Báo cáo nghiên cứu khoa học: GIẢI PHÁP TÁCH TÍN HIỆU BỊ CHỒNG LẤN TRONG HỆ THỐNG CẢNH BÁO CHỐNG VA CHẠM HÀNG KHÔNG

Tham khảo luận văn - đề án báo cáo nghiên cứu khoa học: " giải pháp tách tín hiệu bị chồng lấn trong hệ thống cảnh báo chống va chạm hàng không", luận văn - báo cáo phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: " GIẢI PHÁP TÁCH TÍN HIỆU BỊ CHỒNG LẤN TRONG HỆ THỐNG CẢNH BÁO CHỐNG VA CHẠM HÀNG KHÔNG" TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(37).2010 GIẢI PHÁP TÁCH TÍN HIỆU BỊ CHỒNG LẤN TRONG HỆ THỐNG CẢNH BÁO CHỐNG VA CHẠM HÀNG KHÔNG SOLUTIONS TO SPLIT OVERLAPPING SIGNALS IN THE TRAFFIC ALERT AND COLLISION AVOIDANCE SYSTEM Tăng Tấn Chiến Nguyễn Khắc Vũ Đại học Đà Nẵng Công ty Bảo đảm Hoạt động bay miền Trung TÓM TẮT Trong bài báo này, chúng tôi giới thiệu nguyên lý hoạt động của thiết bị cảnh báo chốngva chạm hàng không đặt trên máy bay và mô phỏng một phương pháp xử lý dùng kỹ thuật PLL(Phase-Locked Loop: Vòng khóa pha) để tách các tín hiệu thu được tại máy phát đáp. Trướctiên, bài báo này đề cập đến hiện tượng nhiễu đa đường xuất hiện do nhiều máy bay trả lờimáy hỏi trong TCAS (The Traffic alert and Collision Avoidance System: Hệ thống cảnh báo vàchống va chạm máy bay) trong cùng một thời điểm dẫn đến máy thu TCAS không xử lý đượccác thông tin từ các máy bay trả lời. Vì vậy, bài báo đề xuất các phương pháp xử lý tín hiệu củamáy thu TCAS khi gặp hai tín hiệu đáp ứng bị chồng lấn nhau, giải pháp tách tín hiệu bị chồnglấn. Phần cuối, với kết quả nghiên cứu, có thể cho phép giảm thời gian giữa cất cánh và hạcánh, tăng độ an toàn cho các chuyến bay, cho phép áp dụng các kỹ thuật mới trong kiểm soátkhông lưu bán tự động ở một số sân bay nhỏ ở Việt Nam. ABSTRACT In this paper, we would like to introduce the operating principle of the Traffic alert andCollision Avoidance System (TCAS) located in the aircraft and simulating a treating measureusing Phase-Locked Loop (PLL) technique to split signals collected at the responding operator.Firstly, this paper refers to the phenomenon of multiline jam occurring when several aircraftsrespond to TCAS at the same time resulting in TCAS unable to treat information from theseresponding aircrafts. Therefore, the paper proposes methods of treating signals of TCAS whenreceiving overlapping signals, solutions to split overlapping signals. In the last part, with theresearch result, the decrease of time between taking off and landing is allowed, safety for flightsis increased, allowing to apply new technology for semi-automatic air-control in some smallairports in Vietnam.1. Đặt vấn đề Hệ thống cảnh báo chống va chạm hàng không lắp đặt trên các máy bay nhằmgiúp cho phi công biết được mối nguy hiểm va chạm có thể xảy ra. Nó ước tính đượcđiểm gặp nhau, thời gian gặp nhau, khuyến cáo phi công hướng xử lý để tránh va chạm.Trong vùng bán kính phủ sóng 40km, nó phát hiện được tất cả các máy bay lân cậnthông qua cơ chế hỏi đáp trên tần số 1030MHz và 1090MHz (cặp tần số dùng chungcho các RADAR thứ cấp). Cứ mỗi giây một lần, nó phát đi một tín hiệu hỏi và chờ đợinhận tín hiệu trả lời từ các máy phát đáp trên các máy bay lân cận, từ đó nó biết đượcmã hiệu máy bay lân cận, độ cao, tốc độ và tính được thời gian có thể va chạm, điểm va 37 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(37).2010chạm. Tùy từng trường hợp mà có cảnh báo bằng âm thanh, khuyến cáo tăng tốc độ,khuyến cáo rẽ trái (phải) hay nâng mực bay / hạ mực bay để tránh va chạm có thể xảy ra[6],[7]. Tuy nhiên trong một vùng không gian mà có nhiều máy bay như vùng tiếp cậncất và hạ cánh thì khả năng nhận cùng lúc nhiều máy bay trả lời máy bay hỏi sẽ dẫn đếnhiện tượng tắc nghẽn tần số 1030MHz và 1090MHz, các tín hiệu trả lời bị chồng lấn đèlên nhau nên không biết được tín hiệu trả lời nào là của máy bay nào, hiện tượng nàycòn gọi là hiện tượng nhiễu đa đường. Bài báo này đưa ra một số giải pháp sử dụngvòng khóa pha (PLL) để xử lý và khắc phục hiện tượng nhiễu đa đường đó.1.1. Giới thiệu cấu trúc tín hiệu hỏi P3 P1 P2 0.45µs 2µs 20.3µs Hình 1. Cấu trúc dạng xung hỏi của TCAS, Mode C = 20.75µs Chế độ hỏi trong thiết bị này là Mode A/C, tần số sóng mang của tín hiệu hỏi là1030MHz. Cấu trúc của dạng tín hiệu hỏi gồm có 3 xung đơn: P1, P2, P3 (xem hình 1). Khoảngcách giữa xung P1 và P3 cho biết là loại Mode nào đang sử dụng, từ đó xác định cấutrúc dạng xung trả lời. Biên độ xung P2 cho biết chính xác hướng hoạt động của chùmtia sóng phát ra từ ăng-ten, ăng-ten của TCAS có một chùm tia sóng rộng khoảng 60. Cócác phương pháp nhằm tăng độ chính xác về tính định hướng của hệ thống, trong đó cóphương pháp song xung gồm hai xung P1 và P3 làm định hướng có độ khuếch đạ ...