so37bai05

5/13/2018 so37bai05 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/so37bai05 1/10

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(37).2010

37

GIẢI PHÁP TÁCH TÍN HIỆU BỊ CHỒNG LẤN TRONGHỆ THỐNG CẢNH BÁO CHỐNG VA CHẠM HÀNG KHÔNG

SOLUTIONS TO SPLIT OVERLAPPING SIGNALSIN THE TRAFFIC ALERT AND COLLISION AVOIDANCE SYSTEM

T ăng T ấ n Chi ế n Đại học Đà N ẵ ng

Nguyễ n Khắ c V ũ

Công ty Bảo đảm Hoạt động bay miề n 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. Tr ướctiên, bài báo này đề cập đến hiện tượng nhiễu đa đường xuất hiện do nhiều máy bay tr ả 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 tr ả 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 hạ cánh, 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 lắ p đặt trên các máy bay nhằm

giúp cho phi công biết đượ c mối nguy hiểm va chạm có thể xảy ra. Nó ướ c tính đượ cđiểm gặ p nhau, thờ i gian gặ p nhau, khuyến cáo phi công hướ ng xử lý để tránh va chạm.

Trong vùng bán kính phủ sóng 40km, nó phát hiện đượ c tất cả các máy bay lân cận

thông qua cơ chế hỏi đáp trên tần số 1030MHz và 1090MHz (cặ p tần số dùng chung

cho các RADAR thứ cấ p). Cứ mỗi giây một lần, nó phát đi một tín hiệu hỏi và chờ đợ inhận tín hiệu tr ả lờ i từ các máy phát đáp trên các máy bay lân cận, từ đó nó biết đượ cmã hiệu máy bay lân cận, độ cao, tốc độ và tính đượ c thờ i gian có thể va chạm, điểm va




38

chạm. Tùy từng tr ườ ng hợ p mà có cảnh báo bằng âm thanh, khuyến cáo tăng tốc độ,

khuyến cáo r ẽ 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 tiế p cận

cất và hạ cánh thì khả năng nhận cùng lúc nhiều máy bay tr ả lờ i máy bay hỏi sẽ dẫn đếnhiện tượ ng tắc nghẽn tần số 1030MHz và 1090MHz, các tín hiệu tr ả lờ i bị chồng lấn đè

lên nhau nên không biết đượ c tín hiệu tr ả lờ i nào là của máy bay nào, hiện tượ ng này

còn gọi là hiện tượ ng nhiễu đa đườ ng. Bài báo này đưa ra một số giải pháp sử dụng

vòng khóa pha (PLL) để xử lý và khắc phục hiện tượ ng nhiễu đa đườ ng đó.

1.1. Gi ớ i thi ệ u cấ u trúc tín hi ệ u hỏi

Chế độ hỏi trong thiết bị này là Mode A/C, tần số sóng mang của tín hiệu hỏi là

1030MHz.

Cấu trúc của dạng tín hiệu hỏi gồm có 3 xung đơ n: P1, P2, P3 (xem hình 1). Khoảng

cách giữa xung P1 và P3 cho biết là loại Mode nào đang sử dụng, từ đó xác định cấu

trúc dạng xung tr ả lờ i. Biên độ xung P2 cho biết chính xác hướ ng hoạt động của chùm

tia sóng phát ra từ ăng-ten, ăng-ten của TCAS có một chùm tia sóng r ộng khoảng 60. Có

các phươ ng pháp nhằm tăng độ chính xác về tính định hướ ng của hệ thống, trong đó có

phươ ng pháp song xung gồm hai xung P1 và P3 làm định hướ ng có độ khuếch đại cao

và xung P2 thể hiện tính đa hướ ng của ăng-ten và có độ khuếch đại thấ p. Vì thế, nếu

biên độ xung P2 nhỏ hơ n hai xung kia [1], [3] thì máy phát ở máy bay lân cận sẽ biết

đượ c là nó đang nằm trong vùng chùm tia quét chính của ăng-ten máy bay hỏi và phát

tín hiệu tr ả lờ i. Ngượ c lại, máy bay sẽ nằm ngoài chùm tia quét của ăng-ten và các tínhiệu hỏi từ TCAS hỏi sẽ bị từ chối tr ả lờ i.

