儀表著陸系統(tǒng)課件

本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)①理解儀表著陸系統(tǒng)的基本工作原理；②理解航向信標(biāo)系統(tǒng)的工作原理③理解下滑信標(biāo)系統(tǒng)的工作原理④理解指點(diǎn)信標(biāo)系的工作原理課時(shí)分配4學(xué)時(shí)第十二章儀表著陸系統(tǒng)本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)第十二章儀表著陸系統(tǒng)本章主要內(nèi)容第一節(jié)儀表著陸系統(tǒng)的基本工作原理

；第二節(jié)航向信標(biāo)系統(tǒng)；第三節(jié)下滑信標(biāo)系統(tǒng);第四節(jié)指點(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng)；本章主要內(nèi)容一、功用

儀表著陸系統(tǒng)(ILS)提供的引導(dǎo)信號(hào)，由駕駛艙指示儀表顯示。駕駛員根據(jù)儀表的指示操縱飛機(jī)或使用自動(dòng)駕駛儀“跟蹤”儀表的指示，使飛機(jī)沿著跑道中心線的垂直面和規(guī)定的下滑角，從450m的高空引導(dǎo)到跑道入口的水平面以上的一定高度上，然后再由駕駛員看著跑道操縱飛機(jī)目視著陸。因此，ILS系統(tǒng)只能引導(dǎo)飛機(jī)到達(dá)看見(jiàn)跑道的最低允許高度(叫決斷高度)上，它是一種不能獨(dú)立地引導(dǎo)飛機(jī)至接地點(diǎn)的儀表低高度進(jìn)場(chǎng)系統(tǒng)。第一節(jié)儀表著陸系統(tǒng)的基本工作原理

一、功用儀表著陸系統(tǒng)(ILS)提供的一、著陸標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)

國(guó)際民航組織根據(jù)在不同氣象條件下的著陸能力，規(guī)定了三類(lèi)著陸標(biāo)準(zhǔn)，使用跑道視距(RVR)和決斷高度(DH)兩個(gè)量來(lái)表示。其規(guī)定如下表所示。類(lèi)別跑道視距（RVR）決斷高度（DH）ⅠⅡⅢaⅢbⅢc800m(2600ft)400m(1200ft)200m(700ft)50m(150ft)060m(200ft)30m(100ft)一、著陸標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)國(guó)際民航組織根據(jù)在不同氣象條件下的

決斷高度(DH):是指駕駛員對(duì)飛機(jī)著陸或復(fù)飛作出判斷的最低高度。在決斷高度上，駕駛員必須看見(jiàn)跑道才能著陸，否則應(yīng)放棄著陸，進(jìn)行復(fù)飛。決斷高度在中指點(diǎn)信標(biāo)(I類(lèi)著陸)或內(nèi)指點(diǎn)信標(biāo)(II類(lèi)著陸)上空，由低高度無(wú)線電高度表測(cè)量。跑道視距(RVR):又叫跑道能見(jiàn)度。它是指在跑道表面的水平方向上能在天空背景上看見(jiàn)物體的最大距離(白天)。跑道視距使用大氣透射計(jì)來(lái)測(cè)量。決斷高度(DH):是指駕駛員對(duì)飛機(jī)著陸或復(fù)飛作出判斷的最低ILS系統(tǒng)設(shè)施的性能類(lèi)別能達(dá)到的運(yùn)用目標(biāo)如下：I類(lèi)設(shè)施的運(yùn)用性能：在跑道視距不小于800m的條件下，以高的進(jìn)場(chǎng)成功概率，能將飛機(jī)引導(dǎo)至60m的決斷高度。II類(lèi)設(shè)施的運(yùn)用性能：在跑道視距不小于400m的條件下，以高的進(jìn)場(chǎng)成功概率，能將飛機(jī)引導(dǎo)至30m的決斷高度。Ⅲa類(lèi)設(shè)施的運(yùn)用性能：沒(méi)有決斷高度限制，在跑道視距不小于200m的條件下，著陸的最后階段憑外界目視參考，引導(dǎo)飛機(jī)至跑道表面。因此叫“看著著陸”(seetoland)。Ⅲb類(lèi)設(shè)施的運(yùn)用性能：沒(méi)有決斷高度限制和不依賴外界目視參考，一直運(yùn)用到跑道表面，接著在跑道視距50m的條件下，憑外界目視參考滑行，因此叫“看著滑行”(seetotaxi)。Ⅲc類(lèi)設(shè)施的運(yùn)用性能：無(wú)決斷高度限制，不依靠外界目視參考，能沿著跑道表面著陸和滑行。ILS系統(tǒng)設(shè)施的性能類(lèi)別能達(dá)到的運(yùn)用目標(biāo)如下：三、儀表著陸系統(tǒng)的組成

ILS系統(tǒng)包括三個(gè)分系統(tǒng)：提供橫向引導(dǎo)的航向信標(biāo)(localizer)、提供垂直引導(dǎo)的下滑信標(biāo)(glideslope)和提供距離引導(dǎo)的指點(diǎn)信標(biāo)(markerbeacon)。每一個(gè)分系統(tǒng)又由地面發(fā)射設(shè)備和機(jī)載設(shè)備所組成。地面臺(tái)在機(jī)場(chǎng)的配置情況如下圖所示。內(nèi)指點(diǎn)信標(biāo)僅在II類(lèi)著陸標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)場(chǎng)安裝。三、儀表著陸系統(tǒng)的組成航向信標(biāo)：航向信標(biāo)天線產(chǎn)生的輻射場(chǎng)，在通過(guò)跑道中心延長(zhǎng)線的垂直平面內(nèi)，形成航向面或叫航向道。如下圖所示，用來(lái)提供飛機(jī)偏離航向道的橫向引導(dǎo)信號(hào)。

下滑信標(biāo)：下滑信標(biāo)臺(tái)天線產(chǎn)生的輻射場(chǎng)形成下滑面(見(jiàn)下圖)，下滑面和跑道水平平面的夾角，根據(jù)機(jī)場(chǎng)的凈空條件，可在之間選擇。航向信標(biāo)：航向信標(biāo)天線產(chǎn)生的輻射場(chǎng)，在通過(guò)跑道中心延長(zhǎng)線的垂指點(diǎn)信標(biāo)：指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)為2個(gè)或3個(gè)，裝在順著著陸方向的跑道中心延長(zhǎng)線的規(guī)定距離上，分別叫內(nèi)、中、外指點(diǎn)信標(biāo)(見(jiàn)下圖1)。每個(gè)指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)發(fā)射垂直向上的扇形波束。只有在飛機(jī)飛越指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)上空的不大范圍時(shí)，機(jī)載接收機(jī)才能收到發(fā)射信號(hào)。由于各指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)發(fā)射信號(hào)的調(diào)制頻率和識(shí)別碼不同，機(jī)載接收機(jī)就分別使駕駛艙儀表板上不同顏色的識(shí)別燈亮，同時(shí)駕駛員耳機(jī)中也可以聽(tīng)到不同音調(diào)的頻率和識(shí)別碼。駕駛員就可以判斷飛機(jī)在那個(gè)信標(biāo)臺(tái)的上空，即知道飛機(jī)離跑道頭的距離。圖2表示飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)的示意圖。航向信標(biāo)和下滑信標(biāo)發(fā)射信號(hào)組合的結(jié)果，在空間形成一個(gè)矩形延長(zhǎng)的角錐形進(jìn)場(chǎng)航道。其中航向道寬度為40，下滑道寬度為1.40(指示器滿刻度偏轉(zhuǎn)的角度)。圖1圖2指點(diǎn)信標(biāo)：指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)為2個(gè)或3個(gè)，裝在順著著陸方向的跑道中心四、儀表著陸系統(tǒng)的工作頻率航向信標(biāo)：工作頻率為108.10—111.95MHz。其中航向信標(biāo)僅用1/10MHz的奇數(shù)頻率和再加50kHz的頻率，共有40個(gè)波道。下滑信標(biāo)：工作頻率為329.15—335MHz的UHF波段，頻率間隔150kHz，共有40個(gè)波道。指點(diǎn)信標(biāo)：工作頻率為75MHz(固定)。航向信標(biāo)和下滑信標(biāo)工作頻率是配對(duì)工作的。機(jī)上的航向接收機(jī)和下滑接收機(jī)是統(tǒng)調(diào)的，控制盒上只選擇和顯示航向頻率，下滑頻率自動(dòng)配對(duì)調(diào)諧。航向信標(biāo)和下滑信標(biāo)頻率配對(duì)關(guān)系見(jiàn)下表。航向信標(biāo)(MHZ)下滑信標(biāo)(MHZ)航向信標(biāo)(MHZ)下滑信標(biāo)(MHZ)108.10334.70110.10334.40108.15334.55110.15334.25............109.90333.80111.90331.10109.95333.65111.95330.95四、儀表著陸系統(tǒng)的工作頻率航向信標(biāo)(MHZ)下滑信標(biāo)(MHZ一、航向信標(biāo)發(fā)射信號(hào)組成：航向信標(biāo)天線安裝在順著著陸方向跑道遠(yuǎn)端以外300—400m的跑道中心線延長(zhǎng)線上。下圖（一）為航向信標(biāo)發(fā)射機(jī)的示意圖。工作原理：下面以等強(qiáng)信號(hào)型航向信標(biāo)為例來(lái)說(shuō)明它的工作原理。VHF振蕩器產(chǎn)生108.10—111.95MHz頻段中的任意一個(gè)航向信標(biāo)頻率，分別加到兩個(gè)調(diào)制器。一個(gè)載波用90Hz調(diào)幅，另一個(gè)用150Hz調(diào)幅。兩個(gè)通道的調(diào)幅度相同（20±1%)。調(diào)制后的信號(hào)通過(guò)兩個(gè)水平極化的天線陣發(fā)射，在空間產(chǎn)生兩個(gè)朝著著陸方向、有一邊相重疊的相同形狀的定向波束，左波束用90Hz正弦波調(diào)幅，右波束用150Hz正弦波調(diào)幅。如圖(二)所示。兩個(gè)波束組合的航道寬度約為40，發(fā)射功率約100W。圖(一)圖(二)第二節(jié)航向信標(biāo)系統(tǒng)

