第5章_仪表着陆系统(xiugai).ppt

导航原理与系统 navigationprinciplesandsystems 倪育德 中国民航大学 第5章仪表着陆系统 5 1概述 5 3下滑信标 5 5航向信标 5 6航向信标接收机 navigationprinciplesandsystems 5 4下滑信标接收机 5 7指点信标及其接收机 5 8下滑线的确定 5 2ils的一般特性 中国民航大学cauc 5 1概述 一 终端区气候与着陆标准 1 飞机的成功着陆跟很多因素有关 横向风 暴风雨 云底高 由云高计测量 据统计 飞机在起飞和着陆阶段发生的事故分别占总事故的26 和41 能见度 由大气透射仪测量 所测能见度称为跑道视距 中国民航大学cauc 5 1概述 一 终端区气候与着陆标准 2 决断高度 飞行员对飞机着陆或复飞作出决定 判断的最低高度 可由无线电高度表 lrra 给出 中国民航大学cauc 5 1概述 二 ils的发展历史及其缺点 ils是引导飞机进行精密进近和着陆的导航系统 其工作体制为m型等信号测角方式 发展历史 1939年由美国研制成功 1949年被icao采纳为国际标准导航系统 缺点 频道数少 40个频道 对机场环境敏感 提供的下滑道单调 中国民航大学cauc 5 1概述 三 ils的发展趋势 中国民航大学cauc 5 1概述 四 ils的组成与作用 1 中国民航大学cauc 5 1概述 四 ils的组成与作用 2 航向信标台 loc 提供水平制导 下滑信标台 gs 提供垂直制导 指点信标台 mb 提供距离信息与决断信息 中国民航大学cauc 5 1概述 四 ils的组成与作用 3 中国民航大学cauc 5 1概述 四 ils的组成与作用 4 若ils加装了dme提供飞机距跑道的距离信息 则三个指点标可以少装或不装 中国民航大学cauc 5 1概述 五 loc gs天线系统 1 loc gs的每个天线单元一般采用 对数周期天线 loc天线系统 中国民航大学cauc 5 1概述 五 loc gs天线系统 2 loc gs的每个天线单元一般采用 对数周期天线 gs天线系统 中国民航大学cauc 一 工作频段 loc f 108 10 111 95mhz f 0 05mhz 只用以mhz为单位的小数点后第一位是奇数的那些频率点 共有40个频道 5 2ils的一般特性 gs f 329 15 335 0mhz f 0 15mhz 与loc的频率是固定配对使用的 共有40个频道 中国民航大学cauc 5 2ils的一般特性 三 波的传播 极化形式 视距传播 水平极化 二 工作体制 gs loc m型等信号测角 四 辐射功率与作用距离 gs p 5 7w r 10nm loc p 5 15w r 25nm 中国民航大学cauc 分类 5 3下滑信标 本课程内容 中国民航大学cauc 分类 5 3下滑信标 nr 中国民航大学cauc 天线馈电 5 3下滑信标 sbr 中国民航大学cauc 天线馈电 5 3下滑信标 m array 中国民航大学cauc 一 工作框图 5 3下滑信标 中国民航大学cauc 5 3下滑信标 二 gs的工作原理与过程 1 1 csb sbo信号的形成 1 csb 载波信号 和信号 sbo 边带信号 差信号 u1 t um1cos ct u3 t um3sin 1t 1 2 f1 f1 150hz u4 t um4sin 2t 2 2 f2 f2 90hz u2 t um2sin ct 中国民航大学cauc 5 3下滑信标 二 gs的工作原理与过程 2 1 csb sbo信号的形成 2 中国民航大学cauc 5 3下滑信标 二 gs的工作原理与过程 3 2 m型信号的形成 1 gs信标的空间辐射场e t 为 下天线归一化方向性函数 上天线归一化方向性函数 中国民航大学cauc 5 3下滑信标 二 gs的工作原理与过程 4 2 m型信号的形成 2 调制度差 ddm m150 m90 中国民航大学cauc 5 3下滑信标 二 gs的工作原理与过程 5 3 下滑面的形成 1 ddm m150 m90 在下滑道扇区内 设计hsi的下滑偏离杆 使其偏移量 gg与ddm成正比 即 gg kg ddm 中国民航大学cauc 5 3下滑信标 二 