1.1. Giớ i thiệu cấu trúc tín hiệu trả lờ iChế độ tr ả lờ i trong thiết bị này là Mode C, tần số sóng mang của tín hiệu tr ả lờ i là

1090MHz. Khi xác định đúng tín hiệu hỏi, khoảng cách giữa hai xung P1 và P3 là C =

20.75µs, khoảng cách giữa xung P1 và P2 là 2µs và biên độ xung P2 nhỏ hơ n xung P1 thì

máy phát đáp sẽ tr ả lờ i. Cấu trúc dạng tín hiệu tr ả lờ i từ máy bay có khác nhau ở mỗi

chế độ hỏi. Ví dụ: mode 2 và mode 3 thì sử dụng 12 bit thông tin và mode C thì dùng 11

bit thông tin. Các bit thông tin đượ c thêm vào gọi là bit X, thông thườ ng là bit có mức

P1

P2

P3

0.45µs

2µs

20.3µs

Hình 1. C ấ u trúc d ạng xung hỏi của TCAS, Mode C = 20.75µs




39

logic 1 và đượ c chèn vào giữa tín hiệu tr ả lờ i. Ngoài ra còn có xung SPI đượ c dùng cho

trung tâm kiểm soát không lưu (ATC) khi cần. Để sử dụng bit SPI, phi công chỉ cần

nhấn một công tắc IDENT trên máy phát. Bit ID giúp cho ATC có thể chú ý đọc đượ cmã hiệu dạng ký tự alphabel sáng nhấ p nháy trên màn hình TCAS để kiểm soát viên có

thể xác định đượ c vị trí của máy bay phát ID ngay lậ p tức [3], [5].

Tươ ng tự như vậy, thông tin về độ cao của máy bay trong mode C cũng đượ c đổi

thành dạng dữ liệu mã octal ABCD. Ví dụ ở độ cao 28.500ft, tươ ng ứng mực bay 285,

mỗi mực bay cách nhau 100ft, thì biểu diễn dướ i dạng mã số thậ p phân là 285, sau đó

đượ c đổi ra dạng mã octal thành số: 0435; tươ ng ứng A=0, B=4, C=3 và D=5; như

bảng 1.

Bảng 1: Bảng mã octal về thông tin mực bay 285

Giá tr ị của

các bitMã octal Bit 4 Bit 2 Bit 1 Bit nhị phân Số thậ p phân

A 0 0 0 0 000

B 4 1 0 0 100

C 3 0 1 1 011

D 5 1 0 1 101

285

Dạng chuỗi xung tr ả lờ i sẽ là:

[ F1 = 1, 1,0,1,0,0,0, X = 1, 0,1,0,0,1,1, F2 = 1] (xem hình 2).

Trong mode C, xung D1 không dùng. Vì vậy chỉ có 2048 tr ườ ng hợ p đượ c hiển thị.

Số lượ ng này thì quá thừa để hiển thị độ cao từ -1000ft đến 121000ft, vớ i mỗi

mức tăng theo chiều cao là 100ft.