一、航向信標(biāo)發(fā)射信號(hào)圖(一)圖(二)第二節(jié)航向信標(biāo)系統(tǒng)

二、調(diào)制深度差和偏離指示的關(guān)系

ILS輻射場(chǎng)是一個(gè)由兩個(gè)音頻(90Hz和150Hz)調(diào)制的載波。調(diào)制途徑有兩種：發(fā)射機(jī)調(diào)制和空間調(diào)制。發(fā)射機(jī)調(diào)制是在發(fā)射機(jī)內(nèi)形成的，對(duì)航向信標(biāo)來(lái)說(shuō)，兩個(gè)頻率的調(diào)幅度各為20%(±10%)。空間調(diào)制是由兩個(gè)天線輻射信號(hào)在空間的合成。對(duì)等強(qiáng)信號(hào)型航向信標(biāo)來(lái)說(shuō)，空間調(diào)制度取決于天線輻射的方向圖。調(diào)制深度差DDM：在空間的某一點(diǎn)，90Hz和150Hz調(diào)制度等于發(fā)射機(jī)調(diào)制和空間調(diào)制度的合成。兩個(gè)信號(hào)調(diào)制度的差值除以100，定義為調(diào)制深度差DDM。機(jī)載設(shè)備的航道偏離指示器的指針偏移量是DDM的函數(shù)，而不是調(diào)制度的函數(shù)。

航向信標(biāo)天線發(fā)射信號(hào)的波束形狀必須滿足調(diào)制深度差DDM和位移靈敏度的要求，如下圖所示。

二、調(diào)制深度差和偏離指示的關(guān)系航道扇區(qū)：DDM等于0.155的射線所包含的角度θ，稱(chēng)航道扇區(qū)(如下圖所示)。θ隨著航向信標(biāo)臺(tái)與跑道入口之間的距離不同而變。

標(biāo)準(zhǔn)的航道偏離指示器滿刻度偏轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)于0.155DDM，即飛機(jī)偏離航道中心線20—30。并在ILS基準(zhǔn)數(shù)據(jù)點(diǎn)橫向偏轉(zhuǎn)靈敏度等于0.00145DDM／m。航道扇區(qū)：DDM等于0.155的射線所包含的角度θ，稱(chēng)航道扇三、航向信標(biāo)覆蓋范圍

航向信標(biāo)發(fā)射信號(hào)應(yīng)提供使典型的機(jī)載設(shè)備在覆蓋扇區(qū)內(nèi)滿意工作的信號(hào)電平。航向信標(biāo)覆蓋區(qū)應(yīng)從天線系統(tǒng)的中心算起到下列規(guī)定的立體角范圍內(nèi)，能接收到的場(chǎng)強(qiáng)不低于40μv／m。在方位±10o的覆蓋區(qū)內(nèi)，引導(dǎo)距離不小于25nmile(46.3km)；方位±10o—35o的覆蓋區(qū)內(nèi)，引導(dǎo)距離為17nmile(31.5km)；當(dāng)要求提供方位±35o以外的覆蓋時(shí)，則引導(dǎo)距離為10nmile(18.5km)，如下圖(a)所示。在垂直面內(nèi)的覆蓋范圍，如下圖(b)所示。最低應(yīng)高于跑道入口處的標(biāo)高600m以上，或在中間和最后進(jìn)場(chǎng)區(qū)內(nèi)，高于最高點(diǎn)的標(biāo)高300m以上(以高者為準(zhǔn))；從天線向外延伸并與跑道水平面成夾角的平面內(nèi)，能夠接到滿意發(fā)射信號(hào)。

三、航向信標(biāo)覆蓋范圍四、航向信標(biāo)接收機(jī)

航向信標(biāo)的機(jī)載設(shè)備包括天線、控制盒、接收機(jī)和航道偏離指示器。在大多數(shù)飛機(jī)上，航向信標(biāo)接收機(jī)及航道偏離指示器是與全向信標(biāo)合用的，只是在接收機(jī)檢波器之后的導(dǎo)航音頻處理電路(幅度比較電路)是分開(kāi)的。1．接收機(jī)簡(jiǎn)化方框圖(見(jiàn)下圖)組成：機(jī)上天線接收的地面臺(tái)發(fā)射信號(hào)，送到常規(guī)的單變頻或雙變頻外差式接收機(jī)。由于LOC和VOR接收機(jī)部分是公用的，接收機(jī)接收和處理哪種信號(hào)，決定于控制盒選擇的頻率是LOC頻率還是VOR頻率。當(dāng)選擇LOC頻率時(shí)，接收機(jī)接收LOC臺(tái)的發(fā)射信號(hào)。通過(guò)高頻、中頻和檢波電路，輸出信號(hào)包括90Hz和150Hz導(dǎo)航音頻，1020Hz的臺(tái)識(shí)別碼以及地—空通信話音信號(hào)(300—3000Hz)。這些信號(hào)的分離是由濾波器來(lái)完成的。四、航向信標(biāo)接收機(jī)組成：機(jī)上天線接收的地面臺(tái)發(fā)射信號(hào)，送到常原理：90Hz和150Hz帶通濾波器分開(kāi)90Hz和150Hz信號(hào)，然后分別加至各自的整流器。兩個(gè)整流器的輸出加到航道偏離電路進(jìn)行幅度比較。即兩個(gè)整流器輸出的“差信號(hào)”驅(qū)動(dòng)偏離指示器，而兩個(gè)整流器輸出的“和信號(hào)”驅(qū)動(dòng)警告旗。當(dāng)飛機(jī)對(duì)準(zhǔn)航向道時(shí)，90Hz和150Hz調(diào)制度相等(DDM等于零)，也就是說(shuō)90Hz和150Hz信號(hào)幅度相等，流過(guò)偏離指示器的差電流等于零，偏離指示器指中間零位；如果飛機(jī)偏左，90Hz信號(hào)的調(diào)幅度大于150Hz信號(hào)的調(diào)幅度，整流后的，差電流使指示器的指針向右偏，反之，飛機(jī)偏右，，差電流使指針向左偏。（如下圖所示）。原理：90Hz和150Hz帶通濾波器分開(kāi)90Hz和150Hz

