儀表著陸系統原理演示文稿

儀表著陸系統原理演示文稿當前第1頁\共有64頁\編于星期二\1點儀表著陸系統原理當前第2頁\共有64頁\編于星期二\1點●儀表著陸系統的作用

儀表著陸系統向正在進行著陸過程中的航空器提供著陸引導信息，包括航向道信息，下滑道信息和距離信息。

航向道信息，對準跑道中心線

下滑道信息，沿3度角下降

距離信息，告知到跑道入口的距離儀表著陸系統工作的基本原理航向臺和下滑臺的基本工作原理是對90Hz和150Hz調制信號的DDM（調制度差）值進行測量。機載設備通過接收這些調制信號來檢測正確的進近航道和下滑道。DDM基本原理圖如下：

當前第3頁\共有64頁\編于星期二\1點GSLOCDDM=090Hz90Hz150Hz150HzRunwayRunwaythresholdFigure1-1.DDMprinciple當前第4頁\共有64頁\編于星期二\1點★Foroppositedirection(optional)★★+DMEantenna(optional)?／2=HalfcoursewidthIMisnotshown

=FFM-Antenna(optional)OMMMFFMGS-antenna★★GS-shelter+DME(optional)?／2ControlandmonitoringofallILSsubsystemsfromthetowerRCMSMODEM7200米1050米RunwaythresholdTouchdownCa.250米LOC-antennaLOC-shelterFFM★DCa.150米RunwayFigure1-2.ArrangementofILSsubsystemsRWYcentreLine

Approachpath示意圖當前第5頁\共有64頁\編于星期二\1點當前第6頁\共有64頁\編于星期二\1點儀表著陸系統類別儀表著陸系統的類別：

Ⅰ類儀表著陸系統，在能見度為800米時，保障航空器到距地面60米的高度

Ⅱ類儀表著陸系統，在能見度為400米時，保障航空器到距地面30米的高度，即到跑道入口

Ⅲ類儀表著陸系統，在能見度為0米時，保障航空器到跑道的地面。當前第7頁\共有64頁\編于星期二\1點機場類別和系統類別的區(qū)別機場運行類別和儀表著陸系統的類別機場運行達到Ⅱ類，相應的儀表著陸系統必須達到Ⅱ類標準。儀表著陸系統達到Ⅱ類標準，還需其他設施或項目(如:燈光；圍界；運行程序等)達到Ⅱ類標準，機場才能達到Ⅱ類運行標準，這是系統工程。當前第8頁\共有64頁\編于星期二\1點系統現狀我國現有儀表著陸系統的情況

現有儀表著陸系統100套，在80個機場。

Ⅱ類儀表著陸系統3套，首都機場，虹橋機場，白云機場

Ⅲ類儀表著陸系統1套，上海浦東機場。其他均為Ⅰ類儀表著陸系統呼和白塔機場目前為Ⅰ類儀表著陸系統當前第9頁\共有64頁\編于星期二\1點ILS設備種類的詳細劃分見下表

種類無精密進近引導Ⅰ類Ⅱ類ⅢAⅢBⅢC決斷高度300米60米30米15米00跑道視距5000米800米400米200米50米0對于Ⅰ類設備，能夠提供的引導信息最低為30米，Ⅱ類的最低能力為15米，對于Ⅲ類設備最低為跑道面上注意：所說的最低，是設備能夠達到的最低高度，按照我們的話講，是最大能力。當前第10頁\共有64頁\編于星期二\1點ILS基本工作原理國際民航組織標準：比幅制工作原理：比較兩個音頻信號的調制度，90赫和150赫在航道上，90赫和150赫的調制度相等，他們之間的調制度差為0。偏離航道，出現調制度差，偏離越多，調制度差越大當前第11頁\共有64頁\編于星期二\1點當面對航向天線或下滑天線時對于航向：航道右側M150

