仪表着陆系统简介.doc

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1、#*仪表着陆系统（仪表着陆系统（ILS）简介）简介ILS 的原理的原理ILS 的作用和历史的作用和历史仪表着陆系统 ILS（Instrument Landing System）是“非目视”进近和着 陆的标准助航系统。它为飞机提供对准跑道的航向信号和指导飞机下降的下滑 道信号，再加上适当的距离指示信号，使飞机能在低的能见度和恶劣天气条件 下借助这些仪表提供的信号指示就可以安全着陆。随着新技术和新器件在 ILS 上的应用，ILS 所提供的精确导航信号使得全天候的着陆成为可能。 为了着陆飞机的安全，在目视着陆飞行条例（VFR）中规定，目视着陆的水 平能见度必须大于 4.8Km，云底高不小于 300M

2、。在很大一部分机场的气象条件 都不能满足这一要求，这时着陆的飞机必须依靠 ILS 提供的引导进行着陆。 ILS 是采用“等信号”原理来实现的，即通过比较两个信号的幅度差来给 出左右和上下指示，当飞行器处于指定航线时，两个信号幅度相等，差值为零。最早的 ILS 雏形出现在上个世纪三十年代，那时有一种叫“AN 系统”的设 备来帮助飞机着陆。如图一所示。它将“A”和“N”两个字母的 MORSE 码分开 发射，当飞机偏离跑道中心线时，飞行员只能听到其中一个字母的 MORSE 码， “A”或“N” ，只有飞机对准跑道时，才能同时听到两个字母。而飞机下滑的角 度是这样形成的：飞机沿着一个固定信号强度（比如

3、 100uA）降落。 后来这两个 MORSE 码被两个音频所代替（90Hz 和 150Hz） ，并且载波提高， 航向为 VHF，下滑为 UHF。如图二所 示。但上述两种系统的缺点是显而易见的，就是误差大，波瓣宽度十分大，容 易受干扰。现代的 ILS 通过采用多个对数周期天线，并添加其它技术元素，如图一：AN 系统图二：双音频系统#*采用双频系统、分离辐射和空间调制、信号频谱精确控制和变换等措施来提高 ILS 的精度和可靠性。ILS 的有关述语的有关述语决断高度（DH）：ILS 引导飞机到达飞行员能看见跑道的最低允许高度，在这个高度上，驾驶员必须做出继续着陆还是复飞的决定。对 I 类 ILS 来

4、说， 决断高度在中指点上空，II 类 ILS 在内指点上空。能见度（能见度（VISVIS）：白天能看到或辨别出明显不发光物体或晚上看到明显发光物体的最大距离。与跑道视程（RVR）的定义有所不同，但有一定联系。着陆标准：着陆标准：国际民航组织（ICAO）是根据不同的气象条件，使用决断高度和跑道视距来规定了三类着陆标准。 类别能见度（VIS）决断高度（DH） I800m60m II400m30m IIIa200m0，看着着陆 IIIb50m0，看着滑行 IIIc00，不用任何目视参考至停机位 ILS 系统能够满足 I、II 类着陆标准，但是 III 类着陆要求有更复杂的辅助 设备相配合，例如配合飞

5、行指引仪或自动驾驶仪来完成 II 类着陆标准的自动控 制。III 类着陆标准不仅在进近和着陆要使用自动化控制设备，而且滑跑 （rollout）和滑行（taxing）也必须在其它电子设备控制下完成。ILSILS 的分类：的分类：根据 ICAO 三类着陆标准，ILS 设施也分相应地为三类。I 类设施性能的仪表着陆系统：从仪表着陆系统覆盖区边缘到航向信标的航 道与下滑信标的下滑道在高度不大于 60 米的从跑道入口水平面量起处相交的一 点，能够提供引调信息的仪表着陆系统。 II 类设施性能的仪表陆系统：从仪表着陆系统覆盖区边缘到航向信标的航 道与下滑信标的下滑道在高度不大于 15 米的从跑道入口水平面

6、量起处相交的一 点，能够提供引调信息的仪表着陆系统。 III 类设施性能的仪表着陆系统：借助必要的辅助设备，从仪表着陆系统覆 盖区边缘到跑道表面能提供引调信息的仪表着陆系统。DDM：调制度差，用较大信号的调制度百分比减去较小信号的调制度百分比，再除以 100。在 ILS 中，即是 90Hz 的总调制度和 150Hz 的总调制度的差值 的。当对准 跑道时，DDM=0；偏离跑道时 DDM 大于或小于 0。在在下滑道左 边和上面是 90Hz 占优，右边和下面是 150Hz 占优。如图三所示。DDM 值的正 负表示的是 90Hz 或 150Hz 占优。 SDM：调制度和。接收机收到的合成信号中 90H