C1 C2 X D1 B4 D4 F2F1

Hình 2. C ấ u trúc chuỗ i xung tr ả l ờ i t ừ máy bay vớ i thông tin

về độ cao là 28500ft A= 0 ; B= 4; C=3, D=5

C1 A1 C2 A2 C4 A4 X D1B1 D2 B4 D4 F2 SP

1.45

0.45

20.3µ 4.35µ

F1 B2




40

2. Giải pháp tách tín hiệu bị chồng lấn

2.1. T ạo tín hi ệ u mô phỏng d ạng đ i ề u chế ASK

Tín hiệu thu đượ c tại đầu vào máy thu trên tần số 1090MHz, đượ c đổi xuống tần

số trung tần 30MHz. Dạng tín hiệu điều chế là ASK, ở đây chỉ xét ở Mode C có 13 bit

thông tin và 02 bit F1 và F2 để nhận dạng tín hiệu tr ả lờ i. Dạng tín hiệu bị chồng lấn để

mô phỏng trong chươ ng trình như hình 3.

2.2. Thi ế t k ế vòng khóa pha

2.2.1. S ơ đồ khố i vòng khóa pha

Tín hiệu vào là tín hiệu của máy phát đáp thu đượ c tại ăng-ten thu của TCAS, có

tần số và pha ngẫu nhiên trong dải cho phép ở trên, sau đó đượ c đổi xuống trung tần.

Mạch vòng khóa pha [9] sẽ khóa tín hiệu thu từ máy phát đáp cả về tần số và pha vớ itần số và pha của tín hiệu từ khâu VCO thông qua một khâu hồi tiế p. Sơ đồ khối của

vòng khóa pha như hình 4.

2.2.2. Phươ ng trình toán của vòng khóa pha

Hàm truyền đạt của bộ lọc bậc 1 viết dướ i miền toán tử Laplace như sau:

F(s) = 1/(1+sRC) (2.1)

Hình 3. Hai tín hiệu cùng biên độ bị chồng l ấ n nhau 6bit = 3µs S/N=10dB

Hình 4. S ơ đồ khố i vòng khóa pha

PFD(Kd)

LPFF(s) = 1/(1+s/wc)

Vo

VCO(K v/s)

V2(t)

V1(t)

Ve




41

Gọi wc là tần số cắt của bộ lọc và wc = 1/RC. Từ phươ ng trình (2.1) ta đượ c:

F(s) = 1/(1+s/wc) (2.2)

Khối này có nhiệm vụ loại bỏ các thành phần tần số cao đưa từ bộ nhân đến.

Hàm truyền của bộ dao động điều khiển bằng điện áp VCO là:

G(s) = K v/s (2.3)

Hàm truyền từ pha của tín hiệu vào so vớ i pha của tín hiệu hồi tiế p VCO là:

Φ2(s)/Φ1(s) = T(s) = K d F(s)G(s) / (1+ K d F(s)G(s)) (2.4)

Φ0(s)/Φ1(s) = S(s) = 1/(1+ K d F(s) G(s)) (2.5)

T(s) = K d F(s)G(s) / (1+ K d F(s)G(s)) (2.6)

Thay các giá tr ị hàm vào phươ ng trình (2.4) ta đượ c:

T(s) = 1/( 1+ s/F(s)K vK d) = 1/( 1+ Ks(1+s/wc)) (2.7)

Vớ i K=1/K vK d ; Φ0, Φ1, Φ2: lần lượ t là pha của tín hiệu ra bộ nhân, tín hiệu vào

bộ nhân, tín hiệu ra của khối VCO.

T(s) = 1/(1+Ks + Ks2/wc) = 1/(1+ 2ξs/w p + (s/w p)2)

= w p2/ (s2 + 2ξsw p + w p

2) (2.8)

Vớ i : 2ξ = Kw p = w p /K vK d

w p = (wc K vK d)0.5 : vớ i w p là tần số cắt của vòng khóa pha

wc : Tần số cắt của bộ lọc thông thấ p

Để mạch ổn định [9] ta chọn w p sao cho thỏa mãn: w p /2π < 1/20 Ftín hiệu vào

Như vậy hàm truyền đạt của PLL tươ ng ứng vớ i hàm truyền của bộ lọc bậc 2.

Các điểm cực nằm ở nửa mặt phẳng trái của tr ục tọa độ phức, thông qua các điểm cực

dễ dàng thấy đượ c nó nằm trong miền ổn định.

