LÀM QUEN VỚI KHÁI NIỆM CNS/ATM VÀ XỬ
LÝ DỮ LIỆU ATM


NỘI DUNG
1) Khái quát về liên lạc thoại
2) Liên lạc không - địa
3) Liên lạc địa – địa
4) Ghi thoại
5) Liên lạc qua đường truyền dữ liệu
6) Khái quát về dẫn đường
7) Phù trợ dẫn đường vô tuyến
8) Hệ thống dựa vào vệ tinh-tổng quan về kỹ thuật
GNSS – dẫn đường vệ tinh
1


9) Các hệ thống trên tàu bay
10)Bay kiểm tra hiệu chuẩn
11)Khái quát giám sát ra đa
12)Ra đa
13)Kiểm soát di chuyển trên bề mặt sân bay
14)Định dạng dữ liệu ra đa
15)Giám sát phụ thuộc tự động (ADS)
16)Các hệ thống tương lai
17)Trạm ra đa:
18)Mạng thông tin hàng không
2


19) Các mạng cụ thể trong lĩnh vực ATM

20) Xử lý dữ liệu
21) Xử lý dữ liệu ra đa
22) Hiển thị
23) Dữ liệu trực tuyến và dữ liệu môi trường
24) Cơ sở hạ tầng
25) Điện nguồn
26) Điều hịa khơng khí
27) Giám sát trạng thái
3

28) Tương thích điện từ trường


LÀM QUEN VỚI KHÁI NIỆM CNS/ATM
1) Khái quát về liên lạc thoại
2) Liên lạc không - địa
3) Liên lạc địa – địa
4) Ghi thoại
5) Liên lạc qua đường truyền dữ liệu
6) Khái quát về dẫn đường
7) Phù trợ dẫn đường vô tuyến
8) Hệ thống dựa vào vệ tinh-tổng quan về kỹ thuật
GNSS – dẫn đường vệ tinh
4


1. Khái quát về liên lạc thoại

1 Giới thiệu về sóng vơ tuyến.
1.1 Sóng điện từ

a) Định nghĩa: Là q trình lan truyền trong khơng gian của điện từ
trường biến thiên tuần hồn theo thời gian.
b) Đặc điểm của sóng điện từ:
- Lan truyền với vận tốc 3.108 m/s trong chân khơng.
- Sóng điện từ là sóng ngang, trong q trình lan truyền điện trường
và từ trường cùng pha và có phương vng góc với nhau.
- Sóng điện từ có thể lan truyền được trong chân không, đây là sự
khác biệt giữa sóng điện từ và sóng cơ.

5


1. Khái quát về liên lạc thoại

6


1. Khái quát về liên lạc thoại
c) Tính chất của sóng điện từ :
- Sóng điện từ truyền được trong mơi trường chân khơng.
- Bước sóng của sóng điện từ mà mạch phát ra hay thu được:
- Vận tốc truyền sóng phụ thuộc vào mơi trường truyền song. Vận
tốc truyền sóng giảm : R → L → K . Trong chân khơng, vận tốc
truyền sóng bằng với vận tốc ánh sáng.
- Sóng điện từ là sóng ngang, trong q trình truyền sóng, từ trường
và điện trường ln có phương vng góc với nhau và vng góc
với phương truyền sóng nhưng biến thiên cùng pha.
- Sóng điện từ tuân theo định luật phản xạ, định luật khúc xạ, giao
thoa, nhiễu xạ.
7



1. Khái qt về liên lạc thoại
1.2. Sóng vơ tuyến
a) Định nghĩa: Sóng vơ tuyến là một loại sóng điện từ, lan truyền với
vận tốc ánh sáng. Sóng vơ tuyến có 3 thành phần là: Tần số f, biên
độ A và pha j.

8


1. Khái quát về liên lạc thoại
b) Dải tần số của sóng vơ tuyến là từ 3 kHz tới 300 GHz tương ứng
bước sóng từ 100 km tới 1 mm được dùng trong liên lạc vô tuyến.