7、z 和 150Hz 的调制度之和。#*航道信号：给飞机进近和着陆时对准跑道中心线的信号。下滑道信号：提供给飞机沿着一定角度下降的信号。ILS 组成和原理组成和原理一个完整的 ILS 系统包括地面设施和机载设备。 ILS 地面台的组成包括：航向(LOCALIZER)、下滑(GLIDE SLOPE)、指点 标(MARKER)或 DME。 飞机着陆过程： 飞机从五边切入盲降时，首先搜索到航向信号并对准跑道飞行，同时根据 航向信号选择下滑信号的频率，搜索到下滑信号的时候，高度降到 2500 英尺， 根据下滑提供的信号进行下降角度的调整，之后在航向信号和下滑信号的共同 作用下，以 3 度左右的下滑角对准

8、跑道中心线飞行。经过外指点标时，飞行高 度降为 1200 英尺，经过中指点标时，高度为 300 英尺。 参考图四、五、六。航向台航向台：由航向天线阵和航向设备组成。航向天线产生的辐射场在通过跑道中心延长线的垂直面内形成的航向面（也叫航向道） 。航向信标就是用来给提 供飞机偏离航道的横向引导信号。机载航向接收机收到航向信号后经处理，输 出飞机相对于航向道的偏离信号，加到驾驶仪表板上的水平姿态批示器 （HSI）的航向指针。若飞机在航道对准跑道中心线，则指针偏离指示为零； 若飞机在航向道的左边或右边，航向指针就向右或向左，给驾驶员提供“飞右” 或“飞左”的指令。下滑台：下滑台：由下滑天线阵和下滑设备

9、组成。下滑信标天线辐射的场型形成图三：DDM 示意图#*下滑面，下滑面与包含跑道中心线的水平面的夹角为 24之间。下滑信标 就是用来给飞机提供偏离下滑面的垂直引导信号。机载下滑接收机收到下滑信 号后经处理，输出相对于下滑面的偏离信号，加到 HIS 上的下滑指示器。若飞 机在下滑面上，下滑指针在中心零位，若飞机在下滑面的上方或下方，指针就 会向下或向上给驾驶员提供“飞下”或“飞上”的指令。 航向面与下滑面的交线定义为下滑道。飞机沿着这条交线着陆，就以准了 跑道中心和规定的下滑角，在离跑道约 300M 下着陆。 航向信标和下滑信标发射信号空中合成了一个矩形延长的角锥形进场航道。 其中航道宽度为 4

10、，下滑道宽度约为 1.4。uA 与 DDM 的关系机载设备的 HIS 指示器除了航向（左右）和下滑（上下）偏离指针外，还 有一个“旗”指示器。当机载设备选择了航向频率后，没收到射频信号或收到 解调出来的调制信号幅度小于额定值时， “旗”告警就会出现，说明偏离指针的 指示是不可靠的。 机载设备接收机的输出与偏离指示器之间有标准的接口，对于航向来说， 偏离指针的驱动电流与 DDM 值的关系是 970*DDM(uA)。航向偏离指针的满刻度 偏转与 0.155DDM 相对应，这时的偏转驱动电流就是 150uA(970*0.155)，相当 于偏离 2。下滑的指示满偏是两个点，一个点对应就是 0.35 度

11、。图四：ILS 的组成和原理#*图五：ILS 进近图六：ILS 的布局#*什么是空间调制？什么是空间调制？首先要理解什么是调幅波。 一个单音频的调幅波表达式为：E=Ecm(1+msin2fat)sin2fct=Ecmsin2fct - (mEcm/2)cos2(fc+fa)t + (mEcm/2)cos2(fc-fa)t 载波上边带波下边带波式中 fa为调制单频，m 为调制深度，fc是载波频率#*一个完整的调幅波可以分解为一个载波分量，一个上边带分量，一个下边带分量。上 边带和下边带合成的信号（如上图的 d 信号）叫做纯边带信号。 空间调制是相对于发射机调制而言的。在发射机调制中，载波分量与总

12、边带分量是从 同一个天线上辐射，二者之间没有相位的变化，所以它们是在一定的相位关系上自动合成 的，因此单独一根天线辐射的调幅波信号是不带有任何方位信息的。空间调制的原理是： 载波分量在一个天线辐射，与此同时，纯边带波由另一个天线辐射，这两个信号同时到达 接收机，由接收机的电路合成一个完整的调幅波。所谓“空间调制” ，并不是说载波分量与 纯边带分量在空中相互作用和相互调制，实质上它们是两个不同的信号在空中各自传播， 最终在接收机内部合成。空间调制的一个重要指标是空间调制系数空间调制系数，它定义为总边带分量与载波分量的比值。当总边带分量与载波分量同相或反相合成时，空间调制系数最大，这时与发射机调制

