淺析儀表著落系統

孫政遠

民用航空華東地區空中交通管理局福建分局 350001

淺析儀表著落系統

孫政遠

民用航空華東地區空中交通管理局福建分局 350001

ILS----儀表著陸系統，俗稱盲降，是一種廣泛應用在民用航空領域輔助飛機在近地面準確實施進近的導航系統。本文從ILS地面設備和機載設備的組成以及設備的性能特點入手，分析了下滑道和航向道形成原理，討論了由于ILS本身內部結構以及ILS在飛行中所起到的作用。

儀表著陸系統；進近；下滑道；航向道

儀表著陸系統（ILS）是1939年美國首先研制成功的，它具有準確、可靠 、方法簡單等特點，收到了使用者的青睞，1949年被國際民航組織確認為國際標準著陸設備。ILS俗稱盲降，因為它能在低于天氣標準或飛行員看不到任何目視參考的天氣條件下給飛機提供一個可靠的進近著陸通道，使飛行員準確掌握飛機的位置、方向、下降高度，從而實現安全著陸。

一、ILS系統組成及其性能特點

ILS（儀表著陸系統）的組成包括地面設備和機載設備兩部分。

ILS的地面設備包括三個系統：提供航向道的航向信標臺（LLZ或LOC-Localizer）；提供下滑坡度的下滑信標臺（GS-Glide slope）；提供距離引導的指點標（MB-Mark Beacon）。航向信標臺通過航向臺天線陣所產生的輻射場，在通過跑到中心線延長線的垂直平面內形成航向道，用來提供飛機偏離航向道的橫向引導信號。下滑信標臺通過下滑天線所產生的輻射場形成下滑面，下滑面與跑到水平面的夾角為下滑角。下滑角最佳角度為3o，但根據機場凈空和條件，亦可在2o-4o間調整。配合儀表著陸系統的使用的指點標架設在進近方向的跑道中心的延長線上，它向上輻射一個錐形波束，發射功率為12W。指點標是低功率信標臺，因此，只有當飛機飛越信標臺上空時，機載信標接收機才能接收到信號，座艙中的信標燈就點亮，并伴有摩爾斯電碼的音頻信號，飛行員可據此判斷飛機與跑道的大致相對位置。

二、機載設備

儀表著陸系統的機載設備包括：接收機、控制盒、指示器和天線。機載接收機包括VOR/LOC接收機（108.00MHz-118.00MHz），GS接收機（329.15MHz-335.00MHz），和MB接收機（75MHz）。前兩者常裝在一個機盒里。儀表著陸系統的機載設備的控制一般是通過甚高頻導航（VHF NAV）控制盒實現的。在控制盒上可以選擇航向接收機的頻率（也相應的選擇了下滑接收機的頻率）。ILS指示器可以在幾種不同類型的儀表上顯示，VOR/ LOC信息可以在RMI和航道指示器顯示，下滑道可以在HIS指示器上顯示，GS和LOC可以在姿態指引儀和飛行指引儀上顯示。儀表著陸系統需要三種機載天線：第一種是水平極化的VOR/LOC共用天線；第二種是用于下滑接收機的折疊式偶極天線；第三種是用于指點標接收機的環狀天線。

飛行員只需在控制器上選擇好ILS臺的頻率，機載接收機將自動接收航向臺和下滑臺信號，經過LOC線路和GS線路處理向飛行儀表HSI和ADI輸出航道和下滑道偏離信號，飛行員則通過HIS和ADI掌握飛機偏離ILS航道和下滑道的情況，從而操作飛機進行偏離修正。

三、ILS的工作原理及下滑道的形成

航向信標系統的工作原理及航向道的形成

ILS航向信標臺的VHF振蕩器產生108.10-111.95MHz頻段中的任意一個航向信標頻率，分別加到兩個調節器；一個載波用90Hz的低頻信號調幅，另一個用150Hz低頻信號調幅，兩個通道的調幅度相同，調節后的信號通過兩個水平極化天線陣發射。在空間產生兩個輻射場，有一邊重疊的相同形狀的定向波束，左波束用90Hz正弦波調幅，右波束用150Hz正弦波調幅，兩個波束組合的航道寬度為4o，在兩個波束相重疊的中心線部分，90Hz和150Hz調制信號的幅度相等，形成航向面，并調整它與跑到中心線重合。

下滑信標系統的工作原理及下滑道的形成

下滑信號由天線接收后送到預選器，預選器選擇出有用的下滑道信號，而濾除其他信號，預選出的信號與頻率合成器送來的本振信號相混合產生中頻信號送到檢波器，分離出90赫茲和150赫茲低頻信號及監聽信號。檢波后的下滑信號分成兩路：一路至監控電路，用來檢查信號的有效性和信號的強度；另一路至儀表偏離電路，用來比較90赫茲和150赫茲的低頻信號的強度，并產生相當于兩個低頻信號之差的信號電壓，此電壓用于驅動ADI和HIS中的下滑偏離指針。兩波速疊交的等強度信號面成為下滑面。機載設備接收下滑臺發射的信號，并把接收到的信號與下滑道正常參數進行比較。ILS機載設備求出150赫茲與90赫茲調節高度差顯示在指示器上，或是把信號輸送到飛行指引或自動駕駛儀，由飛行員或自動駕駛儀進行偏差修正，使飛機維持在正常的下滑線上。

綜上所述，ILS（Instrument Langding System）它以無線電信號簡歷一條從跑到延伸向空中的狹窄通道，飛機通過機載ILS接收設備，確定自身與通道的相對位置，飛行員只要將飛機保持在通道內飛行，就可沿正確的方向進近，并能最終使飛機安全的降落在跑道上。ILS作為輔助系統，如何更好的了解它，如何更好的利用它為我們服務，還是一個值得讓我們更加深入學習和探討的問題。

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