Cho tần số cắt tại điểm biên độ giảm -3dB, thế vào phươ ng trình (2.8), giải

phươ ng trình này ta tìm đượ c băng thông của PLL là:

W pll = w p (1-2ξ2 + (2-4ξ2 +4ξ4)0.5)0.5 (2.9)

Ta xác định độ lệch chuẩn của tín hiệu ra VCO về pha của nó theo công thức 2.10.

Vớ i A là biên độ tín hiệu vào PLL, no là hệ

số công suất nhiễu đưa vào PLL, tính tích phân bất

định này ta tìm đượ c độ lệch chuẩn là:

σ = n0w p/(4ξA2) (2.11)

Tỷ số SNR = A2/(2noBn) (2.12)

Bn = w p/2ξ( Bn: băng thông khi có nhiễu thêm vào PLL) (2.13)

Lựa chọn các thông số của PLL như sau:

Hệ số Damper ξ = 0.707, tín hiệu vào có tần số là 30MHz, K d = 5V/rad, K v =

0.1MHz.rad/V.

(2.10)




42

RX DetectionRX PLL

LPF

Hình 6. S ơ đồ khố i bộ giải đ iề u chế cho hai chuỗ i tín hiệu

bị chồng l ấ n nhau

PLL

LPF Second Sig

First Sig

Lấy mẫu& lư u bộ nhớ

Khôi phục lạiChuỗi tín hiệu

Giải điều chế

Khôi phục lại

Chuỗi tín hiệu

Giải điều chế

Sử dụng một bộ lọc thông thấ p LPF bậc 1 (Butterworth) có tần số cắt f c = 1MHz,

suy hao dải chắn là – 20dB/decade. Tần số cắt của bộ lọc LPF đượ c chọn sao cho đảm

bảo lọc nhiễu sinh ra trong qúa trình tách pha và tần số đồng thờ i cũng phải đảm bảo

thờ i gian đáp ứng của bộ lọc PLL ngắn nhất

(đáp ứng nhanh nhất), ổn định và dải điều

khiển r ộng [12].

2.2.3. Đáp ứ ng pha của vòng khóa pha

Đáp ứng của PLL là r ất nhanh (ổn

định ở 0.4µs) và tươ ng ứng vớ i đáp ứng của

bộ lọc bậc 2, độ gợ n đỉnh là 5.5%. Những

k ết quả này tươ ng ứng vớ i hàm truyền đạt

tuyến tính của PLL bậc 2 (xem hình 5).

2.3. Dùng phươ ng pháp so sánh k ế t hợ p PLL để tách tín hi ệ u chồng l ấ n

Sau khi thu, tín hiệu đượ c lấy mẫu và lưu vào bộ nhớ . Bộ nhớ giúp PLL kiểm tra

tần số và pha của tín hiệu. Quá trình giải điều chế là bao gồm việc tách pha và tần số

của hai tín hiệu thu bằng một PLL, nhân tín hiệu thu vớ i tín hiệu sin cùng tần số và pha

của bộ VCO. Sau đó mớ i lọc tách tín hiệu. Sơ đồ khối hệ thống dùng để giải điều chế

chuỗi tín hiệu ASK (xem hình 6).

2.4. Dùng phươ ng pháp so sánh k ế t hợ p PLL để tách tín hi ệ u b ị chồng l ấ n

2.4.1. Chạ y chươ ng trình

Chươ ng trình đượ c viết bằng ngôn ngữ Matlab, thực hiện quá trình mô phỏng

bằng một số chươ ng trình sau: Function PllVCO.m, Promain.m, Dpll.m. Trong chươ ng

Hình 5. Đáp ứ ng pha t ại đầu ra VCO theo

thờ i gian

+




43

0 10 20 30-1

-0.5

0

0.5

1

So bit chong lan

T

o n g

s o

l o i

Giai dieu che = pp so sanh- lan 1(tin hieu 1)