13、 的结果是一致的，接收机检波出来的是调制信号的基频。当总边带波分量与载波分量不同 相时，空间调制系统会减小，接收机检波出来的调制信号中会出现谐波，当总边带波与载 波相差 90时，空间调制系数最小，接收机检波出来的调制基波为零，而调制信号的二次 谐波达到最大。ILS 系统的“空中调相”正是利用了这个特性，在 SBO 通道串接 90 度线来 人为使分离辐射的边带与载波分量相差为 90 度。 应注意的是，ILS 系统中的调制是发射机调制和空间调制的合成。ILS 的载波 分量单纯辐射一个载波，而是一个完整的调辐波，称为 CSB（载波加边带，调制单频是 90Hz+150Hz） ，这个信号在飞机的接收机中

14、就是普通的发射机调制，而分离辐射的纯边带信 号叫 SBO(调制间频是 90Hz-150Hz)，它与 CSB 在飞机的接收机中的合成属于空中调制。因 此在飞机的接收机中“总的边带”应是“CSB 中的边带分量”与“分离辐射的边带分量” 的合成，总的调制系数也是它们两者的矢量合成。信号特征信号特征包括 CSB、SBO 和余隙（CL） 。辐射场型是水平极化波。CSB是载波加边带信号，是一个普通的 AM 调制波，调制信号为 90+150Hz（航向的 CSB 还有识别信号调制） 。SBO是载波受抑制的调幅波，调制信号是 90-150Hz。由于载波相位在每个调制信号过零处反相，所以在输出的信号中不含载波。航

15、向的余隙也分为 CSB 和 SBO，下滑的余隙仅有 CSB，调制信号为150Hz 占优的信号。 航向是频率范围是甚高频（VHF）频段，下滑是超高频（UHF）频段。在这样的频段 上，信号的传输是以直线视距传播为主，地面衰减小，电离层不能反射这些波段的信号， 除了地物反射、大气折射和吸收等因素的影响外，受到的干扰比中长小波小得多，基本遵 循自由空间传播的各种规律。由于频率高，发射机及天线的尺寸重量将大为减小，可以方 便地产生很窄的脉冲以及尖锐的天线方向图。但其缺点也很明显，就是信号只能在直视范 围内工作，不能提供地平线以下的覆盖，只能用于近程空中导航。#*图七：采用四个天线的航向合成场型示意图LO

16、C 的场型的场型LOC 场型由对数周期天线辐射产生GS 的场型的场型下滑的场型是由天线的直射波和地面反射波共同形成， “镜象原理”是下滑场型形 成的基础图八：零基准下滑场型 CSB 和 SBO#*天线系统天线系统航向天线根据场地状况和跑道长短可选择 8、14（或 13） 、24（或 21）单元， 8 单元采用单频发射机，14（13）单可根据需要采用单频或双频发射机，而 24（21）单元则必需采用双频发射机。 下滑天线可分为零基准、边带基准和捕获效应三类，只要分别是天线的挂高 和信号分配上有所不同，M 型捕获效应天线对场地适应性是最强的，但同时也是 最复杂的。余隙的作用余隙的作用在单频航向系统中

17、，由于波瓣较宽，在受到障碍物反射时，反射信号会造成航道的弯 曲。所以，为了适应更复杂的地形，就必须采用更多的天线，这样一来，CSB 波瓣会很窄， 能量集中在跑道中心线前方一个有限的范围，从而造成航道宽度过窄，在飞机未找到航道 之前，缺乏相应的指引信号。这时，就需要提供一个偏航道信号，这个信号就叫偏航道余 隙。另外，尽管航道信号几乎全部集中在天线正前方一小段范围内，但仍有小部分旁瓣信 号，在飞机离跑道过近和极低低能见度时仍有可能收到假航道信息，这是非常危险的，所 以这些旁瓣信号必需要一个相应的信号来覆盖它，并可以指示飞机返回正常航道。余隙与 航道的载波相差 514KHz，两个信号都在机载接收机的

18、带宽之内。根据接收机原理，当接 收到两个频率的载波时，信号较强的信号首先被解调，这叫做“捕获效应” （CAPUTER EFFECT） 。只要两个信号强度相差10dB10dB以上，较弱信号的解调输出不会造成影响。在双 频的航向中，航道是 15W，而余隙只有 4W，再经过航向天线阵的幅度和相位分配，可以 完全满足这个要求，而且由于余隙信号较弱，即使受到障碍物的反射，其反射的信号对航 道弯曲的影响也是微不足道的。如果飞机偏离航道2 以上，飞机收到的将是余隙信号是 强信号，飞机的接收机将给出一个“OFF COURSE CLEARANCE”指示，指示飞机偏离了 跑道中心线太远。此外，航向的余隙也可为反向