9


1. Khái quát về liên lạc thoại
1.3. Phân loại sóng vơ tuyến
• Việc phân kênh dựa vào tiêu chuẩn tần số.
Băng tần
VLF
(very low frequency)
LF
(low frequency)
MF
(medium frequency)
HF
(high frequency)


3 ÷ 30
MHz

VHF
(very high frequency)

30 ÷ 300
MHz

UHF
(ultra high frequency)
SHF
(super high frequency)
EHF
(extremly high frequency)
10

Dải tần
Ứng dụng
3 ÷ 30KHz Thơng tin dưới nước, Dẫn đường hàng hải
và hàng khơng, định vị
30 ÷ 300 Dẫn đường hàng hải và hàng khơng
KHz
300 ÷
Phát thanh AM, hàng hải, trạm thơng tin
3000 KHz dun hải, chỉ dẫn tìm kiếm cứu nạn.
Điện thoại, điện báo, phát thanh sóng ngắn,
hàng hải, hàng khơng.


Truyền hình, phát thanh FM, điều khiển
giao thơng, Dẫn đường hàng hải và hàng
khơng
300 ÷
Truyền hình, thơng tin vệ tinh, do thám, ra
3000MHz da giám sát, Dẫn đường hàng hải và hàng
khơng
3 ÷ 30GHz Hàng khơng, thơng tin viba, thơng tin di
động, thơng tin vệ tinh
30 ÷
300GHz

Thơng tin rada, Nghiên cứu KH


1. Khái quát về liên lạc thoại
1.4. Phương thức lan truyền của sóng vơ tuyến
• Các sóng bức xạ từ điểm phát có thể đến được các điểm thu theo
những đường khác nhau. Các sóng truyền lan dọc theo bề mặt
quả đất gọi là sóng đất hay sóng bề mặt; các sóng đi tới các lớp
riêng biệt của tầng ion và phản xạ lại gọi là sóng điện ly hay sóng
trời; và sóng khơng gian (gồm sóng trực tiếp và sóng phản xạ từ
mặt đất).

11


1. Khái quát về liên lạc thoại
a) Sự truyền lan sóng đất
• Sóng đất là sóng truyền lan dọc theo bề mặt trái đất, do đó cịn

được gọi là sóng bề mặt.
• Bề mặt trái đất cũng có điện trở và các tổn hao điện môi, gây nên
sự suy hao sóng đất khi lan truyền. Sóng đất lan truyền tốt nhất
trên bề mặt dẫn điện tốt như nước muối, và truyền kém trên vùng
sa mạc khơ cằn. Tổn hao sóng đất tăng nhanh theo tần số, vì thế
sóng đất nói chung hạn chế, ở các tần số thấp hơn 2 MHz. Sóng
đất được dùng rộng rãi cho liên lạc tàu thủy - tàu thủy và tàu
thủy-bờ. Sóng đất được dùng tại các tần số thấp đến 15 kHz.

12


1. Khái quát về liên lạc thoại
Các nhược điểm của truyền lan sóng đất là:
• Sóng đất u cầu cơng suất phát khá cao.
• Sóng đất u cầu anten kích thước lớn.
• Tổn hao thay đổi đáng kể theo loại đất.
Các ưu điểm là:
• Với cơng suất phát đủ lớn, sóng đất có thể dùng để liên lạc giữa
2 điểm bất kì trên thế giới.
• Sóng đất ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi điều kiện khí quyển.

13


1. Khái quát về liên lạc thoại
b) Sự truyền lan sóng khơng gian
• Gồm sóng trực tiếp và sóng phản xạ từ mặt đất. Sóng trực tiếp
lan truyền theo đường thẳng giữa các anten phát và thu, cịn gọi
sóng nhìn thẳng (LOS: Line-Of-Sight). Vì thế, trong khơng gian

bị hạn chế bởi độ cong của trái đất. Sóng phản xạ từ đất là sóng
phản xạ từ bề mặt trái đất khi lan truyền giữa anten phát và thu.
• Độ cong của trái đất tạo nên chân trời đối với sự truyền lan
sóng khơng gian, thường gọi là chân trời vơ tuyến. Do khúc xạ
khí quyển, chân trời vơ tuyến dài hơn chân trời quang học đối
với khí quyển tiêu chuẩn thơng thường.
• Chân trời vơ tuyến xấp xỉ bằng 4/3 chân trời quang học.