>M90

航道左側M90

>M150

對于下滑：下滑道上方

M90

>M150

下滑道下方M150

>M90在航道或下滑道上，M90

=M150當前第12頁\共有64頁\編于星期二\1點運用矢量概念當前第13頁\共有64頁\編于星期二\1點航空器在跑道中心線右側航空器在跑道中心線左側航空器在跑道中心線和下滑道上航向信標航向信標臺下滑信標臺當前第14頁\共有64頁\編于星期二\1點航空器在下滑道下方航空器在下滑道上航空器在下滑道上方下滑信標臺航向信標臺下滑信標當前第15頁\共有64頁\編于星期二\1點發(fā)射信號發(fā)射的信號：CSB和SBOCSB信號：載波加邊帶波，調制信號為90+150赫，發(fā)射機調制SBO信號：純邊帶波，載波抑制。調制包絡為90–150赫，空間調制調制度差是所有CSB和SBO信號的90赫和150赫分量的疊加或相減當前第16頁\共有64頁\編于星期二\1點

CSB1509090+15090+150

波形圖CSB射頻信號CSB信號頻譜當前第17頁\共有64頁\編于星期二\1點SBO90－150

波形圖SBO射頻信號SBO信號頻譜1509090－150當前第18頁\共有64頁\編于星期二\1點發(fā)射場型CSB和SBO信號場型

航向信標M150Hz>M90HzM150Hz<M90Hz當前第19頁\共有64頁\編于星期二\1點發(fā)射場型M150Hz<M90HzM150Hz〉M90Hz下滑信標CSB和SBO信號場型當前第20頁\共有64頁\編于星期二\1點航向(Localizer)航向產生的射頻信號頻率范圍為108-112MHz，其中小數點后為奇數的頻段由航向使用，小數點后為偶數的頻段留給全向信標使用。一個航向臺和一個航向臺的頻率間隔為50KHz，可用頻點為40個。需要注意的是航向臺的頻率確定后，下滑臺的頻率也就隨之確定了。呼和浩特機場08號108.9兆，26號109.5兆。在±10度扇區(qū)范圍內，覆蓋距離大于25海里?！?5度扇區(qū)覆蓋大于17海里。當前第21頁\共有64頁\編于星期二\1點航向產生的射頻信號經90Hz和150Hz調制信號調幅后產生一個非常重要的參數DDM值。面向航向天線左邊90Hz占優(yōu)，右邊150Hz占優(yōu)，跑道中心線DDM值為0。90Hz和150Hz調制信號哪一個占優(yōu)是由其調幅度決定的。在跑道中心線距跑道入口端左右各107米范圍內，DDM值呈線性變化。左107米DDM值為-15.5%,右107米DDM值為+15.5%(機載接收機顯示150微安）。當前第22頁\共有64頁\編于星期二\1點Figure1-3.LoccharacteristicvaluesDDM=+15.5%m150Hz>m90HzDDM=0m150Hz=m90HzDDM=-15.5%m90Hz>m150HzThreshold

航向天線107m107mDDM≧18%DDM≧18%DDM≧15.5%DDM≧15.5%±35°±10°OffCourseClearance當前第23頁\共有64頁\編于星期二\1點航向臺，提供覆蓋跑道及跑道延長線的水平方向上的引導信號，這個信號是合成的，分別由兩個輻射場（90/150）共同完成。航道：在跑道中心線和跑道延長線上，一定范圍內150Hz和90Hz調制的幅度是一樣的（調制度相等）這個范圍稱為“航道”。當飛機處于航道的左側時，也就是90Hz占優(yōu)勢的輻射場內，會得到“向右”的指示。當飛機處于航道的右側時，也就是150Hz占優(yōu)勢的輻射場內，會得到“向左”的指示。DDM：90Hz和150Hz調制信號的調制度差。SDM：90Hz和150Hz調制信號的調制度和。位移靈敏度（DS）：半航道扇區(qū)內的DS應為0.00145DDM/m，DS應在±17%的可調整范圍之內。當前第24頁\共有64頁\編于星期二\1點航向天線系統航向信標的天線單元對數周期天線，前后比28分貝航向信標的天線陣寬孔徑航向信標，天線單元數量少，輻射波瓣寬，易受跑道兩側障礙影響。窄孔徑航向信標，天線單元數量多，輻射波瓣窄，不易受跑道兩側障礙影響。當前第25頁\共有64頁\編于星期二\1點天線波瓣當前第26頁\共有64頁\編于星期二\1點雙頻航向信標雙頻制航向信標余隙發(fā)射機和航道發(fā)射機的頻率有偏差余隙發(fā)射機產生天線場余隙信號余隙信號的反射信號，對航道信號的影響減小，航道穩(wěn)定。不同的航向信標對場地要求、投資、保障的類別都不同，要因地制宜的采用當前第27頁\共有64頁\編于星期二\1點航向信標射頻振蕩90/150產生調制/放大射頻分配SBO航向天線陣90＋15090-150108－112兆赫CSB當前第28頁\共有64頁\編于星期二\1點航向信標性能要求覆蓋