19、着陆或起飞的飞机提供某种程度上方位引 导。 下滑的余隙只有 CSB 信号，上面调制有 150Hz 占大多数的信号，覆盖的是下滑道下 方的区域，给飞机提供的是一个向上的信号。图九：航向余隙信号的作用原理#*ICAO 规定之规定之 ILS 规范规范ICAO ANEX 10 之规定，ILS 分为三类 CAT I, CAT II 和 CAT III，其中 CAT III 更细 分为 A、B、C 三类。 设备性能的分类：一类：从仪表着陆系统覆盖区边缘到航向信标的航道和下滑信标的下滑道在高度不大 于 60 米（200FT） ，从跑道入口的水平面量起处相交的一点，能够提供引调信息的仪表着 陆系统。 （不排除

20、低于 60 米的高度，结合目视参考来使用 I 类设施性能的仪表着陆系统， 只要所提供的引导质量允许和已经建立了满意的使用程序） 二类：从仪表着陆系统覆盖区边缘到航向信标的航道和下滑信标的下滑道在高度不大 于 15 米（50FT） （从含有跑道入口的水平面量起）处相交的一点，能提供引调信息的仪表 着陆系统。 三类：引导到跑道表面。 无论哪种类型的设备，给航空器提供的指示是都应该是一样的，指示的位移也应该是 一样的。 ILS 基准数据点示意图跑道入口15+3mA(远台)3500Ft（1050m）下滑道B(近台)4Nm（7.5Km）TC100Ft(30m)D跑道中心线3000Ft（900m）E200

21、0Ft（600m）图十：ILS 基准点示意图4m#*标准标准航向航向下滑下滑射频频率108111.975MHz， 容差0.005%，双频系统不超过0.002%， 双频频差 514KHz。波道间隔为 50KHz328.6335.4MHz 容差0.005%，双频系统不超过0.002%，双频 频差 432KHz。下滑频率必须与航向频率配对使 用，是一一对应的，按规定的列表选取覆盖前向航道正负 10 度内为 25 海里，10 度至 35 度内为 17 海里，35 度以外为 10 海里。在规 定距离内，向上直到从航向信标天线向外延 伸并与地平面成 7 度夹角的平面内，必须能 收到信号，建议 7 度仰角以

22、上信号应尽可能 低。在下滑道左右两边各 8 度方位，上至地平面以上1.75，下至地平面以上 0.45 的扇区内距离至 少 10 海里，场强40uV/m，I 类在 10 海里至 60 米高度 90uV/m400uV/m调制信号频率CSB：90Hz+150Hz，音频频偏在1.5%内 SBO：90Hz-150Hz 面对跑道时，左手边就是 90Hz 占优，右手 是 150Hz 占优CSB：90Hz+150Hz，音频频偏在1.5%内 SBO：90Hz-150Hz 在下降方向上，下滑道下方应是 150Hz 占优，上 方直到 1.75 角度均是 90Hz 占优调制度90Hz 和 150Hz 各为(202)%

23、90Hz 和 150Hz 各为(402.5)%航道与下滑道在任何水平面内最靠近跑道中心线的调制度 差（DDM）为零的各点的轨迹。在包含跑道中心线的垂直平面内，最靠近水平面 的所有 DDM 为零的各点轨迹，下滑道与水平面 的夹角标称值为 3航道扇区和下 滑道扇区在包含航道线的水平面内并最靠近航道线的 调制度差（DDM）为 0.155 的各点轨迹所制 的扇区。航向扇区宽度不得超过 6包含 ILS 下滑道的垂直平面并由最靠近下滑道的 DDM 等于 0.175 的各点轨迹所限定的扇区结构I类: 从覆盖区边缘到“A”点，DDM 应小 于 0.031，从“A”点到“B”点线性下降到 0.015，从“B”点

24、到“C”点不得大于 0.015I 类：从覆盖区边缘到“C”点 DDM 不得大于 0.035航道/下滑道位 置在基准数据点处偏离跑道中心线的位 移为10.5 米或 0.015DDM，以小为准,II 类 为 7.5 米，III 类为 3 米I、II 类下滑角偏移不得大于 0.075，约相当 0.050DDM，下滑道向下延伸的直线部分必须通过 ILS 基准数据点，那点定义为入口高度，其值是 15 米，允许有+3 米容差。位移灵敏度在半航道扇区内(DDM=0.0775)在 ILS 基准数 据点处为 0.00145DDM/m17%。根据这个 要求，在跑道头左右两边 105 米处的 DDM 值应为 0.1