0 10 20 300

0.5

1

So bit chong lan

T

o n g

s o

l o i

Giai dieu che=pp so sanh-lan1(tin hieu 1)

0 10 20 30-1

-0.5

0

0.5

1

So bit chong lan

T o n g s o l o i

Giai dieu che=PP so sanh-lan 2 (tin hieu 1)

0 10 20 300

0.5

1

So bit chong lan

T o n g s o l o i

Giai dieu che=PP so sanh-lan2(tin hieu 2)

Hình 7. K ế t quả mô phỏng tách hai tín hiệu bị chồng l ấ n

khi có sự sai khác biên độ 3dB, sai khác t ần số 10KHz

(F 1==30MHz, F 2=30.01MHz)

trình, các tín hiệu thu ASK đượ cmô phỏng vớ i thờ i gian chồng lấn

từ 1/3bit đến 80/3 bit, thờ i gian

một bit là 0.5us. Có tất cả là 30bit

tín hiệu, trong đó 15bit tín hiệu có

ích và 15 bit 0.

2.4.2. K ế t quả mô phỏng, l ọc tách

hai tín hiệu chồng l ấ n

K ết quả như hình 7.

Phươ ng pháp so sánh đã tách đượ ctín hiệu đầu tiên tr ọn vẹn không

sinh lỗi, còn tín hiệu thứ hai phát

sinh lỗi ở bít thứ 17. Như vậy cóđến 16bit bị chồng lấn trong tín

hiệu thứ hai đượ c xử lý chính xác không có lỗi nào, tươ ng ứng thờ i gian bị chồng

lấn là 8us.

2.5. Mô phỏng các máy bay cấ t và hạ cánh t ại sân bay Đà N ẵ ng:

2.5.1. Chươ ng trình mô phỏng:

Các chươ ng trình con gồm: Function Cal_colliss.m, convertfligthID.m,

DisplayID.m.

2.5.2. K ế t quả chươ ng trình mô phỏng

Chươ ng trình mô phỏng các tín

hiệu thu đượ c tại máy thu TCAS đặt tại

sân bay Đà Nẵng, các địa danh vùng t ĩ nh

không sân bay chỉ có tính chất mô phỏng.

Các tham số đánh giá lần lượ t trên các

k ết quả mô phỏng cho 1, 2, 4, 5, 6, 8, 10

,12, 15, 18 và 20 lần/chuyến cùng cất hạ

cánh. Chươ ng trình đượ c viết bằng ngôn

ngữ Matlab 7.8, k ết quả mô phỏng các

máy bay bay ngẫu nhiên vẽ trên không

gian 3 chiều thể hiện trên hình 8. Số

lần/chuyến cất hạ cánh đượ c chươ ng

trình thực hiện chạy ngẫu nhiên trong 10

lần, từ các số liệu k ết quả (n=10 k ết quả

cho một lần chuyến) tính đượ c các giá tr ị trung bình, giá tr ị độ lệch chuẩn mẫu điều

chỉnh. Ta chọn mức ý ngh ĩ a là α = 0.1, tra bảng phân bố chuẩn Student tươ ng ứng tìm

đượ c giá tr ị t{1-α/2 ; n-1}= t{0.95 ; 9} = 1.383, ta tính đượ c giá tr ị cực đại và cực tiểu của các

tham số cần đánh giá [2], [8]. Dựa vào chươ ng trình bảng tính Excel để tìm các giá tr ị

Hình 8. Bản đồ t ĩ nh không vùng cấ t và hạ cánh t ại sân bay Đà N ẵ ng




44

thống kê toán. Các số liệu vẽ trên đồ thị hình 9 là giá tr ị trung bình số phần tr ăm tín hiệu

tr ả lờ i bị chồng lấn nhau.

