Кутомірна радіо маячна система посадки

Наземний ГРМ формує в просторі похилу площину глісади. Дальність дії ГРМ 18 км. Кут глісади в Україні 2*40’( до 4*)

Планування літака при посадці пілот виконує шляхом витримування посадкового напрямки і зниження в площині планування, користуючись показаннями бортового ГРП. Ступінь відхилення ПС від лінії глісади, на борту здійснюється така індукція: на лінії глісади, вверх, вниз. Вертикальна стрілка цього приладу відхиляється під дією вихідного сигналу курсового радіоприймача, а горизонтальна - гліссадну радіоприймача. При правильному заході на посадку і зниженні літака по заданій лінії планування вертикальна і горизонтальна стрілки приладу перетинаються в центрі шкали. При відхиленні літака від осі ЗПС вертикальна стрілка приладу відхиляється вправо або вліво, залежно від того, в яку сторону змістився літак. Точно так само при зміщенні літака вгору або вниз щодо заданої площині планування горизонтальна стрілка приладу переміщається вниз або вгору від центру, вказуючи, де знаходиться по відношенню до літака задана площину планування. Зниження при відсутності видимості землі може проводитися до висоти близько 30 м. Радіомаякова система може забезпечити посадку приблизно 30 ЛА за 1 годину.

Антена ГРМ встановлюється збоку від ЗПС на відстані 120 - 180 м від її осі і 200 - 450 м від торця ЗПС з боку заходу на посадку.

Рис. 3. СП-80/ГРМ-343

Глісадні РМ сучасних РМСП метрового діапазону хвиль використовують принципи побудови з опорним нулем, з використовуванням методу формування сигналів "сума-різниця".

В одноканальному ГРМ рівносигнальний напрямок створю­ється двома антенами, які живляться коливаннями сумарного та різницевого сигналів F=150 Гц та F=90 Гц. Нижня ан­тена живиться двома АМ коливаннями, а верхня - тільки боковими частотами (f₀90 Гц) та (f₀  150 Гц). Фазування сигналів провади­ться таким чином, щоб одна пара бокових смуг у сумарному та різ­ницевому сигналах виявлялася у фазі, а інша пара була протифазна

У ГРМ з опорним нулем мається можливість окремого на­лагодження крутизни зони шляхом зміни рівня бокових частот у верхній антені. Якщо висота розташування верхньої антени велика (більша за 10 м), то збільшується крутизна та зменшується викрив­лення зони глісади внаслідок відбиття від земної поверхні.

Рис. 4Принцип роботи одноканального ГРМ:

а – структура ГРМ;

б– ДН ГРМ;в– спектри випромінювання ГРМ

Двоканальний глісадний радіомаяк дозволяє зменшити вплив сигналів, що відбиті від місцевих перешкод , на розташування лінії глісади. Для цього застосовується додаткова верхня антена.

Нижня та середня антени виконують функції антенної системи одноканального ГРМ з опорним нулем. Верхня антена призначена для придушення поля випромінювання бокових смуг під малими кутами. Співвідношення висот антен складає h_н : 2h_н : 3h_н.

Діаграма напрямленості ВК формується нижньою та верхньою антенами, які живляться сумарним сигналом у протифазі. Струм живлення нижньої антени у два рази більший за струм середньої антени, чим забезпечується придушення поля сумарного сигналу до кутів 1,3 .

Курсові радіомаяки

Курсовий радіомаяк призначений для формування в просторі площини курсу яка співпадає з віссю ЗПС. Сигнали, які випромінюються наземними КРМ приймаються та обробляються бортовими курсовими радіоприймачами (КРП). У результаті обробки прийнятих сигналів на борту здійснюється індикація про знаходження ПС відносно лінї курсу ( на лінії курсу, відхилення ліворуч, відхилення праворуч). Курсовий радіомаяк знаходиться з протилежного торця смуги і складається з двох спрямованих передавачів, орієнтованих уздовж смуги під незначно різними кутами, передаваємий сигнал, модельованій на різних частотах. По середині смуги інтенсивність обох сигналів максимальна, в той час як ліворуч і праворуч від смуги інтенсивність одного з передавачів вище. Приймаюча апаратура порівнює обидва сигналу і виходячи з їх інтенсивності обчислює, на скільки лівіше або правіше від осьової лінії знаходиться літак.

Рис. 4. Курсовой радиомаяк системы посадки ILS-410 фирмы Thales

Курсові радіомаяки за принципом побудови розрізняють на КРМ з «опорною напругою» та КРМ з «опорним нулем».

Курсові радіомаяки, що використовують принцип побудови з опорною напругою входили до складу застарілих типів РМСП, таких як СП-50М та СП-68, схемно-конструктивні особливості яких докладно розглянуті в роботах .