25、55，也就是说在跑道入口处的航道 宽度是 210 米，无论跑道多长，这个值都是 一样的，跑道越长，就要采用更多的天线阵 子使波束收窄，以便在跑道入口处满足这个 要求。I 类设备在下滑道上下角位移为 0.070.14 之间 的标称角位移灵敏度应相当于 0.0875DDM，即相 当于（0.0875/(0.07+0.035)=0.833DDM 在下滑 道下方 DDM 值应随角度增大而平滑增加直至 0.22DDM识别仅航向信标需要发射识别。识别信号应调制在同一射频载波或双载波上，指示特定的跑特定的跑#*道和进场方向道和进场方向。调制音频为 102050Hz，调制度应为(515)%。识别信号采用国际莫尔

26、斯电码， 由两至三个字母组成。识别发射速率要求是每分钟 7 个字和每分钟不少于 6 次。莫尔斯电码是由 点、划组成的，一点为 0.10.125S，一划为 3 个点的宽度，码元间隔为一个点的宽度10%，字 母之间的间隔不得小于 3 个点宽度。监控监控器动作的条件： 1)在 ILS 基准数据点处平均航道线偏移大于 0.015DDM 1)2)单频射频功率降低 50%，双频射频功率降 低 20% 2)3)位移灵度变化超过 17%，在航道宽度点 (0.155DDM)处为超过 0.125DDM0.181DDM 3)从出现参数告警到转换机或关机的总时间， I 类不得大于 10 秒，II 类不得大于 5 秒，

27、III 类不大于 2 秒监控器动作的条件： 1)在 ILS 平均下滑偏移大于 -0.075/ +0.10 4)2)单频射频功率降低 50%，双频射频功率降低 20% 5)3)I 类设备位移灵度变化超过 0.030DDM，在下 滑宽度点(0.175DDM)处为超过 0.1450.205DDM 从出现参数告警到转换机或关机的总时间，I 类 不得大于 6 秒，II、III 类不得大于 2 秒射频功率CSB：15W；SBO 约为几百毫瓦，由飞行校 验根据航道宽度来定，跑道越长，天线单元 越多，所需的 SBO 功率就越小。 余隙 CSB：4W，SBO：约 200mWCSB：4W，零基准的稍小一些；SBO

28、 约为几十 毫瓦，由飞行校验根据下滑道宽度来定 余隙仅有 CSB，功率为几百毫瓦电磁环境要求见下图见下图校飞周期I 类 9 个月,II 类 6 个月必需对监视器进行检查，自动或手动。 （监控器自检） 。为了减少设备工作在监视器监 视范围边缘失效，应该在告警门限的 75%提供预警信号。远场监视器的作用：（III 类是必需的，二类是期望的，I 类是一个补充）一般是用于航道校准，但也用于监视航道灵敏度。与近场和整体监视器相互独立工作。 目的是防止航向信标调整错误，防止近场或整体监视器产生错误，可以加强综合监视系统 的能力，从而对辐射单元的物理性变化或地面反射特性的变化作出响应，可以监视多径干 扰和跑

29、道区干扰。可用作执行监视器。 远场监视信号易受到跑道上或附近航空器的影响，一般要装有 30120 秒的延时。或 低通滤波器。#*航向灵敏区的划分：图中灰色为临界区，浅色为灵敏区（面积为 X*2Y） 。 在上图的灰色区是航向信标台场地保护区，在该区内不得有树木、高杆作 物、建筑物、道路、金属栅栏和架空金属线缆。进入航向台的电源线和电话线 应从保护区外埋入地下。在航向信标台天线前方10、距离天线阵 3000 米的 区域内，不得有高于 15 米的建筑物、高压输电线等大型反射物存在。R=75m跑道300m 或到跑道终端，以长为准YX120mY#*下滑灵敏区的划分下滑灵敏区的划分：在上图的 A 区内不得

30、有高于 0.3 米的农作物和杂草，不得有建筑物、道路、金属栅栏 和架空金属线缆。进入下滑台的电源线和电话线应从 A 区外埋入地下。在 B 区内不得有高 于 10 米的金属物体、堤坝、树木和高压输电线等大型反射体存在跑道下滑天线A 区400m120m滑行道120200m着陆方向500mB 区 #*设备组成及信号流程设备组成及信号流程航向设备基本组成航向设备基本组成航向设备是由发射机、监控器、电源系统、天线系统以及遥控器及远场监控器组成， 双机系统还要包括转换和控制单元。 如下图所示为一套简单的六单元天线航向设备。 由发射机产生符合要求的 CSB、SBO 射频信号，通过天线系统中的射频分配网络进行