3. K ết quả và thảo luận

Như đã trình bày ở trên về phươ ng pháp tách tín hiệu bị chồng lấn không đồng

bộ nhau về mặt thờ i gian. Trong tất cả các tr ườ ng hợ p mô phỏng ở trên thì k ết quả của

phươ ng pháp so sánh lần thứ hai k ết hợ p giải điều chế và vòng khóa pha PLL cho k ếtquả tốt nhất. Nếu áp dụng theo một số tiêu chuẩn của ICAO, vớ i độ lệch tần <10ppm,

độ sai số thờ i gian sườ n lên, xuống <20% thì phươ ng pháp so sánh không thấy xuất hiện

lỗi nào. Tuy nhiên cũng chỉ dừng lại ở việc tách đượ c 16 bit bị chồng lấn trên tất cả các

tr ườ ng hợ p vì sự nhận dạng biên độ tín hiệu, tìm kiếm mức ngưỡ ng tách sóng threshold

trong chươ ng trình chưa xử lý tự động (thay đổi theo từng mức để có k ết quả tốt nhất)

nên sự nhận dạng sai khác biên độ còn hạn chế. Vấn đề nhận dạng sự khác biệt về biên

độ là r ất khó khăn nên phươ ng pháp so sánh cũng chỉ dừng lại ở đó hoặc cũng chỉ tách

đượ c một tín hiệu có biên độ lớ n hơ n mà thôi. Vớ i k ết quả nghiên cứu ở trên, hệ thống

giám sát TCAS đã khắc phục đượ c một phần hiện tượ ng nhiễu đa đườ ng hay các tínhiệu thu bị chồng lấn nhau, giúp cho ATC có thể giảm thờ i gian tr ễ giữa cất cánh và hạ

cánh. Giảm khoảng phân cách giữa các máy bay và đặc biệt là có thể cảnh báo, giám sát

tất cả các chuyến bay trong vùng tiế p cận hạ cánh tại sân bay Đà Nẵng.

4. K ết luận

Qua nghiên cứu phươ ng pháp tách tín hiệu dùng PLL k ết hợ p so sánh đã cho k ết

quả khả quan trong tất cả các tr ườ ng hợ p, tuy nhiên còn một số vấn đề cần quan tâm

giải quyết sau này:

- Trong chươ ng trình chưa sử dụng mức ngưỡ ng lật threshold tự động (tự động

Hình 9. Biể u đồ so sánh hai k ế t quả theo số % tín hiệu bị va chạm sau khi xử lý bằ ng vòng khóa pha

PLL vớ i tr ườ ng hợ p không dùng PLL




45

điều chỉnh mức), nên phát triển thêm phươ ng pháp nhận dạng sự sai khác biên độ tự

động và tự động điều chỉnh hệ số ngưỡ ng lật có nguyên lý giống kiểu mạch AGC trong

thực tế để phân biệt sự sai khác biên độ, cho phép nâng cao hiệu quả, có tính chính

xác hơ n .

- Khi hai tín hiệu bị chồng lấn nhau thì việc tách biên độ là khó nhất, nên

chươ ng trình cho k ết quả lỗi bit cũng phụ thuộc vào sự chênh lệch biên độ. Ở đây chỉ xét đến sự chênh lệch 3dB trong khoảng phân cách <3.1km, trong thực tế thì biên độ

ảnh hưở ng bở i nhiều tham số khác như nhiễu nền, nhiễu do phản xạ, suy hao trên đườ ng

truyền và công suất phát trên các máy bay có khác nhau, hay khác nhau về chế độ hỏi

như hỏi gần và hỏi xa bằng k ỹ thuật phát công suất lớ n bé xen k ẻ. Tất cả các ảnh hưở ng

này đã làm thay đổi biên độ tín hiệu nhiều hơ n 3dB như đã nghiên cứu.