14


1. Khái quát về liên lạc thoại
• Như vậy, khoảng cách truyền sóng khơng gian có thể tăng bằng
cách tăng độ cao anten phát, anten thu hoặc cả hai.

15


1. Khái qt về liên lạc thoại
• Hình trên chỉ ra ảnh hưởng của độ cao anten đến chân trời vơ
tuyến. Chân trời vơ tuyến nhìn thẳng đối với một anten bằng:

⁻ trong đó: d = khoảng cách đến chân trời vô tuyến (NM), h = độ
cao anten so với mực nước biển (feet). Do đó, khoảng cách
giữa anten phát và anten thu là:
⁻ trong đó: d là tổng khoảng cách (NM), dt, dr là chân trời vô
tuyến đối với anten phát và anten thu (dặm hoặc kilomet), ht, hr
độ cao anten phát và anten thu (feet hoặc mét). Khoảng cách
cực đại giữa máy phát và máy thu trên đất trung bình có thể
tính gần đúng theo cơng thức sau (đơn vị mét):

16


1. Khái quát về liên lạc thoại
c) Sự truyền lan sóng trời
• Các sóng điện từ có hướng bức xạ cao hơn đường chân trời (tạo
thành góc khá lớn so với mặt đất) được gọi là sóng trời. Sóng
trời được phản xạ hoặc khúc xạ về trái đất từ tầng điện ly, vì thế
cịn gọi là sóng điện ly. Tầng điện ly là vùng không gian nằm
cách mặt đất chừng 50 km đến 400 km.

17


1. Khái quát về liên lạc thoại
• Tầng điện ly được phân chia thành 3 lớp: lớp D, E, và F theo độ
cao của nó; lớp F lại được phân chia thành lớp F1, F2. Độ cao
và mật độ ion hóa của 3 lớp thay đổi theo giờ, mùa và theo chu
kì vết đen của mặt trời (11 năm). Tầng điện ly đậm đặc nhất
vào ban ngày và mùa hè.
§ Lớp D: là lớp thấp nhất, có độ cao 50 ÷ 100 km, có ion hóa ít
nhất. Như vậy lớp D ít có ảnh hưởng đến hướng truyền lan
sóng vơ tuyến. Song các ion ở lớp này có thể hấp thụ đáng kể
năng phản xạ sóng VLF và LF, hấp thụ các sóng MF và HF.
§ Lớp E: có độ cao 100 ÷ 140 km. Lớp E có mật độ cực đại tại
độ cao 70 dặm vào giữa trưa khi mặt trời ở điểm cao nhất. Lớp
E hầu như biến mất về đêm, hỗ trợ sự lan truyền sóng bề mặt
MF và phản xạ sóng HF một chút về ban ngày.
18



1. Khái quát về liên lạc thoại
Lớp F: gồm 2 lớp F1 và F2. Lớp F1 có độ cao 140 ÷ 250 km vào
ban ngày. Lớp F2 có độ cao 140 ÷ 300 km về mùa đơng và 250 ÷
350 km về mùa hè. Về đêm, 2 lớp này hợp lại với nhau tạo thành
một lớp. Lớp F1 hấp thụ và suy hao một số sóng HF, cho qua
phần lớn các sóng để đến F2 , rồi khúc xạ ngược về trái đất.

