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PCB資訊

PCB資訊 - 智慧汽車天線複雜度正逐步提升-波音737天線佈局

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PCB資訊 - 智慧汽車天線複雜度正逐步提升-波音737天線佈局

智慧汽車天線複雜度正逐步提升-波音737天線佈局
2022-09-09
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Author:電路板      分享文章

不管是軍用飛機,還是民用飛機,都會有好幾套通信設備。有的是和衛星聯繫,有的是和地面聯繫。不管是怎樣的聯繫,都需要天線。就連一個小小的四旋翼無人機,也要通過GPS天線去定位。

波音737天線佈局

波音737天線佈局

同樣,智慧汽車上的陣列天線越來越多,例如各種蜂窩頻帶、Wi-Fi、甚至5G及其MIMO要求,V2V(車輛到車輛),雷達(77GHz等)等。自身的移動性更是增加了設計難度。就射頻需求和約束而言,自主駕駛車輛的天線設計和佈局,將變得更像飛機設計。

智慧汽車上的陣列天線

智慧汽車上的陣列天線

高頻(HF)

高頻(HF)通信系統提供遠距離的聲音通信。它為飛機與飛機之間或地面站與飛機之間提供通信。

HF 系統工作於2MHz-29.999MHz頻率之間。這個系統利用地球表面和電離層使通信信號來回反射而傳播。反射的距離隨時間,射頻和飛機的高度的不同而有所改變。


控制台向收發機發送所選頻率的資訊和控制信號。音訊控制板向REU發送這些信號:

- HF 無線電選擇信號

- 接收音量控制

- 按壓通話(PTT)


發射期間,話筒音訊和PTT 信號經REU進入HF收發機。收發機用話筒音訊調製由收發機產生的RF 載波信號。收發機將調製的RF 信號經天線耦合器送到天線發射給其它飛機或地面站。

也是在發射期間,飛行資料獲取組件從收發機接收PTT 信號。DFDAU用PTT作為鍵控信號記錄發射事件。

接收期間,天線接收調製的 RF 信號並經天線耦合器送給收發機。收發機從RF 載波中解調或分離出音訊。接受到的音訊從HF收發機經REU送到飛行內話揚聲器和耳機。

選擇呼叫解碼器從HF 收發機接收音訊。SELCAL 解碼器監視來自地面站的SELCAL 呼叫音訊。


HF 收發機接收空/地離散信號。HF 收發機用這個離散信號為內部故障記憶體計算飛行段。

HF 天線在垂直安定面的前緣。

天線耦合器在垂直安定面裡面。


警告:當HF 系統發射時,要確保人員離垂直安定面至少六英尺(2米)。從HF 天線發射RF 能量對人有害。


VHF通信系統

VHF通信系統

VHF通信系統

VHF 通信系統為機組提供聲音與資料的視距通信。VHF 通信系統可用於飛機與飛機之間,飛機與地面站之間的通信。

VHF 通信無線電調諧頻度範圍為118.00 至136.975MHz。VHF無線電用於發射機接收話音通信。

VHF通信系統工作頻率為118.00MHz至136.975MHz,8.33KHz的間隔只在這些頻段內適用:

- 118.000-121.400

- 121.600-123.050

- 123.150-136.475


儀錶著陸系統(ILS)

儀錶著陸系統(ILS)

航向道天線

航向道天線有兩個元件。一個元件向ILS 接收機1 提供RF 輸入,另一個元件向ILS 接收機2 提供RF 輸入。航向道天線接收自108.1MHz 到111.95 MHz 的頻率,以頻寬的十分之一的奇數位為間隔。


下滑道天線

下滑道天線也有兩個元件。一個元件向MMR 1 提供RF 信號輸入,另一個元件向MMR 2 提供RF 信號輸入。下滑道天線接收自328.6 MHz到335.4 MHz 的頻率。

下滑道和航向道天線在前雷達天線罩內。下滑道天線在氣象雷達天線上方。航向道天線在氣象雷達天線下方。


前雷達天線

指點信標系統

當飛機飛越機場跑道指點信標發射機時,指點信標系統提供音訊和視頻指示。

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指點信標天線在飛機機體底部。

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無線電高度表系統

無線電高度表(RA)系統測量從飛機到地面的垂直距離。無線電高度顯示在駕駛艙內的顯示元件(DU)上。無線電高度是利用接收機發射機元件比較發射的信號和接收的信號來計算的。R/T 元件發射一個無線電信號,然後接收從地面返回的反射RF 信號來確定飛機的高度。R/T 將計算的高度資料輸出到兩個ARINC 429 資料匯流排上並送到飛機上的使用系統。


飛行機組和其他飛機系統在低高度飛行,進近和著陸過程中使用該高度資料。系統的範圍是-20 到2500 英尺。


可調節的無線電最小高度警告由無線電高度系統操作,並且可由機長和副駕駛EFIS 控制台上從0 — 999 英尺獨立地選定。這一無線電最小高度選項與來自無線電高度接收機/發射機輸出的已經存在的無線電高度值在顯示電子元件(DEU)內進行比較和處理。當飛機下降到選定的無線電最小高度時,一個閃爍的無線電最小警告出現在可用的DU 上。


RA 天線在機體的底部。


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交通警戒和避撞系統

交通警戒和避撞系統(TCAS)有助於機組維持與其他裝有ATC應答機的飛機之間的空中交通安全間隔。TCAS是一種機載系統,它獨立於地面的ATC系統而工作。

TCAS向鄰近飛機發送詢問信號,那些裝有空中交通管制雷達信標系統(ATCRBS)應答機或一種空中交通管制S 模式應答機的飛機回應此詢問,TCAS利用這些應答信號計算和它們之間的距離,相對方位和應答飛機的高度。如果回應的飛機並不報告高度,TCAS不能計算該飛機的高度。被TCAS所跟蹤著的飛機稱為目標。