2．航向偏離指示和旗警告電路

下圖是一個(gè)使用LC調(diào)諧濾波器和全波整流器的航向偏離電路(51RV—2B的實(shí)際電路)。原理：經(jīng)激勵(lì)器Q202放大90Hz和150Hz組合音頻加至調(diào)諧濾波器FL20l的初級(jí)繞組，次級(jí)繞組分別調(diào)諧于90Hz和150Hz。兩個(gè)諧振回路用來(lái)分開(kāi)90Hz和150Hz信號(hào)。然后分別加到90Hz和150Hz全波整流器。兩個(gè)整流器輸出電流反向流過(guò)航道偏離指示器CDI(差電流)。當(dāng)飛機(jī)準(zhǔn)確沿航道進(jìn)近時(shí)，90Hz和150Hz電壓幅度相等，流過(guò)指示器的電流大小相等，方向相反，指示器指在中心零位；當(dāng)飛機(jī)偏在航道左邊時(shí)，90Hz信號(hào)幅度大于150Hz信號(hào)幅度，整流器輸出電流CDI指針右偏；反之，如果飛機(jī)偏在航道右邊CDI指針左偏。兩個(gè)整流器輸出電流在R259和R258上產(chǎn)生直流電壓降作為90Hz和150Hz幅度監(jiān)視電壓，加到旗監(jiān)控電路，同其他監(jiān)視信號(hào)(如誤差)一起共同控制警告旗出現(xiàn)或消隱。2．航向偏離指示和旗警告電路當(dāng)飛機(jī)偏在航道左邊時(shí)，

下圖是一個(gè)使用運(yùn)算放大器進(jìn)行幅度比較的電路。導(dǎo)航檢波器輸出，首先經(jīng)過(guò)低通濾波器，去掉話音通信音頻和識(shí)別碼音頻，再經(jīng)過(guò)90Hz和150Hz帶通濾波器分開(kāi)90Hz和150Hz信號(hào)，然后分別加到兩個(gè)具有相反輸出極性的整流器D1和D2。整流器輸出經(jīng)過(guò)和濾波后，獲得直流電壓和，加至求和運(yùn)算放大器Ul，其輸出的偏離電壓為(相-)：若選擇R1=R2=R時(shí)，則

可見(jiàn)當(dāng)飛機(jī)在航道上時(shí)，90Hz和150Hz信號(hào)幅度相等，整流后的等于，求和放大器的輸出等于零，航道偏離指示器指中心零位。系統(tǒng)的精度決定于90Hz和150Hz通道增益是否一樣，并且常用電位計(jì)調(diào)整。下圖是一個(gè)使用運(yùn)算放大器進(jìn)行幅度比較的電路。導(dǎo)第三節(jié)下滑信標(biāo)系統(tǒng)

下滑信標(biāo)和航向信標(biāo)工作原理基本相似，特別是機(jī)載設(shè)備。兩者主要不同之處是下滑信標(biāo)工作頻率在UHF波段(329.15—335.00MHz)，對(duì)飛機(jī)提供垂直引導(dǎo)(上／下引導(dǎo))。下滑信標(biāo)發(fā)射功率小，因?yàn)樗囊龑?dǎo)距離僅10nmile。此外，下滑信標(biāo)不發(fā)射臺(tái)識(shí)別碼和地—空話音通信信號(hào)，因?yàn)樗呛秃较蛐艠?biāo)配對(duì)工作的。一、下滑信標(biāo)輻射場(chǎng)

下滑信標(biāo)天線安裝在跑道入口處的一側(cè)。天線通常安裝在一個(gè)垂直桿上。下滑信標(biāo)的形式由兩個(gè)(零基準(zhǔn)下滑信標(biāo))或三個(gè)(邊帶基準(zhǔn)型和M型下滑信標(biāo))處于不同高度上的水平振子天線陣組成，天線發(fā)射水平極化波。

第三節(jié)下滑信標(biāo)系統(tǒng)下滑信標(biāo)天線的等效輻射場(chǎng)如下圖所示。在順著著陸方向上發(fā)射兩個(gè)與跑道平面成一個(gè)定仰角(叫飛機(jī)下滑角)，并有一邊相重疊的相同形狀的波束。兩個(gè)波束中心的最大值以相同量向上或向下偏離下滑道，兩個(gè)波束信號(hào)以相同的頻率發(fā)射。但上波束用90Hz調(diào)幅，下波束用150Hz調(diào)幅，調(diào)幅度均為40％。

從圖中可以看到，在下滑道上，90Hz和150Hz調(diào)制信號(hào)幅度相等；在下滑道上面，90Hz調(diào)制信號(hào)大于150Hz調(diào)制信號(hào)；在下滑道下面，90Hz調(diào)制信號(hào)小于150Hz調(diào)制信號(hào)。離下滑道越遠(yuǎn)，兩個(gè)調(diào)制信號(hào)的差值就越大。如果像航向信標(biāo)那樣，用90Hz和150Hz的DDM來(lái)表示，則在下滑道上DDM等于零，離開(kāi)下滑道DDM線性增大，直至DDM等于0.22。下滑信標(biāo)天線的等效輻射場(chǎng)如下圖所示。在順著著陸方向上

下滑信標(biāo)發(fā)射信號(hào)提供的引導(dǎo)范圍如下圖所示。在下滑道中心線兩邊各80的方位內(nèi)，引導(dǎo)距離不小于10nmile，從地平面以上的0.45θ到1.75θ的扇區(qū)內(nèi)，應(yīng)使接收機(jī)滿意地工作，在整個(gè)覆蓋區(qū)內(nèi)，最低信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)為400μV／m。θ：θ為ILS下滑角，可在2—4o之間調(diào)整，最佳下滑角應(yīng)在2.5o—3o之間選擇。

R：R為ILS下滑道直線向下延伸部分與跑道中心線的交點(diǎn)。下滑道扇區(qū)：在仰角覆蓋范圍內(nèi)，由最靠近下滑道的DDM等于0.175的各點(diǎn)的軌跡所限定的扇區(qū)叫下滑道扇區(qū)，約1.4o(±0.7o)。在下滑道扇區(qū)內(nèi)，下滑指針偏離指示和飛機(jī)偏離下滑道的角度成比例。

下滑信標(biāo)發(fā)射信號(hào)提供的引導(dǎo)范圍如下圖所示。在下滑道中二、下滑信標(biāo)接收機(jī)

下圖是零中頻接收機(jī)的簡(jiǎn)化方框圖。優(yōu)點(diǎn)：在低中頻比較容易獲得高增益，并且穩(wěn)定性較好。

缺點(diǎn)：在發(fā)射信號(hào)和接收機(jī)本振信號(hào)之間沒(méi)有任何頻率差，而由于發(fā)射頻率和接收機(jī)本振頻率有一定的允許誤差，因而混頻后往往產(chǎn)生不需要“拍頻”。如果“拍頻”在90Hz到150Hz范圍內(nèi)，將會(huì)對(duì)下滑接收產(chǎn)生一些干擾。

為了防止產(chǎn)生上述干擾，本振頻率用500Hz調(diào)頻，頻移為±15kHz(30kHz峰—峰偏移)。這樣，就可避免產(chǎn)生任何低于500Hz的“拍頻”。低通截止濾波器用來(lái)通過(guò)混頻后的15kHz頻率調(diào)制信號(hào)以及由于誤差引起的頻率變化?；祛l后的中頻波形如圖12—16所示。中頻信號(hào)經(jīng)無(wú)失真放大后，它的包絡(luò)就是原來(lái)的調(diào)制音頻。中頻放大器的輸出加到常規(guī)的幅度檢波器，解調(diào)出90Hz和150Hz音頻信號(hào)，然后加到幅度比較電路(測(cè)量出飛機(jī)偏離下滑道的角度。

二、下滑信標(biāo)接收機(jī)為了防止產(chǎn)生上述干擾，本振頻率用50第四節(jié)指點(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng)一、系統(tǒng)的功用指點(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng)可按其用途分為航路信標(biāo)(runwaymarker)和航道信標(biāo)(coursemarker)。航路信標(biāo)：航路信標(biāo)安裝在航路上，向飛行員報(bào)告飛機(jī)正在通過(guò)航路上某些特定點(diǎn)的地理位置。航道信標(biāo)：航道信標(biāo)用于飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)著陸，用來(lái)報(bào)告著陸飛機(jī)離跑道頭預(yù)定點(diǎn)(遠(yuǎn)、中、近指點(diǎn)信標(biāo)上空)的距離。兩種信標(biāo)地面臺(tái)天線發(fā)射垂直向上的扇形波束(fanmarker)或倒錐形波束(z—marker)，以便飛機(jī)飛越信標(biāo)臺(tái)上空時(shí)被機(jī)載接收機(jī)接收。

指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)發(fā)射頻率均為75MHz，天線輻射水平極化波。而調(diào)制頻率和臺(tái)識(shí)別碼各不相同，以便識(shí)別飛機(jī)在哪個(gè)信標(biāo)臺(tái)上空。指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)的發(fā)射功率從幾瓦到100瓦不等。高功率信標(biāo)臺(tái)用于外指點(diǎn)信標(biāo)和航路指點(diǎn)信標(biāo)，在這里飛機(jī)高度比較高。不管是航道指點(diǎn)信標(biāo)或航路指點(diǎn)信標(biāo)，機(jī)載信標(biāo)接收機(jī)是相同的。第四節(jié)指點(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng)二、指點(diǎn)信標(biāo)發(fā)射信號(hào)