31、 幅度和相位的分配，馈送到各个天线上去辐射，每个天线内的取样信号由射频混合网络按 一定的幅度和相位合成还原出 CSB、SBO 和 CL 等信号，用来产生航道、宽度参数，与远 场监控参数一起送到监控器去，跟预定的告警门限相比较，给出指示或送到远端遥控器。 电源系统产生各组件所需的低压直流电。 航向信标有单频和双频之分。当跑道较短，天线单元较少（一般 14 单元以下）时采用 单频系统，14 或 12 单元时可采用单频或双频，14 单元以上，如 21、24 单元则必须采用双 频系统。双频系统与单频系统相比，多了余隙发射机。#*航向发射机基本组成航向发射机基本组成航向发射机的基本任务是产生符合要求的

32、CSB、SBO 射频信号。应包括低频信号产生 器，射频源，调制器，功放和滤波组件等。 低频信号产生器是用来产生 90Hz、150Hz 和识别信号的 1020Hz 信号。射频源是产生 载波频率信号的，如果是双频系统，就需要两个射频源，一个服务于 Course 通道，一个服 务于 Clearance 通道，两个射频源之间通过一定的锁相比较控制，使得两个载波的频率之差 为规定的 514KHz。调制器和功放在不同厂家的设备上实现的方式是不同的，但它们最终 产生的 CSB、SBO 信号是相同的，即 CSB 上的调制包络都是“和”信号- 90Hz+150Hz，而在 SBO 上的调制包络都是“差”信号-90

33、Hz-150Hz。功放一般都采用 AGC 电路来稳定输出功率。 下图是 MKII 型发射机的框图SBO射频放大振荡器振荡器倍频放大倍频放大功放功放功放功放低通低通低通低通差放大差放大和放大和放大过零检测过零检测绝对值绝对值电电 路路460.8Hz振荡分频振荡分频90Hz 滤波网络滤波网络150Hz 滤波网络滤波网络比较比较 放大放大比较比较 放大放大激励器二极管 开关网络CSB射频放大90/150信号产生器滤波/检测器CSB+SBOSBO#*航向监控器基本组成航向监控器基本组成航向监控器包括监控混合网络、航道检测器、宽度检测器、监控信号处理组件、告警 电路、自检电路及外部通信电路等。 监控混合

34、网络的功能首先是从各个天线单元的取样信号中按一定的幅度和相位关系还 原出 CSB 和 SBO 信号，再将这两个信号以一定的幅度和相位关系合成，得到代表航道 Course 和宽度 Width 的射频信号，这两个信号经航道和宽度检测器的检波，得到 Course 和 Width 的包络，与远场监控回来的信号一起送入信号处理组件，得到射频电平、航道 DDM、宽度 DDM 和远场 DDM 等参数，与预设的门限相比较，若超出门限，则产生告警 信号，由外部通信电路送到相关组件。监控器必须可以自检，以保证自身功能的正确。 当今先进的 ILS 设备，其监控器功能非常强大，不仅可以监测发射参数，还可以对整 机的各

35、个组件及环境参数进行监控，一些设备的监控器还保存着发射机工作的预置参数。 这些监控器实质上充当了整个设备的“大脑” ，协调控制着整机的工作。航向天线系统组成航向天线系统组成航向的天线系统包括射频分配网络，天线阵及相关射频电缆。 射频分配网络是将根据天线单元的个数，按 CSB 和 SBO 信号按一定的幅度和相位关#*系分配到各个天线单元中。 航向天线阵采用的是对数周期天线，具有宽频带，方向性强，高度低，相互干扰小等 优点。#*下滑设备基本组成下滑设备基本组成下滑设备由发射机、监控器、电源系统、天线系统以及遥控器和近场监控器组成，双 机系统还要包括转换和控制单元。 如下图所示为一套简单的捕获效应下

36、滑设备。 由发射机产生符合要求的 CSB、SBO 射频信号，通过天线系统中的射频分配网络进行 幅度和相位的分配，馈送到上、中、下天线上去辐射，每个天线内的取样信号由射频混合 网络按一定的幅度和相位合成还原出 CSB、SBO 和 CL 等信号，用来产生下滑道、宽度参 数，与近场监控参数一起送到监控器去，跟预定的告警门限相比较，给出指示或送到远端 遥控器。电源系统产生各组件所需的低压直流电。 下滑信标根据采用的天线系统不同，一般分为零基准、边带基准和捕获效应三种。捕 获效应属于双频系统，多了余隙发射机，其余的均是单频系统。零基准的设备比较简单， 不需要射频分配和混合网络，CSB 和 SBO 直接送

