagert.)
    • Beim VOR wird das drehende, azimutabhängige Signal entweder durch die mechanische Antenne, wie KMS schrieb, oder durch eine elektronisch umschaltende Antennenkonstruktion abgestrahlt. Insbesondere die Amplitudenmodulation mit 30Hz dieses Signals war mechanisch recht aufwändig, aber zeittypisch.

      Beim DVOR besteht das Signal der drehenden Keule aus der Grundfrequenz mit dem 9.96kHz-Träger + 30-Hz Frequenzmodulation. Es werden 39 Teilantennen auf einer Kreisbahn von 22 Fuß Durchmesser über einer leitenden Fläche angeordnet. Damit wirkt das ganze aus der Entfernung wie eine große Antenne. Das Signal jedoch wird durch einen 30maligen Umlauf durch alle 39 Antennen pro Sekunde erzeugt. Aus der Entfernung sieht es nun so aus, dass sich das erzeugende Signal also 30mal pro Sekunde zurück- und vorbewegt. Damit wird die Frequenz verändert, denn es addieren sich die Frequenzen des abgestrahlten Signals und die 30Hz relativistisch. Das ist genau der Dopplereffekt, der dem DVOR den Namen gab.
      Das abgestrahlte umlaufende azimutabhängige Signal ist somit frequenzmoduliert, gegenüber der originalen Amplitudenmodulation im VOR.

    Es bleibt, die Phasenlage (=Zeitdifferenz) zwischen Referenz- und azimutabhängigem Signal zu bestimmen. Insofern sind beide Verfahren gleich. Wenn man nun jedoch davon ausgeht, dass im Original-VOR zuerst das FM-Signal (Referenz), dann das AM-Signal (azimutabhängig) kam, wird nun zuerst das AM-Signal, dann das FM-Signal empfangen. Genau genommen ist also der Auswertezeitpunkt nun etwas verschoben, was aber praktisch kaum etwas ausmachen dürfte.

    Im Original wird als Azimut diejenige Zeit bestimmt, die zwischen Referenz ("A") und azimutabh.Signal ("B") besteht, also die Phasenlage "B"-"A".
    Im DVOR wird auf Grund der umgekehrten Interpretation von FM- und AM-Signal die Phasenlage "A"-"B" bestimmt. Die Auswertung ergibt somit nicht den richtigen Azimut, sondern "Norden minus gemessener Azimut", was so aussieht, als ob die Kompassrose nicht im Uhrzeigersinn, sondern dagegen laufen würde (und der Westen im Osten wäre :)). Um das Problem zu beheben, lässt man das "B"-Antennensignal nicht im, sondern gegen den Uhrzeigersinn rotieren. Schon kommt wieder die richtige Phasenlage beim Empfänger an.

    Dadurch, dass im Prinzip am Epfangsteil nur AM- und FM-Signal vertauscht sind, bleibt das DVOR mit den bestehenden Auswertegeräten kompatibel, denn es werden damit die Empfangsteile genutzt, die ohnehin da sind.

    Grund für diesen ganzen Aufwand ist die gewünschte Erhöhung der Auflösung/ Zuverlässigkeit des Ergebnisses. Das AM-Signal wurde im Original rotierend verbreitet und überstrich sämtliche Bodenmerkmale usw., was mit vielen Störungen und Beeinflussungen behaftet war. Ein FM-Signal ist erheblich weniger störanfällig und kann sauberer ausgewertet werden (entspricht dem gewohnten Unterschied zwischen Mittelwellen-Rundfunk (AM) und UKW (FM) - wer das noch aus Zeiten vor dem Internet kennt :) ). Mathematisch lax gesehen ist das FM-Verfahren ja schon eine Kodierung eines AM-Signals und kann damit besser "gesichert" werden.
     
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  8. #7 Deichwart, 05.06.2008
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    Vielen Dank für eure Ausführungen.

    Das kann m.E. nicht stimmen. Das Signal auf dem 9.96kHz-Träger wird immer frequenzmoduliert, egal ob es die Bezugs- oder Umlaufphase ist. Ansonsten wären die Empfänger ja nicht kompatibel.

    Siehe auch
    Quelle: hier Seite 13

    Mittlerweile wird das für mich immer verwirrender. Leider gibt es keine tiefgreifende Unterlagen von (D)VOR-Unterlagen. Ich bräuchte was mit genauer Erklärung, Blockschaltplänen, ggf. sogar Schaltplänen und passenden Abbildungen.
     
  9. Hirsch

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    Mea culpa :red: .
    Die 9.96kHz-Frequenz auf dem stationären VOR-Referenz-Signal (das anschließend 30Hz frequenzmoduliert wird) wandert beim DVOR mit in das umlaufende Signal. Die Signal"form", die beim Empfänger ankommt, ist also gleich geblieben.

    (Aber genau das ist in meinem Buch ziemlich mager beschrieben; immerhin nimmt das wenigstens Bezug auf 9.96kHz, was viele andere in der Beschreibung weglassen...).

    Das Mittelsignal wird nun ohne 9.96kHz-Träger mit 30Hz amplitudenmoduliert abgestrahlt.

    Literatur:
    I.Wilmanns:Radar und Funknavigation, Vogel-Verlag 1973
     
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    Hallo

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  11. #9 Deichwart, 05.06.2008
    Deichwart

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    Wie tief geht das von dir erwähnte Buch?

    Ich bräuchte eins für die Ausbildung von Wartungs-/Instandsetzung-Personal.

    Wir haben da echt ne Mütze voller Fragen, die sich per INet und der uns zur Verfügung stehenden Unterlagen nicht beantworten lassen.
     
  12. #10 Niaboc_2808, 24.02.2009
    Niaboc_2808

    Niaboc_2808 Fluglehrer

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    Die grundlegenden Funktion des DVOR wurden bereits recht gut beschrieben. Falls Zugang besteht empfehle ich die Lufthansa CAT B2 Trainingsunterlagen zum nachlesen.
    Das DVOR wird in Europa nur in Gebieten eingesetzt wo es zu Reflexionen kommt. Ansonsten werden normale VOR benutzt, welche natürlich immer öfter abgeschaltet werden, da man anderen Navigationsanlagen den Vorzug gibt.

    Der Empfänger kann beide Signal empfangen und zur Anzeige bringen. Der Receiver steht allerding vor dem Problem, dass bei dem einen System das 30Hz Umlaufsignal FM moduliert und bei dem anderen System das Umlaufsignal AM moduliert ist. Da der Empfänger nicht unterscheiden kann ob er gerade DVOR oder konventionelles VOR empfängt wird das Umlaufsingal beim VOR im Uhrzeigersinn und beim DVOR gegen den Uhrzeigersinn rotierend abgestrahlt, so dass die Anzeige immer, den zulässigen Toleranzen entsprechend, korrekt ist.
     
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