Bên cạnh các phươ ng pháp tự khống chế hiện tượ ng nhiễu đa đườ ng của TCAS

như giớ i hạn góc quét (chỉ quan tâm đến các máy bay trong độ r ộng tia quét), phát công

suất lớ n/bé xen k ẽ [13], dùng k ỹ thuật xung đơ n hay k ỹ thuật phát hiện mục tiêu khi

công suất ở búp sóng chính (tia Sum) lớ n hơ n công suất ở búp sóng biên sườ n (tia Diff),

thì các phươ ng pháp lọc tách các chuỗi tín hiệu bị chồng lấn bằng k ỹ thuật vòng khóa

pha PLL đã thu đượ c các k ết quả không nhỏ. Đó là có thể giảm thờ i gian tr ể, thờ i gian

chờ cất hạ cánh, nâng cao độ an toàn và hiệu quả công tác điều hành bay. Vớ i k ết quả

mô phỏng ở chươ ng trình (xem phần 3.1), cho phép giảm khoảng phân cách xuống còn

712.5m, theo tiêu chuẩn ICAO khoảng phân cách giữa hai đườ ng băng là 1000m [10],

[11] nên có thể cho phép cất cánh, hạ cánh trên hai đườ ng băng song song mà không có

sự xung đột (va chạm) tín hiệu. Khi trang bị TCAS trên máy bay thì vớ i khoảng cách đó

đã đảm bảo cho các phi công có đượ c các thông tin cảnh báo chính xác hơ n khi các máy

bay bay gần nhau hơ n.

Đồng thờ i thông qua nghiên cứu này, ta có cơ sở để triển khai một hệ thống mớ iTCAS thay thế cho các RADAR thứ cấ p (SSR) trong việc giám sát các mục tiêu ở vùng

tiế p cận (bán kính <40km), vì hệ thống TCAS r ất gọn nhẹ, dễ dàng lắ p đặt và di chuyển,

đặc biệt là giá thành r ất thấ p so vớ i một hệ thống SSR cùng tính năng, khả năng hiển thị và cảnh báo r ất linh hoạt so vớ i SSR, nó có thể khuyến cáo phi công (nếu trang bị trên

máy bay) hoặc kiểm soát viên không lưu (nếu đặt tại ATC) các tình huống va chạm tiềm

tàng có thể xảy ra để đảm bảo quá trình không lưu đượ c thông suốt, hiệu quả và an toàn

nhất. Đây cũng là cơ sở để tiến tớ i xây dựng các trung tâm ATC bán tự động, giám sátdẫn đườ ng hoàn toàn bằng các thiết bị k ỹ thuật hiện đại.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Nguyễn Đức Luyện (2003), C ơ sở thố ng kê của RADAR, NXB Quân đội Nhân dân.

[2] Hoàng Thọ Tu (2005), Lý thuyế t tín hiệu RADAR và các phươ ng pháp xử lý, Tài

liệu dùng cho học viên cao học, HVKTQS, Hà Nội.




46

[3] Merrill I. Skolnik (2006), RADAR handbook , Naval Research Laboratory.

[4] Jonh Thales (6/2008), ADS-B and Mode-S Enhancements HCM AACC, Thales

Corp.

[5] Jonh Thales (5/2009), RMS970S Enrout and Approach , Thales Corp.[6] Harri Truline (2000),“ Introduction to TCAS II – Version 7 ”, US Department of

Transportation FAA.

[7] James K. Kuchar (2007), TCAS , Lincoln Laboratory Journal.

[8] Steven T. Karris (2004), Signals and Systems with MATLAB® Applications,

Orchard Publications.

[9] Brian Daniels B. Eng (2008), Analysis and Design of high order digital Phase

Locked Loops, Hamish Hamilton,London.

[10] Annex10 (2001),Comparision for SSR mode S, ICAO.

[11] Annex10 (1996),Procedure for Air Navigation Service, ICAO.

[12] http://www.delroy.com/pll

[13] http://www.icao.int/

Documents

so37bai05