37、到下天线和上天线，但这种系统对场地 要求十分严格，这都是因为下滑道下方信号太强容易被反射所致。边带基准通过简单的幅 度和相位分配，并把下天线的挂高降低，一定程度上减小了下滑道下方的信号强度，但也 由于天线太低，天线场地前面的草稍微长高一些，都会引起下滑角的升高。捕获效应通过 一个复杂的幅度和相位分配系统，使下滑道下方的信号极为减弱，同时天线挂高不至于太 低，所以捕获效应的场地适应能力比较强，同时，为了飞机在低于下滑角时能得到“向上” 飞的明确指示，增加了余隙信号，在下滑道下方，余隙信号强度较大，飞机捕获到余隙信 号时会得到明确的“向上”飞指示。下图为三种不同的下滑天线系统及其场型图，依次为零基

38、准，边带基准和捕获效应#*#*下滑发射机基本组成下滑发射机基本组成下滑发射机与航向发射机的组成基本一样，只是射频源的频率上升为 UHF 频段，功放 的功率小得多，没有了识别信号产生电路。下滑监控器基本组成下滑监控器基本组成下滑监控器的作用与航向监控器基本相同。下滑天线系统组成下滑天线系统组成下滑天线系统也是由射频分配单元和下滑天线阵组成。下滑天线分为两单元的零基准、 边带基准和三单元的捕获效应。三种天线的幅度和相位关系如下图所示零基准边带基准捕获效应上天线上天线SBO：0.117180SBO：0.117180SBO：0.058180 CLR：0.200下天线下天线CSB：10CSB：10 SB

39、O：0.1170CSB：10 SBO：0.058180 CLR：0.200中天线中天线CSB：0.5180 SBO：0.1170#*CSBCSB 包络信号包络信号-2.5-2-1.5-1-0.500.511.522.5050100150200250300tA90+150波形SBOSBO 包络信号包络信号-0.500.511.522.5050100150200250300tA90-150波形#*识别信号波形识别信号波形由国际莫尔电码调制的 1020Hz 波型。外场测试外场测试日常维护的外场测试日常维护的外场测试航向的外场测试点为跑道中心点和宽度点。一般选取 ILS 基准数据点处的跑道中心点 和宽

40、度点，即跑道头中心点和左右各 105 米的地方测量 DDM。中心点的 DDM 应为 0，左 右 105 米处的 DDM 应为 0.155。 下滑的外场测试应选择在 180 反相点之后，近场监控天线的左前方或右前方。下滑的 外场测试仅作为参考使用，尤其是捕获效应的设备，由于下方的信号很弱，加上人为因素， 测得数据不稳定。下滑的外场测试也是要记录下滑道 DDM、上半宽度点 DDM 和下半宽度 点 DDM，下滑道 DDM 为 0，上、下半宽度点 DDM 为 0.0875。一般是将测试杆升到一定 高度时得到上述三个 DDM 值，记录当时的杆的高度，作为下次测试的参考。初装统调时的外场测试初装统调时的外

41、场测试在系统初装、统调时的外场测试是一项非常重要的工作，主要是完成航道的地面校直 和外场对相。 为了得到最大的空间调制系数，CSB 和 SBO 信号必须尽量同相。为了测试方便，利 用 SBO 与 CSB 信号相差 90 度时的调制度最小的原理，在 SBO 通道中串接 90 度线，调整 SBO 相位使外场得到最小的 DDM 指示（或与单独辐射 CSB 信号时的 DDM 最接近） ，再 去掉 90 度线，就会得到最佳的 CSB 和 SBO 外场相位关系。#*校飞校飞下滑校飞下滑校飞 调整下滑台调制度和1、飞行方法：沿下滑道进近，高度 3000FT，距离 104NM（海里） 2、调制度和标准：40%

42、0A 90Hz、150Hz 调制度和容差：40%2.5%10A 3、地面调整：根据校飞结果，如校验员要求调整，则调整发射机“调制度” 。在下滑道 上及其上、下两侧的各个角度上调制度和并不是都相等，所以应以下滑道上的数据为准。根据机载接收机的原理图，调制度太低会引起旗告警。有效射频信号太低会引起旗告警，同时引起调制度改变，这时测得的调制度是不准确的。 如某航向台在校飞时，测得的 RF 幅度只有94dB（正常为60-93dB 之间） ，调制度 不准确了，波动很大。在 0A 上进近，若下滑道结构不好或因机长驾驶不稳定，有可 能引入其他误差，引起调制度的改变。总的说来，调制度是比较稳定，容易调整的。调

43、整下滑角。 （下滑角宽度结构）#*1、飞行方法：沿75A 进近，0A 进近，高度 19003000FT，Dis6NM5NM。2、下滑角标准植：3下滑角偏移容限：2.963.04a、在机内 CSB 调制平衡正确的条件下，其结果取决于参与 SBO 辐射天线阵子的挂高 及反射场地坡度。 SBO 天线挂高计算公式为:H 原 原=H 现3(零基准) H 现= 原3H 原（HSBO ；HSBO ） 下滑角偏移不大，对称性又配合的话（如下滑角偏高，上宽下窄，调平衡使 ） ，可以 微调“调制平衡” 来修正。 （一般不用） 。 b下滑道宽度： 标准值： W=0.72=0.12=0.362 对称性：40%60%（