gs的工作原理与过程 6 3 下滑面的形成 2 gg kg ddm 若飞机处在下滑面上 则 gg 0 可见m150 m90 或fh 0 0 0为下滑角 一般为2 4 下滑面 满足fh 0 0的点的集合 满足m150 m90的点的集合 中国民航大学cauc 5 3下滑信标 二 gs的工作原理与过程 7 3 下滑面的形成 3 由于在下滑面上 上天线对sbo信号的辐射为0 故称这种信标为 零基准信标 中国民航大学cauc 5 3下滑信标 二 gs的工作原理与过程 8 4 m150与m90的方向性图 1 镜象原理 无限大理想导电平面对电荷 q的场的影响 可以用一个对称于理想导电平面的 q镜象电荷来代替 中国民航大学cauc 5 3下滑信标 二 gs的工作原理与过程 9 4 m150与m90的方向性图 2 上 下天线与其镜象天线 1 对于ah a h组成的分集天线 对于al a l组成的分集天线 中国民航大学cauc 5 3下滑信标 二 gs的工作原理与过程 10 4 m150与m90的方向性图 3 上 下天线与其镜象天线 2 中国民航大学cauc 5 3下滑信标 二 gs的工作原理与过程 11 4 m150与m90的方向性图 4 上 下天线及m150 m90的方向性图 中国民航大学cauc 三 gs引导范围 5 3下滑信标 在覆盖范围内 最低信号场强为400 v m 中国民航大学cauc 5 3下滑信标 调制度差 ddm m150 m90 调制度和 sdm m150 m90 调制度差 ddm m150 m90 sdm 2m 中国民航大学cauc 5 3下滑信标 中国民航大学cauc 5 3下滑信标 中国民航大学cauc 一 工作框图 5 4下滑信标接收机 中国民航大学cauc 二 工作过程 1 5 4下滑信标接收机 u1 t um1 1 m150sin 1t m90sin 2t cos ct u2 t um2 1 m150sin 1t m90sin 2t cos iit ii为第二中频 u3 t um3 1 m150sin 1t m90sin 2t u4 t um4m90sin 2t u5 t u5 直流 u6 t um6m150sin 1t u7 t u7 直流 u8 t u7 u5 驱动hsi的下滑偏离杆ddm u9 t u7 u5 驱动hsi的警告旗sdm 中国民航大学cauc 5 4下滑信标接收机 二 工作过程 2 1 下滑偏离杆的偏离 1 u8 t u7 u5 驱动hsi的下滑偏离杆 u5 m90 u7 m150 u8 t u7 u5 ddm 在下滑道扇区内 设计hsi的下滑偏离杆 使其偏移量 gg与差电压u8 t 成正比 即 gg u8 t gg u8 t ddm gg kg ddm 中国民航大学cauc 5 4下滑信标接收机 二 工作过程 3 1 下滑偏离杆的偏离 2 在下滑道扇区内 偏移一个点 对应偏移0 35 中国民航大学cauc 5 4下滑信标接收机 二 工作过程 4 2 hsi警告旗 u9 t u7 u5 驱动hsi的警告旗 当出现下列情况之一时 hsi的警告旗升起 并给出告警信号 没有接收到射频信号 或接收信号中没有90hz或150hz调制信号 90hz或150hz信号幅度降到额定值的10 而另一个保持在额定值的20 中国民航大学cauc 5 3下滑信标 飞机在下 上飞 中国民航大学cauc 5 3下滑信标 飞机位于下滑面 不偏 中国民航大学cauc 5 3下滑信标 超出服务范围 故障旗出现 中国民航大学cauc 一 工作框图 5 5航向信标 中国民航大学cauc 二 loc的工作原理与过程 1 1 csb sbo信号的形成 1 u1 t um1cos ct u3 t um3sin 1t 1 2 f1 f1 150hz u4 t um4sin 2t 2 2 f2 f2 90hz u2 t um2sin ct 5 5航向信标 u5 t gm t 键控1020hz识别音频 中国民航大学cauc 二 loc的工作原理与过程 2 1 csb sbo信号的形成 2 5 5航向信标 中国民航大学cauc 二 loc的工作原理与过程 3 2 m型信号的形成 1 5 5航向信标 csb sbo信号通过 天线分配网络 按如下方式馈入航向天线阵 csb信号对所有天线单元同相馈电 