利用應答信號中的資訊和自身飛機的高度,TCAS算出目標和自身飛機之間的相對運動。TCAS 然後計算目標將如何在最最接近點(CPA)貼近自身飛機。

目標被分類列為下列4種中的一種,取決於在CPA點的間隔和CPA點將發生的時間:

— 其他交通

— 接近交通

— 入侵者

— 威脅。

各種目標在顯示器上的符號不同。

如果 CPA間隔在某一限度以內,TCAS向機組提供諮詢資訊。TCAS 以機組提供兩個等級的諮詢資訊,即交通諮詢(TA)和解脫諮詢(RA),諮詢等級取決於高度和CPA發生時間和在CPA處的間隔大小。交通諮詢(TA)為直至CPA發生的時間還相對地更遠一些,並且CPA點和入侵目標的間隔相對大一些。解脫諮詢(RA)為到達CPA 發生的時間相對地很短,並且CPA 點和威脅目標的間隔相對地更小。

交通諮詢(TA)表示了入侵目標的距離、方位和相對高度(如果已知其高度的)。解脫諮詢(RA)還向機組發出目視的和語音指令,明確那裡是離開威脅目標的安全的垂直間隔。

TCAS 還和另一架裝有TCAS 的飛機通信,協調其飛行動作防止相撞。


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VOR 系統

VOR 系統有兩個甚高頻全向信標/指點信標(VOR/MB)接收機。接收機有VOR 和指點功能。本節只包括VOR/MB 接收機的VOR 工作。

導航(NAV)控制台向VOR/MB 接收機提供人工調諧輸入。共有兩個導航控制台,一個由機長使用,另一個由副駕駛使用。來自VOR/LOC 天線的RF 信號經過電源分配器,然後到達VOR/MB 接收機。VOR/MB 接收機使用RF 信號計算地面站方向並解碼莫爾斯碼台站識別字信號和台站音訊信號。

接收機向遙控磁指示器(RMI)發送VOR 方位。可使用RMI 方位指針選擇器選擇RMI 方位指標從顯示VOR 或ADF 地面站方位。

接收機向顯示電子元件(DEU)發送VOR 方位資料用於顯示。NAV選擇電門使機組選擇VOR/MB 接收機1 或VOR/MB 接收機2 作為機長和副駕駛顯示資料來源。

接收機向遙控電子元件(REU)發送台站音訊和莫爾斯碼台站識別字信號。

接收機向FCC 發送VOR 方位資料用於DFCS VOR/LOC 模式的工作。方位資料同時送向FMCS 作為無線電導航輔助,用於當前位置計算。

VOR/LOC 天線在垂直安定面的頂端。


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空中交通管制系統

空中交通管制(ATC)地面站向機載ATC 系統詢問,ATC 應答機向地面站回答其詢問,按所需格式的編碼資訊應答。

ATC 應答機也對其他飛機或地面站的交通避撞系統(TCAS)的S模式詢問作應答。

當一個地面站或一架其他飛機上的TCAS電腦詢問本ATC系統時,應答機發射一個脈碼回答信號,從回答信號中可判別和表明這架飛機及其高度。

ATC 天線裝在機身前部靠近中心線處。頂部天線位於第430.25站位元。底部天線位於第355 站位。


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測距機

測距機(DME)系統提供飛機與地面站之間斜距(視線)距離的測量。

DME 系統有兩個詢問器和兩個天線。

詢問器獲得人工調諧輸入和來自導航控制台的飛行管理電腦系統(FMCS)的自動調諧輸入。如果導航控制台調諧輸入故障,則詢問器從FMC 直接獲得自動調諧輸入。

DME 系統將資料發送到顯示電子元件以顯示在主要飛行顯示器(PFD)和導航顯示器(ND)上。

DME 系統向下列部件發送資料:

— 飛行操縱電腦(FCC)

— 飛行管理電腦系統(FMCS)

— 飛行資料獲取元件(FDAU)

— 遙控電子元件(REU)

FCC使用DME資料作為一個輸入來計算在自動駕駛儀在VOR模式下的VOR 捕獲點。DME 資料同時被用在VOR 模式來查找對於特定VOR地面站何時被感測到飛越該站。

FMCS 使用DME 來計算FMC 位置更新。


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自動定向機系統

自動定向機(ADF)系統是一種導航輔助系統。ADF 接收機使用來自地面站的調幅(AM)信號來計算ADF 地面站相對於飛機縱軸的方位。ADF 系統也接收標準調幅無線電廣播。

ADF 天線在機身站位元為694 的機身上部。(黑色凸起)

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GPS

全球定位系統(GPS)計算資料為:

- 緯度

- 經度

- 高度

- 精確時間

- 地速

飛機上有兩套GPS 系統,1 號天線接收的衛星信號後送到1 號多模式接收機(MMR 1),2 號天線連接2號多模式接收機(MMR 2)。

MMR對飛機位置和精確時間進行計算,將此資料送給飛行管理電腦系統(FMCS)和IRS主提醒元件。FMCS 利用GPX 或導航無線電的定位資料和慣性基準資料一起去計算飛機位置。

ADIRU 的位置資料送給MMR,IRS 主提醒元件從兩個MMR獲得GPS資料。當兩個GPS接收機都有故障時使得在IRS 方式選擇元件上的GPS故障燈亮,或者當一個GPS接收機故障時並且主提醒告示牌被壓下時GPS故障燈亮。

近地警告電腦(GPWC)從多模式接收機(MMR)獲得GPS位置和速度資料。

時鐘從 MMR獲得GPS時間資料。

GPS天線裝在機身頂部


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