44、类） 类：下滑道在 0.070.14 即 2.792.58内 DDM 值为 0.0875。未能达到要求 调 SBO 功率。 过窄：过窄：增大 SBO 衰减量（调发射机 SBO 功率） ，减少 SBO 功率。 过宽：过宽：减少 SBO 衰减量，增大 SBO 功率。 衰减量（dB 值）由下式计算：dB=20lg（0.72/W 原）注：W 原为原下滑宽度,单位度。 定相定相如果宽度大，调整 SBO 功率作用不大时，主要是因为 CSB/SBO 定相不准确引起的。 必要时可以申请补做 CSB/SBO 定相， （定相的方式是在 SBO 通道串接 90 度线 ）、下滑道结构类 正确（0.035DDM） 1

45、区30A(覆盖区边缘至 A 点) 2 区30A(A 点至 B 点) 3 区30A(B 点至 C 点) 下滑结构不合格时，微调 SBO 边带相位、入口高度HY D= #*tg()D：内撤距离 H：入口高度 Y：跑道反射面值 ：下滑角 正常值:15+3 米在下滑角正确时，它一般取决于下滑台距跑道入口的后撤距离及反射区纵向坡度。入口高度检查是在距离跑道入口 1830300 米处的一段下滑道延伸与跑道入口垂直面 相交一点与跑道面的高度 下滑台窄告警、宽告警 类标准：2（0.120.0375）=3 ,则 2(0.360.1125)=(0.495 0.945) 改变主用发射机 SBO 输出衰减器的 dB

46、值如下:dB=20lg（W 告警/W 正常） W 告警：窄宽告警门限角度, W 正常：本发射机实际校验得出的宽度(0.72 度)飞行方法:沿75A 进近,高度 2000FT,6NM 下滑角下限告警 类：告警门限：2.775=0.075 飞行方法：沿 0A 进近，高度 19003000FT6NM地面调整： （1）调整发射机“调制平衡”（增加 90Hz 调 制度，使下滑角下降至告警门限） 。（2）记录记录整机 DDM，近场 DDM 监控值。 恢复标准下滑角。 下滑余隙及覆盖 余隙： 飞行方法： 校验飞机沿中心延长线平飞，高度 1066FT100.7A，检查余隙 最小值。覆盖：0.30.45 处19

47、0A 飞行方法： 在航线中心线航道左右各度平飞。高度：2000FT10NM类：在 1.750.45 即 5.251.35内覆盖距离至少达 10NM。 复测：合格后参照监控结果校另一部机，双机合格后，飞机按正常下滑道着陆，完毕。地面调整：测场型，调整监控器等，做好各项记录。 #*航向校飞航向校飞调制度及平衡标准值：40% 容差：90Hz、150Hz 调制度为 20%2%飞行方法：沿跑道中心延长线平飞，H=1500FT，D=104NM地面调整：SBO 接假负载，只发 CSB 信号，如有需要，调整发射机“调制度”。 航道校直和结构 飞行方法：沿 0A 下滑道进近，H=2000FT，D6NM。a. 航

48、道校直：是指在跑道入口处航道线偏离跑道中心线的准确性。类容差：010.5 米 类容差：07.5 米#*地面调整：在 M90=M150时，即调制平衡时，要求修剪电缆. a. 航道结构 即航道线的弯曲度，应小于下面数值：类 1 区（覆盖区边缘到 A 点）：30A2 区（A 点至 B 点）：30A 线性下降至 15A3 区（B 点至 C 点）：15A航道结构若不合要求要调整 SBO 的相位 4Z1，或排除保护区内的障碍物（反射物） ，或检 查天线系统的性能。 航道宽度及对称性 SYM%飞行方法： 按15A 下滑或飞四方块，H=2000FT，D=6NM定义：在水平面内，由 DDM 为 0.155 轨迹线所限制的扇区宽度角。地面调整：调整发射机 SBO 边带幅度 SBO 功率 W SBO 功率 WSYM%指对称性，标准值为 50%容限（40%60%） 宽度计算公式 105=2arctg L1+L2 ：航道宽度 L1：跑道长度 L2：航向天线至跑道终端距 窄、宽告警，容限：17%（位移灵敏度） a、窄宽度告警 飞行方法：与校宽度相同 标准：正常宽度减少 17%W W 窄= = 0.854W(1+17%)0.3#： W=3.14 W 窄= 2.68 21#： W=3.28 W 窄=2.8 b、宽度告警 飞行方法：与校宽度相同 标准：正常宽度增加 17%#*W W 窄= =1.2