以产生最大值沿着跑道中心线的单瓣方向性图 sbo信号给左 右对应天线单元的馈电相差180 以产生零值辐射点指向跑道中心线的两瓣方向性图 中国民航大学cauc 二 loc的工作原理与过程 3 2 m型信号的形成 1 天线方向图 同相 5 5航向信标 中国民航大学cauc 二 loc的工作原理与过程 3 2 m型信号的形成 1 天线方向图 同相 5 5航向信标 中国民航大学cauc 二 loc的工作原理与过程 3 2 m型信号的形成 1 天线方向图 同相 5 5航向信标 中国民航大学cauc 二 loc的工作原理与过程 3 2 m型信号的形成 1 天线方向图 反相 5 5航向信标 中国民航大学cauc 二 loc的工作原理与过程 3 2 m型信号的形成 1 天线方向图 同相 5 5航向信标 中国民航大学cauc 二 loc的工作原理与过程 4 2 m型信号的形成 2 loc信标的空间辐射场e t 为 5 5航向信标 中国民航大学cauc 二 loc的工作原理与过程 5 2 m型信号的形成 3 调制度差 ddm m150 m90 5 5航向信标 中国民航大学cauc 二 loc的工作原理与过程 6 3 航向面的形成 1 ddm m150 m90 在航道扇区内 设计hsi的航向偏离杆 使其偏移量 gl与ddm成正比 即 gl kl ddm 5 5航向信标 中国民航大学cauc 5 5航向信标 中国民航大学cauc 二 loc的工作原理与过程 7 3 航向面的形成 2 gl kl ddm 若飞机处在航向面上 则 gl 0 可见m150 m90 或f2 1 0 1为0 航向面 满足f2 1 0的点的集合 满足m150 m90的点的集合 5 5航向信标 中国民航大学cauc 二 loc的工作原理与过程 8 3 航向面的形成 3 由于在航向面上 f2 对sbo信号的辐射为0 故称这种信标为 零基准信标 5 5航向信标 中国民航大学cauc 二 loc的工作原理与过程 11 4 航向天线及m150 m90的方向性图 5 5航向信标 中国民航大学cauc 三 loc引导范围 5 5航向信标 在覆盖范围内 最低信号场强为40 v m 中国民航大学cauc 5 5航向信标 中国民航大学cauc 5 5航向信标 多径影响 中国民航大学cauc 5 5航向信标 弯曲 中国民航大学cauc 5 5航向信标 弯曲 中国民航大学cauc 5 5航向信标 双频航向信标 中国民航大学cauc 5 5航向信标 双频航向信标 中国民航大学cauc 一 工作框图 5 6航向信标接收机 中国民航大学cauc 二 工作过程 1 u1 t um1 1 m150sin 1t m90sin 2t m gm t cos ct u2 t um2 1 m150sin 1t m90sin 2t m gm t cos iit ii为第二中频 u3 t um3 1 m150sin 1t m90sin 2t m gm t u4 t um4m90sin 2t u5 t u5 直流 u6 t um6m150sin 1t u7 t u7 直流 u8 t u7 u5 驱动hsi的航向偏离杆 u9 t u7 u5 驱动hsi的警告旗 5 6航向信标接收机 u10 t um10gm t 中国民航大学cauc 二 工作过程 2 1 航道偏离杆的偏离 1 u8 t u7 u5 驱动hsi的航道偏离杆 u5 m90 u7 m150 u8 t u7 u5 ddm 在航道扇区内 设计hsi的航道偏离杆 使其偏移量 gl与差电压u8 t 成正比 即 gl u8 t gl u8 t ddm gl kl ddm gl 5 6航向信标接收机 中国民航大学cauc 二 工作过程 3 1 航道偏离杆的偏离 2 在航道扇区内 偏移一个点 对应偏移1 5 6航向信标接收机 中国民航大学cauc 二 工作过程 4 2 hsi警告旗 u9 t u7 u5 驱动hsi的警告旗 当出现下列情况之一时 hsi的警告旗升起 并给出告警信号 没有接收到射频信号 或接收信号中没有90hz或150hz调制信号 90hz或150hz信号幅度降到额定值的10 而另一个保持在额定值的20 5 6航向信标接收机 中国民航大学cauc 5 5航向信标 飞机偏右 左飞 中国民航大学cauc 5 5航向信标 飞