±10度扇區(qū)內：46公里

±10度到±35度兩側扇區(qū)內：31公里頻率穩(wěn)定度±0.005%航向準確度在基準數據點，平均航道偏離跑道中心線的允許位移量：Ⅰ類，±10.5米，Ⅱ類，±7.5米。當前第29頁\共有64頁\編于星期二\1點航道位移靈敏度對于Ⅰ類和Ⅱ類儀表著陸系統在基準數據點的位移靈敏度0.00145DDM/米。在基準數據點左右105米處，航道位移量應該是0.155DDM，應在±17%的可調范圍內。從航道到航道兩側DDM為0.18的范圍內，角位移和DDM的增加成線性關系。從這個角度之后到±10度，DDM不能小于0.18。

±10度到±35度，DDM不能小于0.155。當前第30頁\共有64頁\編于星期二\1點航道結構航道彎曲不能超過以下要求：

Ⅰ類覆蓋區(qū)邊緣到A點：0.031DDM。

A點到B點:

從0.031DDM線性下降到0.015DDM

B點到C點:0.015DDM

Ⅱ類覆蓋區(qū)邊緣到A點：0.031DDM

A點到B點:從0.031DDM線性下降到0.005DDMB點到基準數據點:Ⅱ類,0.005DDM

當前第31頁\共有64頁\編于星期二\1點識別信號音頻1020赫±

50赫

ACB基準數據點30μA5μA15μA航道結構示意圖實際航向道線跑道中心延長線Ⅰ類容限航向信標性能要求當前第32頁\共有64頁\編于星期二\1點航向天線系統航向天線：對數周期天線對數周期天線的性能總結天線的波段特性很寬頻率改變時，輻射區(qū)位置發(fā)生變化，但電尺寸不變電尺寸不變，天線的方向性、阻抗特性保持不變。如果增加天線的波段覆蓋，會對增益造成一定的降低。當前第33頁\共有64頁\編于星期二\1點●航向對數周期天線分6單元、12單元、24單元，呼和采用12單元天線陣。天線上的每一個天線陣輸入信號的幅度相位是不一樣的，具體分配單元完成，由監(jiān)視單元取樣反饋到監(jiān)控器?！窈艉秃铺貦C場采用12單元天線陣

當前第34頁\共有64頁\編于星期二\1點儀表著陸系統的航向天線陣當前第35頁\共有64頁\編于星期二\1點當前第36頁\共有64頁\編于星期二\1點當前第37頁\共有64頁\編于星期二\1點當前第38頁\共有64頁\編于星期二\1點當前第39頁\共有64頁\編于星期二\1點下滑（GS）下滑產生的射頻信號頻率范圍為328MHz到336MHz，頻率間隔為150KHz，有40個可用頻率點。在±8°扇區(qū)范圍內覆蓋達到10海里下滑產生的射頻信號經90Hz和150Hz調制信號調幅后產生一個非常重要的參數DDM值。飛機是通過DDM值來確定下滑道的。下滑道上方90Hz占優(yōu)DDM值為負值，下方150Hz占優(yōu)DDM值為正值。DDM值在±0.24?扇區(qū)內是線性變化的。?為下滑角，?=3°以單頻為例，GScharacteristicvalues原理圖如下：當前第40頁\共有64頁\編于星期二\1點A1A2DDM-17.5%m90Hz>m150HzDDM+17.5%m150Hz>m90HzDDM0m90Hz=m150Hz15米0.24?0.24??actualDDM=OcurveDRunwaythresholdGS1F-antenna