航道指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)安裝在沿著著陸方向的跑道中心線延長(zhǎng)線上。根據(jù)ICAO規(guī)定，包括外指點(diǎn)信標(biāo)、中指點(diǎn)信標(biāo)和內(nèi)指點(diǎn)信標(biāo)。在一些機(jī)場(chǎng)還裝有反航道指點(diǎn)信標(biāo)，用于飛機(jī)從反航道進(jìn)場(chǎng)。指點(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng)工作如下圖所示。

內(nèi)指點(diǎn)信標(biāo)偏離跑道中心延長(zhǎng)線不應(yīng)超過(guò)30m，中指點(diǎn)信標(biāo)和外指點(diǎn)信標(biāo)不應(yīng)超過(guò)75m。

二、指點(diǎn)信標(biāo)發(fā)射信號(hào)指點(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng)作用

指點(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng)在ILS系統(tǒng)中的作用如下所述。外指點(diǎn)信標(biāo)：指示下滑道截獲點(diǎn)；中指點(diǎn)信標(biāo)：用來(lái)測(cè)定I類(lèi)著陸標(biāo)準(zhǔn)的決斷高點(diǎn)，即下滑道通過(guò)中指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)上空的高度約等于60m；內(nèi)指點(diǎn)信標(biāo)：用來(lái)測(cè)定II類(lèi)著陸標(biāo)準(zhǔn)的決斷高度點(diǎn)，即下滑道通過(guò)內(nèi)指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)上空的高度約為30m?？紤]到內(nèi)指點(diǎn)信標(biāo)和中指點(diǎn)信標(biāo)之間的干擾和機(jī)上目視指示燈發(fā)亮?xí)r間間隔，內(nèi)指點(diǎn)信標(biāo)和下滑道之間所標(biāo)示的最大高度限制在高于跑道入口37m。

指點(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng)作用指點(diǎn)信標(biāo)覆蓋范圍：各指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)均發(fā)射扇形波束以便覆蓋整個(gè)航道寬度。發(fā)射功率是由指點(diǎn)信標(biāo)覆蓋范圍確定的。各指點(diǎn)信標(biāo)覆蓋范圍規(guī)定如下表所示。

指點(diǎn)信標(biāo)高度(m)寬度內(nèi)指點(diǎn)標(biāo)中指點(diǎn)標(biāo)外指點(diǎn)標(biāo)150±50300±100600±200在整個(gè)航向道寬度內(nèi)能打到正常指示為了便于飛行員識(shí)別飛機(jī)正在飛越哪個(gè)信標(biāo)臺(tái)上空，以便知道飛機(jī)距跑道入口的預(yù)定距離，各指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)的發(fā)射頻率采用不同的音頻編碼鍵控調(diào)制，如表下所示。指點(diǎn)信標(biāo)調(diào)制頻率識(shí)別碼機(jī)上指示燈外指點(diǎn)標(biāo)中指點(diǎn)標(biāo)內(nèi)指點(diǎn)標(biāo)反航道信標(biāo)400Hz±2.5%1300Hz±2.5％3000Hz±2.5％3000Hz連續(xù)拍發(fā)，每秒2劃連續(xù)交替拍發(fā)點(diǎn)一劃連續(xù)拍發(fā)，每秒6點(diǎn)連續(xù)拍發(fā)，每秒6個(gè)對(duì)點(diǎn)藍(lán)色(或紫色)琥珀色(黃色)白色白色指點(diǎn)信標(biāo)覆蓋范圍：各指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)均發(fā)射扇形波束以便覆蓋整個(gè)航道三、航路指點(diǎn)信標(biāo)

任何航路上，如果需要用指點(diǎn)信標(biāo)來(lái)標(biāo)定一個(gè)地理位置的地方，應(yīng)安裝扇形指點(diǎn)信標(biāo)。在需要用指點(diǎn)信標(biāo)來(lái)標(biāo)出航路上無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備的地理位置的地方，應(yīng)安裝“Z”指點(diǎn)信標(biāo)，航路指點(diǎn)信標(biāo)發(fā)射信號(hào)的調(diào)制頻率為3000Hz±75Hz，鍵控發(fā)送莫爾斯識(shí)別碼，以表示該指點(diǎn)信標(biāo)的名稱(chēng)或地理位置。在發(fā)送識(shí)別信號(hào)間隙期間，載波不得間斷。

三、航路指點(diǎn)信標(biāo)四、機(jī)載接收機(jī)1．機(jī)載設(shè)備組成

指點(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng)的機(jī)載設(shè)備如下圖所示。天線安裝在機(jī)身下部，以便接收指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)發(fā)射的垂直向上的波束信號(hào)。在高速飛機(jī)上，一般采用低阻力天線。接收機(jī)通常采用一次變頻的超外差接收機(jī)。接收機(jī)輸出的音頻信號(hào)加至正、副駕駛員儀表板指示燈和音頻選擇板，給駕駛員提供目視和音響信號(hào)，以區(qū)別飛機(jī)飛越哪個(gè)信標(biāo)臺(tái)的上空。

中指點(diǎn)信標(biāo)和外指點(diǎn)信標(biāo)音頻識(shí)別信號(hào)還加到飛行記錄中的飛行數(shù)據(jù)收集組件(FDAU)，作為飛行記錄器的信號(hào)源之一。靈敏度和電源開(kāi)關(guān)，用來(lái)控制接收機(jī)的靈敏度和接通電源，四、機(jī)載接收機(jī)中指點(diǎn)信標(biāo)和外指點(diǎn)信標(biāo)音頻識(shí)別信號(hào)2．接收機(jī)方框圖

下圖為一次變頻的外差式接收機(jī)方框圖。天線所接收的信號(hào)經(jīng)75MHz調(diào)諧濾波加到混頻器。混頻后產(chǎn)生的中頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)中頻晶體濾波器，加到中頻放大器放大。晶體濾波器是一個(gè)窄帶濾波器，在20dB點(diǎn)帶寬為±15kHz，它決定了接收機(jī)的選擇性。中頻放大器的輸出經(jīng)包絡(luò)檢波器得到400Hz，1300Hz，或3000Hz音頻，其幅度為3.5V。3個(gè)帶通濾波器用來(lái)分別通過(guò)400Hz，1300Hz和3000Hz音頻，再分別經(jīng)整流后得到直流電壓，以接通晶體管燈開(kāi)關(guān)，使相應(yīng)的指示燈亮。同時(shí)，檢波后的音頻經(jīng)音頻放大后加到音頻選擇板，提供音響信號(hào)。2．接收機(jī)方框圖混頻器是一個(gè)非線性器件，是產(chǎn)生內(nèi)部調(diào)制最嚴(yán)重的器件。所以有的指點(diǎn)信標(biāo)接收機(jī)采用調(diào)諧高放式(TRT)接收機(jī)電路，如下圖所示。自動(dòng)增益控制電路（AGC）是指點(diǎn)信標(biāo)接收機(jī)的一個(gè)重要組成部分。因?yàn)轱w機(jī)通過(guò)指點(diǎn)信標(biāo)方向性天線波束時(shí)，接收信號(hào)強(qiáng)度會(huì)迅速變化，AGC的作用就是在接收信號(hào)變化時(shí)，保持輸出電平基本穩(wěn)定，通常利用幅度檢波器輸出的平均電壓作為AGC控制電壓。因?yàn)樗拇笮『洼斎胄盘?hào)電平成正比。該電壓經(jīng)濾波放大后，加到中頻或高頻放大器，改變放大器的直流工作點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)增益控制。AGC電壓的控制能力通常要求輸出信號(hào)電平變化小于6dB?；祛l器是一個(gè)非線性器件，是產(chǎn)生內(nèi)部調(diào)制最嚴(yán)重的器件。3．高低靈敏度控制

為了滿足進(jìn)場(chǎng)和航路兩種情況下使用的要求，在接收機(jī)外部有一個(gè)高-低靈敏度控制開(kāi)關(guān)，高靈敏度用于航路信標(biāo)，低靈敏度用于進(jìn)場(chǎng)著陸。

