Принцип формирования курсового сигнала отклонения.

Курсовой маяк ILS-L (ILS-Localize) формирует в пространстве поле излучения, амплитудно-модулированное одновременно двумя частотами - 90 Гц и 150 Гц (рис.4а). В плоскости посадочного курса, т.е. вдоль ВПП, глубина модуляции каждой из этих частот m₉₀ = m₁₅₀ = m = 20%.

Если самолёт отклоняется от плоскости курса вправо (со стороны захода на посадку), то увеличивается глубина модуляции частотой 150 Гц и уменьшается глубина модуляции частотой 90 Гц, т.е. m₁₅₀ > m₉₀. Если самолёт отклоняется влево, то m₁₅₀ < m₉₀ . Величину m₉₀ - m₁₅₀ называют разностью глубин модуляции (РГМ).

Технические пути создания такого поля различны и изложены, например, в [1] - [5]. Процесс формирования поля излучения можно пояснить наиболее наглядно на примере курсового маяка посадочной системы 1-й категории (наименее точной).

В курсовом маяке 1-й категории поле формируют с помощью двух антенн (рис.4а), ДН которых F₁₅₀(j) и F₉₀(j) пересекаются. Антенны А₁ и А₂ запитываются в фазе от одного генератора ВЧ с частотой f_k, а модуляция осуществляется таким образом, что нулевые фазы модулирующих напряжений совпадают в каждый 3-й период частоты 90 Гц и в каждый 5-й период частоты 150 Гц, и с момента совпадения эти напряжения возрастают в одном и том же направлении рис.4б, в). Антенны А₁ и А₂ формируют два синфазных поля, которые в пространстве складываются и образуют суммарное поле e_k с амплитудой E_k

, (1)

где E_k, m₉₀ и m₁₅₀ зависят от угла j.

Установленный на самолёте приёмник сигналов курсового маяка выделяет (после усиления и амплитудного детектирования) огибающую А сигнала:

(2)

На рис.4г изображена огибающая при %, т.е. соответствующая оси ВПП.

Выделенную огибающую подают в приёмнике одновременно на входы двух полосовых фильтров - 90 Гц и 150 Гц.

При равенстве коэффициентов пропускания фильтров на их выходе получают сигналы:

(3)

, (4)

где k₁ - коэффициент пропорциональности;

- амплитуды сигналов.

Далее сигналы подают на выпрямители и получают токи I₉₀ и I₁₅₀, пропорциональные амплитудам U_90max и U_150max, т.е. пропорциональные глубинам пространственной модуляции m₉₀ и m₁₅₀:

(5)

, (6)

где - коэффициент пропорциональности.

Вычитая токи друг из друга, получают ток отклонения (или разностный ток)

(7)

Ток является информативным параметром сигнала курсового канала ILS. Выразим его через РГМ:

(8)

Разностный ток используют для отклонения стрелки курсового индикатора положения и обычно измеряют в микроамперах (мкА).

Величину

(9)

называют крутизной характеристики курсового приёмника. Для курсового маяка ILS принято также использовать следующие понятия:

1. Стандартный испытательный сигнал центрирования - сигнал, для которого РГМ£ 0, 2% (£ 0, 002).

2. Стандартный сигнал отклонения - сигнал, для которого РГМ = 9, 3% (0, 093).

3. Курсовой сектор - область углов влево и вправо от оси ВПП, ограниченная значениями РГМ=15, 50.

Обычно курсовой сектор равен 4... 6 град (±2... 3 град). Удобно также ввести крутизну углового отклонения

(10)

Примем для расчётов курсовой сектор равным 4град, тогда

Если крутизна углового отклонения выражена в рад/ед.РГМ, то у порога ВПП линейное отклонение самолёта от оси ВПП равно

L=[(длина ВПП)+(удаление маяка от конца ВПП)]× S _j × РГМ (11)