Figure1-4GScharacteristicvalues當前第41頁\共有64頁\編于星期二\1點當前第42頁\共有64頁\編于星期二\1點下滑天線系統零基準天線由2副天線組成（上下天線）上天線是下天線的高度的2倍。

SBO→上天線、CSB→下天線優(yōu)點：設備簡單缺點：對場地要求較為嚴格，保護區(qū)外400米范圍內不能有山、丘陵、樹林等。

當前第43頁\共有64頁\編于星期二\1點邊帶基準天線天線高度比零基準天線低，由2副天線（上下天線）組成，上天線高度是下天線高度的3倍。適用于前方為陡下坡的地形。

SBO→上天線，CSB+SBO→下天線優(yōu)點：對場地平整度要求低缺點：天線高度低對反射面變化敏感。當前第44頁\共有64頁\編于星期二\1點M陣天線系統由上中下三幅天線組成，上中下天線等間隔。適用于前方是高地的地形。

SBO→上天線

CSB+SBO→中天線

CSB+SBO→下天線優(yōu)點：覆蓋滿意，對場地要求較低缺點：設備較復雜當前第45頁\共有64頁\編于星期二\1點改進型M陣列天線系統如果條件限制，使的反射區(qū)面積小，那就要選擇該天線系統。由上中下三幅天線組成，三幅天線等間隔。

SBO→上天線

CSB+SBO→中天線

CSB+SBO→下天線當前第46頁\共有64頁\編于星期二\1點關于下滑角的一些說明?一般取3°理論：2.64°～3.36°內認為是線性變化的國際規(guī)定：2.775°～3.225°內實際中：2.96°～3.04°內飛行校驗中：2.99°～3.02°內當前第47頁\共有64頁\編于星期二\1點下滑信標制式不同制式的下滑信標零基準下滑信標，場地的要求嚴邊帶基準下滑信標，用于特殊的場地撲獲效應下滑信標是雙頻制，降低地面障礙物反射的影響，用于復雜地形不同的下滑信標對場地要求、投資、保障的類別都不同，要因地制宜的采用當前第48頁\共有64頁\編于星期二\1點下滑信標的波瓣零基準下滑信標捕獲效應下滑信標余隙航道當前第49頁\共有64頁\編于星期二\1點下滑信標射頻振蕩90/150產生調制/放大射頻分配CSBSBO90＋15090-150328－335兆赫下天線上天線中天線撲獲效應下滑信標天線陣當前第50頁\共有64頁\編于星期二\1點下滑信標性能要求

下滑道結構

Ⅰ類設備覆蓋區(qū)邊緣到C點：0.035DDM。

Ⅱ類設備覆蓋區(qū)邊緣到A點：0.035DDM。

A點到B點：從0.035DDM線性下降到0.023DDMB點到基準數據點：0.023DDM當前第51頁\共有64頁\編于星期二\1點ACB基準數據點30μA20μA下滑道結構示意圖3度下滑道線實際下滑道線Ⅰ類容限Ⅱ類容限當前第52頁\共有64頁\編于星期二\1點當前第53頁\共有64頁\編于星期二\1點當前第54頁\共有64頁\編于星期二\1點下滑信標的天線系統和機柜當前第55頁\共有64頁\編于星期二\1點維護人員在維護天線系統右圖：維護航向天線下圖：維護下滑天線當前第56頁\共有64頁\編于星期二\1點名詞術語當前第57頁\共有64頁\編于星期二\1點角位移靈敏度調制度差與偏離適當基準線的相應角位移的比率。反向航道扇區(qū)位于航向信標臺與跑道所在反向相反方向上的航道扇區(qū)。航道線在任何水平面內最靠近跑道中心線的調制度差為零的點軌跡。當前第58頁\共有64頁\編于星期二\1點航道扇區(qū)在包含航道線的水平面內，最靠近航道線的調制度差為0.155的各點軌跡所限制的扇區(qū)。調制度差較大信號的調制度百分比減去較小信號的調制度百分比，再除以100。位移靈敏度（航向）