下圖所示的電路是改變接收機(jī)靈敏度的一種方法，用一個(gè)衰減電路串接在信號(hào)輸入線上，選擇低靈敏度時(shí)，衰減器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行衰減，從而達(dá)到降低靈敏度的目的。3．高低靈敏度控制4.指示燈電路

檢波器輸出的音頻信號(hào)加到400Hz，1300Hz和3000Hz濾波器，用來(lái)分別通過(guò)三種頻率不同的調(diào)制信號(hào)。濾波器的輸出經(jīng)整流后變成直流電壓，接通相應(yīng)的晶體管開(kāi)關(guān)，使駕駛艙儀表板上不同顏色的指示燈通亮。下圖所示的指示燈電路是51Z—4指點(diǎn)信標(biāo)接收機(jī)的實(shí)際電路。使用調(diào)諧變壓器式濾波器，初級(jí)繞組并聯(lián)電容器分別調(diào)諧于400Hz，1300Hz，3000Hz。次級(jí)輸出分別加到相應(yīng)的指示燈晶體管開(kāi)關(guān)的基極，3個(gè)晶體管開(kāi)關(guān),,工作于零偏壓狀態(tài)，無(wú)信號(hào)輸入時(shí)截止。4.指示燈電路

由于調(diào)諧變壓器式濾波器在低頻工作時(shí)，體積大，重量大，因此在現(xiàn)代的指點(diǎn)信標(biāo)接收機(jī)中使用如下圖所示的指示燈電路。在圖中畫(huà)出了3個(gè)音頻濾波器和1300Hz指示燈電路，其余兩個(gè)和它完全相同。音頻濾波器的工作原理在前面的章節(jié)中已有說(shuō)明，此處不再重復(fù)。如飛機(jī)通過(guò)中指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)上空時(shí)，檢波器輸出的1300Hz音頻，通過(guò)電運(yùn)算放大器和阻容元件組成的1300Hz帶通濾波器，加到整流器。當(dāng)整流電壓大于比較器反向輸入端的固定偏壓(門(mén)限電壓)時(shí)，輸出邏輯1(相當(dāng)于開(kāi)路)，12V經(jīng)由，加到基極．導(dǎo)通，琥珀色燈亮。由于調(diào)諧變壓器式濾波器在低頻工作時(shí)，體積大，重5．自檢電路

自檢電路產(chǎn)生模擬的信標(biāo)臺(tái)發(fā)射信號(hào)，用于在地面或空中檢查機(jī)載接收機(jī)的工作情況。下圖是自檢電路的示意圖。

當(dāng)接通自檢開(kāi)關(guān)時(shí)，定時(shí)器產(chǎn)生約5s的鋸齒波，加到調(diào)制頻率產(chǎn)生器，順序產(chǎn)生1.5s間隔的400Hz，1300H2和3000Hz的音頻信號(hào)，該信號(hào)對(duì)75MHz晶體振蕩器進(jìn)行調(diào)幅，然后加到接收機(jī)輸入端。如果機(jī)載設(shè)備工作正常，目視指示燈按藍(lán)、黃、白順序點(diǎn)亮1.5s，同時(shí)駕駛員耳機(jī)中可順序聽(tīng)到400Hz，1300Hz和3000Hz音調(diào)。5．自檢電路當(dāng)接通自檢開(kāi)關(guān)時(shí)，定時(shí)器產(chǎn)生約51、簡(jiǎn)述儀表著陸系統(tǒng)的組成及功用。2、簡(jiǎn)述航向信標(biāo)系統(tǒng)的組成及工作原理。3、簡(jiǎn)述下滑信標(biāo)系統(tǒng)的組成及工作原理。4、畫(huà)出航向信標(biāo)接收機(jī)原理圖，說(shuō)明其工作原理。5、畫(huà)出外差式指點(diǎn)信標(biāo)接收機(jī)原理圖，說(shuō)明其工作原理。習(xí)題

習(xí)題

本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)①理解儀表著陸系統(tǒng)的基本工作原理；②理解航向信標(biāo)系統(tǒng)的工作原理③理解下滑信標(biāo)系統(tǒng)的工作原理④理解指點(diǎn)信標(biāo)系的工作原理課時(shí)分配4學(xué)時(shí)第十二章儀表著陸系統(tǒng)本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)第十二章儀表著陸系統(tǒng)本章主要內(nèi)容第一節(jié)儀表著陸系統(tǒng)的基本工作原理

；第二節(jié)航向信標(biāo)系統(tǒng)；第三節(jié)下滑信標(biāo)系統(tǒng);第四節(jié)指點(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng)；本章主要內(nèi)容一、功用

儀表著陸系統(tǒng)(ILS)提供的引導(dǎo)信號(hào)，由駕駛艙指示儀表顯示。駕駛員根據(jù)儀表的指示操縱飛機(jī)或使用自動(dòng)駕駛儀“跟蹤”儀表的指示，使飛機(jī)沿著跑道中心線的垂直面和規(guī)定的下滑角，從450m的高空引導(dǎo)到跑道入口的水平面以上的一定高度上，然后再由駕駛員看著跑道操縱飛機(jī)目視著陸。因此，ILS系統(tǒng)只能引導(dǎo)飛機(jī)到達(dá)看見(jiàn)跑道的最低允許高度(叫決斷高度)上，它是一種不能獨(dú)立地引導(dǎo)飛機(jī)至接地點(diǎn)的儀表低高度進(jìn)場(chǎng)系統(tǒng)。第一節(jié)儀表著陸系統(tǒng)的基本工作原理

一、功用儀表著陸系統(tǒng)(ILS)提供的一、著陸標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)

國(guó)際民航組織根據(jù)在不同氣象條件下的著陸能力，規(guī)定了三類(lèi)著陸標(biāo)準(zhǔn)，使用跑道視距(RVR)和決斷高度(DH)兩個(gè)量來(lái)表示。其規(guī)定如下表所示。類(lèi)別跑道視距（RVR）決斷高度（DH）ⅠⅡⅢaⅢbⅢc800m(2600ft)400m(1200ft)200m(700ft)50m(150ft)060m(200ft)30m(100ft)一、著陸標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)國(guó)際民航組織根據(jù)在不同氣象條件下的

決斷高度(DH):是指駕駛員對(duì)飛機(jī)著陸或復(fù)飛作出判斷的最低高度。在決斷高度上，駕駛員必須看見(jiàn)跑道才能著陸，否則應(yīng)放棄著陸，進(jìn)行復(fù)飛。決斷高度在中指點(diǎn)信標(biāo)(I類(lèi)著陸)或內(nèi)指點(diǎn)信標(biāo)(II類(lèi)著陸)上空，由低高度無(wú)線電高度表測(cè)量。跑道視距(RVR):又叫跑道能見(jiàn)度。它是指在跑道表面的水平方向上能在天空背景上看見(jiàn)物體的最大距離(白天)。跑道視距使用大氣透射計(jì)來(lái)測(cè)量。決斷高度(DH):是指駕駛員對(duì)飛機(jī)著陸或復(fù)飛作出判斷的最低ILS系統(tǒng)設(shè)施的性能類(lèi)別能達(dá)到的運(yùn)用目標(biāo)如下：I類(lèi)設(shè)施的運(yùn)用性能：在跑道視距不小于800m的條件下，以高的進(jìn)場(chǎng)成功概率，能將飛機(jī)引導(dǎo)至60m的決斷高度。II類(lèi)設(shè)施的運(yùn)用性能：在跑道視距不小于400m的條件下，以高的進(jìn)場(chǎng)成功概率，能將飛機(jī)引導(dǎo)至30m的決斷高度。Ⅲa類(lèi)設(shè)施的運(yùn)用性能：沒(méi)有決斷高度限制，在跑道視距不小于200m的條件下，著陸的最后階段憑外界目視參考，引導(dǎo)飛機(jī)至跑道表面。因此叫“看著著陸”(seetoland)。Ⅲb類(lèi)設(shè)施的運(yùn)用性能：沒(méi)有決斷高度限制和不依賴外界目視參考，一直運(yùn)用到跑道表面，接著在跑道視距50m的條件下，憑外界目視參考滑行，因此叫“看著滑行”(seetotaxi)。Ⅲc類(lèi)設(shè)施的運(yùn)用性能：無(wú)決斷高度限制，不依靠外界目視參考，能沿著跑道表面著陸和滑行。ILS系統(tǒng)設(shè)施的性能類(lèi)別能達(dá)到的運(yùn)用目標(biāo)如下：三、儀表著陸系統(tǒng)的組成

