当前，没有那么多的通信标准，一方面，它们令人好奇和有趣，另一方面，它们的描述不占用500页的PDF格式。其中一种易于解码的是空中导航中使用的VHF全向无线电信标（VOR）信号。
VOR信标（c）wikimedia.org
首先，给读者一个问题-如何生成信号，以便使用全向接收天线可以确定方向？答案是削减。
一般信息
的甚高频全向范围（VOR）系统已被用于自上世纪50年代航空导航，并且由在VHF频率范围108-117 MHz工作相对短程无线电信标（100-200公里）。现在，在千兆赫兹时代，相对于这种频率的极高频率这个名字听起来很可笑，本身就说明了该标准的时代，但是顺便说一下，NDB信标仍然可以工作，工作在400-900 kHz的中波范围内。
在飞机上放置定向天线非常不便，因此出现了如何在信号本身中编码有关信标方向的信息的问题。 “按手指”的原理可以解释如下。假设我们有一个普通的信标，它发出一束狭窄的绿光，其灯每分钟旋转一次。显然，每隔一分钟我们会看到一道闪光，但是这样的闪光并没有传递太多信息。让我们向信标添加第二个非定向当灯塔光束“通过”北向时，红色指示灯闪烁。因为耀斑的周期和信标的坐标是已知的，计算红色和绿色闪烁之间的延迟，您可以找到北方的方位角。这很简单。仍然可以这样做，但是要借助收音机。这可以通过更改相位来解决。为了传输，使用了两个信号：第一个信号的相位是恒定的（参考），第二个信号的相位（可变）根据辐射方向以复杂的方式变化-每个角度都有自己的相移。因此，每个接收机将接收其“自身”相移与信标方位角成比例的信号。 “空间调制”技术是使用特殊的天线（Alford Loop，请参阅KDPV）和特殊而巧妙的调制来执行的。实际上，这就是本文的主题。
假设我们有一个常规的传统信标，该信标自50年代以来一直在使用，并以传统的AM莫尔斯码调制方式发送信号。大概从前，导航员实际上戴着耳机收听了这些信号，并在地图上用标尺和指南针标记了方向。我们希望向信号中添加新功能，但不要破坏与旧功能的兼容性。这个主题很熟悉，没什么新东西......它做了如下-将30 Hz的低频音调添加到AM信号（用作信号的参考相位），并将高频分量通过以9.96 KHz的频率进行调频编码，然后发送可变相位信号。通过选择两个信号并比较相位，我们获得了从0到360度的所需角度，即所需的方位角。其中，所有这些都不会以“通常的方式”伤害信标，并且仍然与旧的AM接收机兼容。
让我们从理论转向实践。让我们启动SDR接收器，选择AM调制和12 KHz带宽。VOR频率可以在网上轻松找到。在频谱上，信号看起来像这样：
在这种情况下，信标信号以113.950 MHz的频率发送。在中心有一条易于识别的振幅调制线和摩尔斯电码（.-…表示AMS，阿姆斯特丹，史基浦机场）信号。在距载波9.6 kHz的距离附近，可以看到两个峰值，传输第二个信号。
让我们用WAV记录信号（不是MP3，有损压缩会“杀死”整个信号结构）并在GNU Radio中将其打开。
解码
步骤1。让我们用记录的信号打开文件，并对其应用低通滤波器以获取第一个参考信号。图中显示了GNU Radio图。
结果：30 Hz的低频信号。
步骤2：解码可变相位信号。如上所述，它位于9.96 KHz的频率上，我们需要将其转换为零频率并将其馈送到FM解调器。
GNU Radio Graph：
就是这样，问题已解决。我们看到两个信号，它们的相位差表示从接收器到VOR的角度：
该信号有很大的噪声，并且可能需要额外的滤波才能最终计算出相位差，但是原理很明确。对于那些忘记了如何确定相位差的人，请参考Aviation.stackexchange.com：
幸运的是，您不必手动完成所有操作：有一个现成的Python项目，可以解码来自WAV文件的VOR信号。实际上，研究它启发了我学习这个主题。
有兴趣的人可以在控制台中运行该程序，并从已记录的文件中获得以度为单位的现成角度：
航空迷们甚至可以使自己成为RTL-SDR和Raspberry Pi的便携式接收器。顺便说一下，在“真实”飞机上，该指示器看起来像这样：
图片© www.aopa.org
结论
分析“来自上个世纪”的此类信号无疑很有趣。首先，它们是非常简单的现代DRM，甚至是GSM，甚至更多，您将无法在手指上进行这样的解码。它们可以接收，没有密钥，也没有加密。其次，将来它们有可能成为历史，并会被卫星导航和更现代的数字系统所取代。第三，对这些标准的研究使您可以找到有趣的技术和历史细节，以了解在上世纪不同的电路和元件基础上如何解决问题。因此，建议接收机的所有者在仍在工作时接收此类信号。
和往常一样，祝大家好运。