19


1. Khái quát về liên lạc thoại
1.5. Đặc điểm một số dải sóng vơ tuyến
a) Sóng cực dài và sóng dài
Có thể lan truyền như sóng đất và sóng khơng gian. Do bước sóng
lớn hơn nhiều so với chiều cao từ bề mặt trái đất lên tới tầng điện
ly, cho nên mặt đất và tầng điện ly đóng vai trị như hai bức tường.
Nó được gọi là chế độ ống dẫn sóng mặt đất - điện ly. Bức xạ hiệu
quả sóng dài và cực dài chỉ đạt được với các anten rất cồng kềnh,
có kích thước xấp xỉ bước sóng, bởi vậy người ta thường tăng công
suất phát đến hàng trăm KW hoặc hơn để bù lại.
- Nhược điểm cơ bản của sóng dài và cực dài là dung lượng tần
số nhỏ.
- Ứng dụng thực tế: Thông tin với các đối tượng dưới nước, dưới
mặt đất, thông tin theo các đường trục toàn cầu.

20


1. Khái qt về liên lạc thoại

b) Sóng trung
- Tính truyền lan: Bị hấp thụ nhiều hơn sóng dài khi truyền lan
theo mặt đất, cịn các sóng đến được tầng điện ly bị hấp thụ
mạnh bởi lớp D (khi D tồn tại) và phản xạ tốt bởi lớp E.
- Cự ly liên lạc: Về ban ngày mùa hè thì bị hạn chế (chỉ bằng
sóng đất), về ban đêm mùa đơng và mùa hè thì cự ly thơng tin
tăng rõ rệt.
- Dung lượng tần số: Cao hơn nhiều sóng dài và cực dài song do
có nhiều đài phát thanh cơng suất lớn nên gặp nhiều khó khăn
trong việc tận dụng dung lượng.
- Ứng dụng thực tế: Nhiều nhất là trong các vùng bắc cực để làm
dự phịng khi thơng tin sóng ngắn bị tổn hao lớn do nhiễu từ
nhiễu khí quyển.
21

- Anten: Khá hiệu quả và có kích thước chấp nhận được.


1. Khái qt về liên lạc thoại
c) Sóng ngắn
- Tính chất truyền lan: có bước sóng từ 10 – 100m, cũng có mức
năng lượng lớn. Tuy nhiên chúng bị phản xạ nhiều lần ở tầng
điện li và mặt đất.
- Cự ly liên lạc: Sóng này bị hấp thụ yếu bởi các lớp D và E,
phản xạ tốt bởi các lớp trên (chủ yếu là F2 cao 300 ÷ 500 Km).
- Dung lượng tần số: Lớn hơn nhiều so với các sóng trên. Do đó,
đảm bảo sự làm việc đồng thời của số lượng lớn các máy thu
phát vô tuyến.
- Anten: Với kích thước nhỏ vẫn có hiệu quả khá cao và hoàn
toàn áp dụng được cho các đối tượng cơ động.


22


1. Khái quát về liên lạc thoại
d) Các sóng cực ngắn
− Tính chất truyền lan: chúng có bước sóng từ 1 – 10m, có năng
lượng rất lớn và khơng bị hấp thụ hay phản xạ bởi tầng điện li.
Và vì chúng có thể xuyên qua tầng điện ly và đi vào vũ trụ.
− Cự ly thông tin: Cự ly thông tin giữa các thiết bị bay trang bị
máy thu phát cơng suất nhỏ có thể đạt tới vài trăm km.
− Ứng dụng thực tế: Thông tin vũ trụ, thông tin trong mạng cơ sở
đặc biệt là giữa các đối tượng cơ động.

23


1. Khái quát về liên lạc thoại
1.6. Phân cực sóng
Phân cực của sóng điện từ chính là sự định hướng của vectơ điện
trường so với bề mặt trái đất.

Nếu phân cực giữ ngun khơng thay đổi, ta có phân cực tuyến tính
(phân cực thẳng) gồm :
+ Phân cực ngang (điện trường di chuyển song song với bề mặt trái
đất).
+ Phân cực đứng (điện trường chuyển động vng góc với mặt đất).
24