ILS系統(tǒng)包括三個(gè)分系統(tǒng)：提供橫向引導(dǎo)的航向信標(biāo)(localizer)、提供垂直引導(dǎo)的下滑信標(biāo)(glideslope)和提供距離引導(dǎo)的指點(diǎn)信標(biāo)(markerbeacon)。每一個(gè)分系統(tǒng)又由地面發(fā)射設(shè)備和機(jī)載設(shè)備所組成。地面臺(tái)在機(jī)場(chǎng)的配置情況如下圖所示。內(nèi)指點(diǎn)信標(biāo)僅在II類(lèi)著陸標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)場(chǎng)安裝。三、儀表著陸系統(tǒng)的組成航向信標(biāo)：航向信標(biāo)天線產(chǎn)生的輻射場(chǎng)，在通過(guò)跑道中心延長(zhǎng)線的垂直平面內(nèi)，形成航向面或叫航向道。如下圖所示，用來(lái)提供飛機(jī)偏離航向道的橫向引導(dǎo)信號(hào)。

下滑信標(biāo)：下滑信標(biāo)臺(tái)天線產(chǎn)生的輻射場(chǎng)形成下滑面(見(jiàn)下圖)，下滑面和跑道水平平面的夾角，根據(jù)機(jī)場(chǎng)的凈空條件，可在之間選擇。航向信標(biāo)：航向信標(biāo)天線產(chǎn)生的輻射場(chǎng)，在通過(guò)跑道中心延長(zhǎng)線的垂指點(diǎn)信標(biāo)：指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)為2個(gè)或3個(gè)，裝在順著著陸方向的跑道中心延長(zhǎng)線的規(guī)定距離上，分別叫內(nèi)、中、外指點(diǎn)信標(biāo)(見(jiàn)下圖1)。每個(gè)指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)發(fā)射垂直向上的扇形波束。只有在飛機(jī)飛越指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)上空的不大范圍時(shí)，機(jī)載接收機(jī)才能收到發(fā)射信號(hào)。由于各指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)發(fā)射信號(hào)的調(diào)制頻率和識(shí)別碼不同，機(jī)載接收機(jī)就分別使駕駛艙儀表板上不同顏色的識(shí)別燈亮，同時(shí)駕駛員耳機(jī)中也可以聽(tīng)到不同音調(diào)的頻率和識(shí)別碼。駕駛員就可以判斷飛機(jī)在那個(gè)信標(biāo)臺(tái)的上空，即知道飛機(jī)離跑道頭的距離。圖2表示飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)的示意圖。航向信標(biāo)和下滑信標(biāo)發(fā)射信號(hào)組合的結(jié)果，在空間形成一個(gè)矩形延長(zhǎng)的角錐形進(jìn)場(chǎng)航道。其中航向道寬度為40，下滑道寬度為1.40(指示器滿刻度偏轉(zhuǎn)的角度)。圖1圖2指點(diǎn)信標(biāo)：指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)為2個(gè)或3個(gè)，裝在順著著陸方向的跑道中心四、儀表著陸系統(tǒng)的工作頻率航向信標(biāo)：工作頻率為108.10—111.95MHz。其中航向信標(biāo)僅用1/10MHz的奇數(shù)頻率和再加50kHz的頻率，共有40個(gè)波道。下滑信標(biāo)：工作頻率為329.15—335MHz的UHF波段，頻率間隔150kHz，共有40個(gè)波道。指點(diǎn)信標(biāo)：工作頻率為75MHz(固定)。航向信標(biāo)和下滑信標(biāo)工作頻率是配對(duì)工作的。機(jī)上的航向接收機(jī)和下滑接收機(jī)是統(tǒng)調(diào)的，控制盒上只選擇和顯示航向頻率，下滑頻率自動(dòng)配對(duì)調(diào)諧。航向信標(biāo)和下滑信標(biāo)頻率配對(duì)關(guān)系見(jiàn)下表。航向信標(biāo)(MHZ)下滑信標(biāo)(MHZ)航向信標(biāo)(MHZ)下滑信標(biāo)(MHZ)108.10334.70110.10334.40108.15334.55110.15334.25............109.90333.80111.90331.10109.95333.65111.95330.95四、儀表著陸系統(tǒng)的工作頻率航向信標(biāo)(MHZ)下滑信標(biāo)(MHZ一、航向信標(biāo)發(fā)射信號(hào)組成：航向信標(biāo)天線安裝在順著著陸方向跑道遠(yuǎn)端以外300—400m的跑道中心線延長(zhǎng)線上。下圖（一）為航向信標(biāo)發(fā)射機(jī)的示意圖。工作原理：下面以等強(qiáng)信號(hào)型航向信標(biāo)為例來(lái)說(shuō)明它的工作原理。VHF振蕩器產(chǎn)生108.10—111.95MHz頻段中的任意一個(gè)航向信標(biāo)頻率，分別加到兩個(gè)調(diào)制器。一個(gè)載波用90Hz調(diào)幅，另一個(gè)用150Hz調(diào)幅。兩個(gè)通道的調(diào)幅度相同（20±1%)。調(diào)制后的信號(hào)通過(guò)兩個(gè)水平極化的天線陣發(fā)射，在空間產(chǎn)生兩個(gè)朝著著陸方向、有一邊相重疊的相同形狀的定向波束，左波束用90Hz正弦波調(diào)幅，右波束用150Hz正弦波調(diào)幅。如圖(二)所示。兩個(gè)波束組合的航道寬度約為40，發(fā)射功率約100W。圖(一)圖(二)第二節(jié)航向信標(biāo)系統(tǒng)

一、航向信標(biāo)發(fā)射信號(hào)圖(一)圖(二)第二節(jié)航向信標(biāo)系統(tǒng)

二、調(diào)制深度差和偏離指示的關(guān)系

ILS輻射場(chǎng)是一個(gè)由兩個(gè)音頻(90Hz和150Hz)調(diào)制的載波。調(diào)制途徑有兩種：發(fā)射機(jī)調(diào)制和空間調(diào)制。發(fā)射機(jī)調(diào)制是在發(fā)射機(jī)內(nèi)形成的，對(duì)航向信標(biāo)來(lái)說(shuō)，兩個(gè)頻率的調(diào)幅度各為20%(±10%)?？臻g調(diào)制是由兩個(gè)天線輻射信號(hào)在空間的合成。對(duì)等強(qiáng)信號(hào)型航向信標(biāo)來(lái)說(shuō)，空間調(diào)制度取決于天線輻射的方向圖。調(diào)制深度差DDM：在空間的某一點(diǎn)，90Hz和150Hz調(diào)制度等于發(fā)射機(jī)調(diào)制和空間調(diào)制度的合成。兩個(gè)信號(hào)調(diào)制度的差值除以100，定義為調(diào)制深度差DDM。機(jī)載設(shè)備的航道偏離指示器的指針偏移量是DDM的函數(shù)，而不是調(diào)制度的函數(shù)。

航向信標(biāo)天線發(fā)射信號(hào)的波束形狀必須滿足調(diào)制深度差DDM和位移靈敏度的要求，如下圖所示。

二、調(diào)制深度差和偏離指示的關(guān)系航道扇區(qū)：DDM等于0.155的射線所包含的角度θ，稱(chēng)航道扇區(qū)(如下圖所示)。θ隨著航向信標(biāo)臺(tái)與跑道入口之間的距離不同而變。

標(biāo)準(zhǔn)的航道偏離指示器滿刻度偏轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)于0.155DDM，即飛機(jī)偏離航道中心線20—30。并在ILS基準(zhǔn)數(shù)據(jù)點(diǎn)橫向偏轉(zhuǎn)靈敏度等于0.00145DDM／m。航道扇區(qū)：DDM等于0.155的射線所包含的角度θ，稱(chēng)航道扇三、航向信標(biāo)覆蓋范圍

航向信標(biāo)發(fā)射信號(hào)應(yīng)提供使典型的機(jī)載設(shè)備在覆蓋扇區(qū)內(nèi)滿意工作的信號(hào)電平。航向信標(biāo)覆蓋區(qū)應(yīng)從天線系統(tǒng)的中心算起到下列規(guī)定的立體角范圍內(nèi)，能接收到的場(chǎng)強(qiáng)不低于40μv／m。在方位±10o的覆蓋區(qū)內(nèi)，引導(dǎo)距離不小于25nmile(46.3km)；方位±10o—35o的覆蓋區(qū)內(nèi)，引導(dǎo)距離為17nmile(31.5km)；當(dāng)要求提供方位±35o以外的覆蓋時(shí)，則引導(dǎo)距離為10nmile(18.5km)，如下圖(a)所示。在垂直面內(nèi)的覆蓋范圍，如下圖(b)所示。最低應(yīng)高于跑道入口處的標(biāo)高600m以上，或在中間和最后進(jìn)場(chǎng)區(qū)內(nèi)，高于最高點(diǎn)的標(biāo)高300m以上(以高者為準(zhǔn))；從天線向外延伸并與跑道水平面成夾角的平面內(nèi)，能夠接到滿意發(fā)射信號(hào)。

