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LeVOR (abréviation deVHF omnidirectional range) ouradiophare omnidirectionnel VHF[1] est unsystème de positionnement radioélectrique utilisé ennavigation aérienne et fonctionnant avec les fréquencesVHF (ou UHF pour les militaires).
Un récepteur VOR permet de déterminer unrelèvement magnétique par rapport à une station au sol (balise émetteur VOR dont la position est connue), et donc leradial sur lequel le récepteur (donc l'avion) est situé, à savoir,son QDR. Par déduction, il permet de suivre n'importe quelle route passant par la station (en rapprochement ou en éloignement de celle-ci), ou même de déterminer la position exacte de l'avion en utilisant deux balises VOR (intersection de radiaux) ou unDME (intersection d'un radial et d'un arc DME).
La route magnétique est l'angle orienté du Nord magnétique vers la trajectoire que suit l'avion. Par exemple, la route d'un avion se déplaçant vers l'est est égale à 90°.
La station au sol utilise la gamme defréquences VHF de 108 à 117,95 MHz.
Plus intéressant que leradiocompas, le VOR est moins soumis aux perturbations extérieures, telles que celle de l'ionosphère ou encore celles desnuages.
Sa portée radioélectrique est évaluée souvent en aviation grâce à la formule
ou
Les balises VOR émettent avec une puissance de 100 W PAR sur la bande 108,00 à 117,95 MHz avec un pas de 50 kHz[2],[3] :
Exemples : 108,20 MHz - 108,25 MHz - .108,45 (VOR en route ABB)... 109,00 (VOR d'approche LEQ) ... - 111,80 MHz - 111,85 MHz ;
Exemples : 108,10 MHz - 108,15 MHz - 108,30 MHz - ... - 111,90 MHz - 111,95 MHz ;
Il y a donc 158 canaux pour le système VOR et 40 canaux pour le système ILS.
De plus, deux technologies de VOR existent pour l'émission (qui émettent évidemment des signaux identiques du point de vue du récepteur) :
Dans le monde, environ 90 % des stations VOR sont couplées à une stationDME (Distance Measuring Equipment) permettant ainsi à l'avion de connaître aussi la distance directe qui le sépare du VOR-DME. Aux USA, le couplage VOR DME est systématique ; en France, beaucoup moins.
On assiste, en France, dans les années 2020 et suivantes, à la mise hors service de nombreux VORs : OL, AMB, PTV, BSN et bien d'autres.
Pour réduire l'influence du sol sur le diagramme de rayonnement, la station VOR émet en polarisation horizontale.
La réception d'une seule station permet d'obtenir lerelèvement de la balise. qui permet d'accéder à la valeur du QDR (angle à la balise entre le nord magnétique et l'avion).
Le signal émis appartient à labande de fréquences 108 et 118 MHz. La porteuse estmodulée en amplitude (30 %) par une sous-porteuse à 9 960 Hz elle-mêmemodulée en fréquence par un signal de 30 Hz. L'ensemble du signal obtenu estmodulé en amplitude (30 %) par un autre signal de 30 Hz.
Le fait d'avoir choisi la même fréquence de 30 Hz permet de faire une comparaison de phase entre les deux signaux informatifs. Cette phase est l'image directe durelèvement de la balise. Elle peut évoluer de0° à360°. Pour ce faire, on emploie l'un des signaux commeréférence. Celui-ci est émis de manière omnidirectionnelle. Le second est quant à lui ditvariable car il est émis de manière directionnelle, tournant avec une vitesse de rotation de 30 t/s. Les modulations et la rotation du diagramme sont ajustées de sorte que le déphasage et donc lerelèvement soit nul pour un avion situé dans le nord magnétique de la station.
Les 4 exemples de la figure ci-dessus, indiquent les déphasages dans les quatre directions : N, E, S et W.
À cela s'ajoute une modulation d'amplitude (≤ 10 %) pour l'identification de la station (code morse), et éventuellement une modulation pour de la phonie (≤ 30 %). Ces deux modulations sont émises de manière omnidirectionnelle. Elles permettent au pilote de vérifier l'identité de la balise sélectionnée et son bon fonctionnement.
Le VOR/C utilise un aérien constitué d'au moins deux groupes d'éléments rayonnants. L'un d'eux permet une émission omnidirectionnelle, c'est celui-ci qui diffuse l'information de référence. À l'inverse, l'autre groupe d'éléments permet un rayonnement directionnel. Son diagramme "tourne" à 30 t/s. C'est ce second groupe qui sert à transmettre l'information variable.
Pour réaliser la rotation du diagramme variable, il y a deux solutions : une rotation mécanique ou une composition de 2diagrammes d'antennes complémentaires avec une modulation électronique.
La version mécanique consiste à faire tourner une antenne dipôle demie onde à 30 t/s avec une alimentation de porteuse pure. Mais cela pose des problèmes d'usure des roulements et des connexions HF.
Les versions récentes de VOR exploitent donc la solution statique, dans laquelle la rotation est obtenue parmodulation d'amplitude en quadrature.
Il utilise l'effet Doppler. Son principe est l'inverse du VOR/C. Sur un VOR/D, le signal omnidirectionnel est modulé en AM et le signal directionnel en FM. L'information de phase "tourne" à l'envers pour que le signal soit identique vu d'un récepteur embarqué.
S'il est plus compliqué et plus cher à l'installation, Le VOR/D apporte néanmoins l'avantage d'une moindre sensibilité aux multi-trajets engendrés par les réflexions sur des obstacles. La structure des radiales est plus robuste.
Le VOR/D utilise une antenne centrale entourée par des antennes périphériques (généralement 48) disposées sur un cercle de 6,75 m de rayon.
Sans rotation, la combinaison de ces trois signaux donne au loin une porteuse modulée en amplitude à 30 Hz et à 9960 Hz.
Le fait de faire tourner les antennes qui émettent les bandes latérales autour de l'antenne centrale crée une variation de phase VHF. l'indice de modulation est proportionnel au rayon de l'antenne. Avec R = 6,75 m, on obtient unindice de modulation de 16 en milieu de bande VHF. La fréquence de rotation des antennes latérales est de 30 tr/s, générant ainsi la modulation de fréquence du 9960 Hz. Une rotation réelle impliquerait une vitesse périphérique d'environ4 500 km/h, c'est pourquoi on procède par commutation électronique d'une successions d'antennes. Le nombre d'antennes est choisi de sorte à limiter les effets du repliement du spectre (limitation deShannon). Le séquencement de la commutation et la forme du courant d'alimentation des antennes périphériques sont choisis pour limiter occupation spectrale, saut de phase et modulation parasite.
Finalement :
Le QDR trouvé par le VOR peut être indiqué au pilote de diverses façons.
Sur les autres projets Wikimedia :
, surwww.lavionnaire.fr(consulté le), surwww.accrodavion.be(consulté le)