三、航向信標(biāo)覆蓋范圍四、航向信標(biāo)接收機(jī)

航向信標(biāo)的機(jī)載設(shè)備包括天線、控制盒、接收機(jī)和航道偏離指示器。在大多數(shù)飛機(jī)上，航向信標(biāo)接收機(jī)及航道偏離指示器是與全向信標(biāo)合用的，只是在接收機(jī)檢波器之后的導(dǎo)航音頻處理電路(幅度比較電路)是分開(kāi)的。1．接收機(jī)簡(jiǎn)化方框圖(見(jiàn)下圖)組成：機(jī)上天線接收的地面臺(tái)發(fā)射信號(hào)，送到常規(guī)的單變頻或雙變頻外差式接收機(jī)。由于LOC和VOR接收機(jī)部分是公用的，接收機(jī)接收和處理哪種信號(hào)，決定于控制盒選擇的頻率是LOC頻率還是VOR頻率。當(dāng)選擇LOC頻率時(shí)，接收機(jī)接收LOC臺(tái)的發(fā)射信號(hào)。通過(guò)高頻、中頻和檢波電路，輸出信號(hào)包括90Hz和150Hz導(dǎo)航音頻，1020Hz的臺(tái)識(shí)別碼以及地—空通信話音信號(hào)(300—3000Hz)。這些信號(hào)的分離是由濾波器來(lái)完成的。四、航向信標(biāo)接收機(jī)組成：機(jī)上天線接收的地面臺(tái)發(fā)射信號(hào)，送到常原理：90Hz和150Hz帶通濾波器分開(kāi)90Hz和150Hz信號(hào)，然后分別加至各自的整流器。兩個(gè)整流器的輸出加到航道偏離電路進(jìn)行幅度比較。即兩個(gè)整流器輸出的“差信號(hào)”驅(qū)動(dòng)偏離指示器，而兩個(gè)整流器輸出的“和信號(hào)”驅(qū)動(dòng)警告旗。當(dāng)飛機(jī)對(duì)準(zhǔn)航向道時(shí)，90Hz和150Hz調(diào)制度相等(DDM等于零)，也就是說(shuō)90Hz和150Hz信號(hào)幅度相等，流過(guò)偏離指示器的差電流等于零，偏離指示器指中間零位；如果飛機(jī)偏左，90Hz信號(hào)的調(diào)幅度大于150Hz信號(hào)的調(diào)幅度，整流后的，差電流使指示器的指針向右偏，反之，飛機(jī)偏右，，差電流使指針向左偏。（如下圖所示）。原理：90Hz和150Hz帶通濾波器分開(kāi)90Hz和150Hz

2．航向偏離指示和旗警告電路

下圖是一個(gè)使用LC調(diào)諧濾波器和全波整流器的航向偏離電路(51RV—2B的實(shí)際電路)。原理：經(jīng)激勵(lì)器Q202放大90Hz和150Hz組合音頻加至調(diào)諧濾波器FL20l的初級(jí)繞組，次級(jí)繞組分別調(diào)諧于90Hz和150Hz。兩個(gè)諧振回路用來(lái)分開(kāi)90Hz和150Hz信號(hào)。然后分別加到90Hz和150Hz全波整流器。兩個(gè)整流器輸出電流反向流過(guò)航道偏離指示器CDI(差電流)。當(dāng)飛機(jī)準(zhǔn)確沿航道進(jìn)近時(shí)，90Hz和150Hz電壓幅度相等，流過(guò)指示器的電流大小相等，方向相反，指示器指在中心零位；當(dāng)飛機(jī)偏在航道左邊時(shí)，90Hz信號(hào)幅度大于150Hz信號(hào)幅度，整流器輸出電流CDI指針右偏；反之，如果飛機(jī)偏在航道右邊CDI指針左偏。兩個(gè)整流器輸出電流在R259和R258上產(chǎn)生直流電壓降作為90Hz和150Hz幅度監(jiān)視電壓，加到旗監(jiān)控電路，同其他監(jiān)視信號(hào)(如誤差)一起共同控制警告旗出現(xiàn)或消隱。2．航向偏離指示和旗警告電路當(dāng)飛機(jī)偏在航道左邊時(shí)，

下圖是一個(gè)使用運(yùn)算放大器進(jìn)行幅度比較的電路。導(dǎo)航檢波器輸出，首先經(jīng)過(guò)低通濾波器，去掉話音通信音頻和識(shí)別碼音頻，再經(jīng)過(guò)90Hz和150Hz帶通濾波器分開(kāi)90Hz和150Hz信號(hào)，然后分別加到兩個(gè)具有相反輸出極性的整流器D1和D2。整流器輸出經(jīng)過(guò)和濾波后，獲得直流電壓和，加至求和運(yùn)算放大器Ul，其輸出的偏離電壓為(相-)：若選擇R1=R2=R時(shí)，則

可見(jiàn)當(dāng)飛機(jī)在航道上時(shí)，90Hz和150Hz信號(hào)幅度相等，整流后的等于，求和放大器的輸出等于零，航道偏離指示器指中心零位。系統(tǒng)的精度決定于90Hz和150Hz通道增益是否一樣，并且常用電位計(jì)調(diào)整。下圖是一個(gè)使用運(yùn)算放大器進(jìn)行幅度比較的電路。導(dǎo)第三節(jié)下滑信標(biāo)系統(tǒng)

下滑信標(biāo)和航向信標(biāo)工作原理基本相似，特別是機(jī)載設(shè)備。兩者主要不同之處是下滑信標(biāo)工作頻率在UHF波段(329.15—335.00MHz)，對(duì)飛機(jī)提供垂直引導(dǎo)(上／下引導(dǎo))。下滑信標(biāo)發(fā)射功率小，因?yàn)樗囊龑?dǎo)距離僅10nmile。此外，下滑信標(biāo)不發(fā)射臺(tái)識(shí)別碼和地—空話音通信信號(hào)，因?yàn)樗呛秃较蛐艠?biāo)配對(duì)工作的。一、下滑信標(biāo)輻射場(chǎng)

下滑信標(biāo)天線安裝在跑道入口處的一側(cè)。天線通常安裝在一個(gè)垂直桿上。下滑信標(biāo)的形式由兩個(gè)(零基準(zhǔn)下滑信標(biāo))或三個(gè)(邊帶基準(zhǔn)型和M型下滑信標(biāo))處于不同高度上的水平振子天線陣組成，天線發(fā)射水平極化波。

第三節(jié)下滑信標(biāo)系統(tǒng)下滑信標(biāo)天線的等效輻射場(chǎng)如下圖所示。在順著著陸方向上發(fā)射兩個(gè)與跑道平面成一個(gè)定仰角(叫飛機(jī)下滑角)，并有一邊相重疊的相同形狀的波束。兩個(gè)波束中心的最大值以相同量向上或向下偏離下滑道，兩個(gè)波束信號(hào)以相同的頻率發(fā)射。但上波束用90Hz調(diào)幅，下波束用150Hz調(diào)幅，調(diào)幅度均為40％。

從圖中可以看到，在下滑道上，90Hz和150Hz調(diào)制信號(hào)幅度相等；在下滑道上面，90Hz調(diào)制信號(hào)大于150Hz調(diào)制信號(hào)；在下滑道下面，90Hz調(diào)制信號(hào)小于150Hz調(diào)制信號(hào)。離下滑道越遠(yuǎn)，兩個(gè)調(diào)制信號(hào)的差值就越大。如果像航向信標(biāo)那樣，用90Hz和150Hz的DDM來(lái)表示，則在下滑道上DDM等于零，離開(kāi)下滑道DDM線性增大，直至DDM等于0.22。下滑信標(biāo)天線的等效輻射場(chǎng)如下圖所示。在順著著陸方向上

下滑信標(biāo)發(fā)射信號(hào)提供的引導(dǎo)范圍如下圖所示。在下滑道中心線兩邊各80的方位內(nèi)，引導(dǎo)距離不小于10nmile，從地平面以上的0.45θ到1.75θ的扇區(qū)內(nèi)，應(yīng)使接收機(jī)滿意地工作，在整個(gè)覆蓋區(qū)內(nèi)，最低信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)為400μV／m。θ：θ為ILS下滑角，可在2—4o之間調(diào)整，最佳下滑角應(yīng)在2.5o—3o之間選擇。

R：R為ILS下滑道直線向下延伸部分與跑道中心線的交點(diǎn)。下滑道扇區(qū)：在仰角覆蓋范圍內(nèi)，由最靠近下滑道的DDM等于0.175的各點(diǎn)的軌跡所限定的扇區(qū)叫下滑道扇區(qū)，約1.4o(±0.7o)。在下滑道扇區(qū)內(nèi)，下滑指針偏離指示和飛機(jī)偏離下滑道的角度成比例。

下滑信標(biāo)發(fā)射信號(hào)提供的引導(dǎo)范圍如下圖所示。在下滑道中二、下滑信標(biāo)接收機(jī)

下圖是零中頻接收機(jī)的簡(jiǎn)化方框圖。優(yōu)點(diǎn)：在低中頻比較容易獲得高增益，并且穩(wěn)定性較好。

缺點(diǎn)：在發(fā)射信號(hào)和接收機(jī)本振信號(hào)之間沒(méi)有任何頻率差，而由于發(fā)射頻率和接收機(jī)本振頻率有一定的允許誤差，因而混頻后往往產(chǎn)生不需要“拍頻”。如果“拍頻”在90Hz到150Hz范圍內(nèi)，將會(huì)對(duì)下滑接收產(chǎn)生一些干擾。

為了防止產(chǎn)生上述干擾，本振頻率用500Hz調(diào)頻，頻移為±15kHz(30kHz峰—峰偏移)。這樣，就可避免產(chǎn)生任何低于500Hz的“拍頻”。低通截止濾波器用來(lái)通過(guò)混頻后的15kHz頻率調(diào)制信號(hào)以及由于誤差引起的頻率變化。混頻后的中頻波形如圖12—16所示。中頻信號(hào)經(jīng)無(wú)失真放大后，它的包絡(luò)就是原來(lái)的調(diào)制音頻。中頻放大器的輸出加到常規(guī)的幅度檢波器，解調(diào)出90Hz和150Hz音頻信號(hào)，然后加到幅度比較電路(測(cè)量出飛機(jī)偏離下滑道的角度。

二、下滑信標(biāo)接收機(jī)為了防止產(chǎn)生上述干擾，本振頻率用50第四節(jié)指點(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng)一、系統(tǒng)的功用指點(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng)可按其用途分為航路信標(biāo)(runwaymarker)和航道信標(biāo)(coursemarker)。航路信標(biāo)：航路信標(biāo)安裝在航路上，向飛行員報(bào)告飛機(jī)正在通過(guò)航路上某些特定點(diǎn)的地理位置。航道信標(biāo)：航道信標(biāo)用于飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)著陸，用來(lái)報(bào)告著陸飛機(jī)離跑道頭預(yù)定點(diǎn)(遠(yuǎn)、中、近指點(diǎn)信標(biāo)上空)的距離。兩種信標(biāo)地面臺(tái)天線發(fā)射垂直向上的扇形波束(fanmarker)或倒錐形波束(z—marker)，以便飛機(jī)飛越信標(biāo)臺(tái)上空時(shí)被機(jī)載接收機(jī)接收。

指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)發(fā)射頻率均為75MHz，天線輻射水平極化波。而調(diào)制頻率和臺(tái)識(shí)別碼各不相同，以便識(shí)別飛機(jī)在哪個(gè)信標(biāo)臺(tái)上空。指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)的發(fā)射功率從幾瓦到100瓦不等。高功率信標(biāo)臺(tái)用于外指點(diǎn)信標(biāo)和航路指點(diǎn)信標(biāo)，在這里飛機(jī)高度比較高。不管是航道指點(diǎn)信標(biāo)或航路指點(diǎn)信標(biāo)，機(jī)載信標(biāo)接收機(jī)是相同的。第四節(jié)指點(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng)二、指點(diǎn)信標(biāo)發(fā)射信號(hào)

航道指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)安裝在沿著著陸方向的跑道中心線延長(zhǎng)線上。根據(jù)ICAO規(guī)定，包括外指點(diǎn)信標(biāo)、中指點(diǎn)信標(biāo)和內(nèi)指點(diǎn)信標(biāo)。在一些機(jī)場(chǎng)還裝有反航道指點(diǎn)信標(biāo)，用于飛機(jī)從反航道進(jìn)場(chǎng)。指點(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng)工作如下圖所示。

內(nèi)指點(diǎn)信標(biāo)偏離跑道中心延長(zhǎng)線不應(yīng)超過(guò)30m，中指點(diǎn)信標(biāo)和外指點(diǎn)信標(biāo)不應(yīng)超過(guò)75m。

二、指點(diǎn)信標(biāo)發(fā)射信號(hào)指點(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng)作用

指點(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng)在ILS系統(tǒng)中的作用如下所述。外指點(diǎn)信標(biāo)：指示下滑道截獲點(diǎn)；中指點(diǎn)信標(biāo)：用來(lái)測(cè)定I類(lèi)著陸標(biāo)準(zhǔn)的決斷高點(diǎn)，即下滑道通過(guò)中指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)上空的高度約等于60m；內(nèi)指點(diǎn)信標(biāo)：用來(lái)測(cè)定II類(lèi)著陸標(biāo)準(zhǔn)的決斷高度點(diǎn)，即下滑道通過(guò)內(nèi)指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)上空的高度約為30m?？紤]到內(nèi)指點(diǎn)信標(biāo)和中指點(diǎn)信標(biāo)之間的干擾和機(jī)上目視指示燈發(fā)亮?xí)r間間隔，內(nèi)指點(diǎn)信標(biāo)和下滑道之間所標(biāo)示的最大高度限制在高于跑道入口37m。

指點(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng)作用指點(diǎn)信標(biāo)覆蓋范圍：各指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)均發(fā)射扇形波束以便覆蓋整個(gè)航道寬度。發(fā)射功率是由指點(diǎn)信標(biāo)覆蓋范圍確定的。各指點(diǎn)信標(biāo)覆蓋范圍規(guī)定如下表所示。

指點(diǎn)信標(biāo)高度(m)寬度內(nèi)指點(diǎn)標(biāo)中指點(diǎn)標(biāo)外指點(diǎn)標(biāo)150±50300±100600±200在整個(gè)航向道寬度內(nèi)能打到正常指示為了便于飛行員識(shí)別飛機(jī)正在飛越哪個(gè)信標(biāo)臺(tái)上空，以便知道飛機(jī)距跑道入口的預(yù)定距離，各指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)的發(fā)射頻率采用不同的音頻編碼鍵控調(diào)制，如表下所示。指點(diǎn)信標(biāo)調(diào)制頻率識(shí)別碼機(jī)上指示燈外指點(diǎn)標(biāo)中指點(diǎn)標(biāo)內(nèi)指點(diǎn)標(biāo)反航道信標(biāo)400Hz±2.5%1300Hz±2.5％3000Hz±2.5％3000Hz連續(xù)拍發(fā)，每秒2劃連續(xù)交替拍發(fā)點(diǎn)一劃連續(xù)拍發(fā)，每秒6點(diǎn)連續(xù)拍發(fā)，每秒6個(gè)對(duì)點(diǎn)藍(lán)色(或紫色)琥珀色(黃色)白色白色指點(diǎn)信標(biāo)覆蓋范圍：各指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)均發(fā)射扇形波束以便覆蓋整個(gè)航道三、航路指點(diǎn)信標(biāo)

任何航路上，如果需要用指點(diǎn)信標(biāo)來(lái)標(biāo)定一個(gè)地理位置的地方，應(yīng)安裝扇形指點(diǎn)信標(biāo)。在需要用指點(diǎn)信標(biāo)來(lái)標(biāo)出航路上無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備的地理位置的地方，應(yīng)安裝“Z”指點(diǎn)信標(biāo)，航路指點(diǎn)信標(biāo)發(fā)射信號(hào)的調(diào)制頻率為3000Hz±75Hz，鍵控發(fā)送莫爾斯識(shí)別碼，以表示該指點(diǎn)信標(biāo)的名稱(chēng)或地理位置。在發(fā)送識(shí)別信號(hào)間隙期間，載波不得間斷。

三、航路指點(diǎn)信標(biāo)四、機(jī)載接收機(jī)1．機(jī)載設(shè)備組成