Принцип дії КРМ з ”опорним нулем” передбачає форму­вання двопелюсткової діаграми випромінювання двох синфазних високочастотних коливань, що відрізняються частотами АМ. Максимуми випромінювання обох пелюсток орієнтуються по різні сторони від площини курсу. Поблизу лінії курсу нап­руженість поля обох пелюсток однакові, тобто створюється рівно­сигнальна зона випромінювання.

Інформаційним параметром КРМ з опорним нулем є різни­цева глибина модуляції (РГМ)

РГМ = М₁ – М₂..

Рис. 5. Принцип дії КРМ з “опорним нулем”

ПРД(передавач)формує сигнал в діапазоні 108-112 МГц;

СВ (спрямований відгалужувач) має два виходи ВЧ сигналу на АМ модулятори АМ1, АМ2.

На виході АМ маємо сигнали з частотами модуляції 90 Гц та 15 Гц, та глибини модуляції М1=М2=0,4

СРФ (сумарно-різнецевий формувач) призначений для формування інформаційних сигналів ( сумарних та різницевих).

Сумарний сигнал являє собою вихідний сигнал модуляторів АМ1 та АМ2.

Різницевий сигнал (дельта) – це різниця вихідних сигналів АМ

Прив формуванні дельта сигналу бокові складові формуються у протифазі, тобто спектри різницевих сигналів маюсть вигляд:

Рис. 6.Спектри сигналів КРМ

Рівні бокових складових у спектрах дельта сигналів менші ніж у сумарних сигналів.

РАП (Розподільчий антенний пристрій) – здійснює живлення 10 передавальних вібраторів сумарних ті різницевих сигналів у певних амплітудних та фазових співвідношеннях.

Сумарними сигналами живляться вібратори з 3 по 8 синфазно, та у певних амплітудних співвідношеннях. У результаті такого живлення формується однопелюсткова - сумарна діаграма спрямованості.

Дельта сигналами живляться всі 10 передавальних вібраторів, але ряд вібраторів з 1 по 5 живляться у протифазі по відношенню до ряду вібраторів з 6 по 10. У результаті такого живлення формується двопелюсткові-різницеві діаграми спрямованості.

Антена КРМ встановлюється на продовженні осьової лінії ЗПС на відстані 425 - 1200 м від ближньої торця ЗПС з боку протилежної напрямку заходу на посадку, бічний зсув антени КРМ від продовження осьової лінії ЗПС не допускається.

Рис. 6. Структурна схема бортового обладнання КРМ

На лінії курсу або поблизу неї пелюстки випромінювання сигналів перетинаються, тобто М₁ = М₂, з чого випливає, що РГМ дорівнює нулю.

За віддаленням точки прийому від лінії курсу посадки ліворуч або праворуч e_л = e_п, тобто значення РГМ для сумарного поля обох пелюсток буде відрізнятися від нуля та збільшуватиметься за віддаленням від лінії курсу. Після переходу через площину курсу (РГМ дорівнює нулю), знак РГМ змінюється на протилежне зна­чення.

Бортовий курсовий приймач (КРП) перетворює високочас­тотні сигнали КРМ у низькочастотні 90 та 150 Гц. Після фільтрації цих сигналів вони спрямляються, а різницевий струм обох спрям­лених сигналів 90 та 150 Гц відхилює стрілку приладу СП (ПСП).

У сучасних КРМ принцип побудови з опорним нулем реалі­зується шляхом застосування модульованих сигналів типу «сума/різниця».

Для формування двопелюсткової ДН, у якої одна та друга пелюстка рознесені по обидва боки площини курсу, використовується антенна система з лінійного ряду 10…14 антен типу “хвильовий канал”

Двоканальний КРМ. Розробка та поширення двоканального КРМ пояснюється необхідністю виконання протилежних вимог до зони дії РМ З одного боку зона дії КРМ у поземній площині має бути якомога ширшою ( до 35^о), щоб виключити мож­ивість польоту ПС поза зоною дії КРМ при виконанні передпоса­дкового маневру та посадки, з іншого боку, чим вужче ДН антенної системи КРМ, тим вища точність вимірювання навігаційного пара­метра, тобто у зоні випромінювання менше місцевих перешкод, і тому зменшується можливість відбитого випромінювання, яке по­гіршує стабільну роботу РМ. За нормами ІСАО на етапі посадки зона випромінювання поблизу лінії курсу у поземній площині не повинна бути більшою за  8…10^о.

Антенна система широкого (ШК) та вузького (ВК) каналів являє собою лінійній ряд випромінювачів, відповідно з 5 та 10…14 шт. П'ять випромінювачів ШК розташовуються на відстані 25…30 см від антени ВК. Антенна система ШК формує двопелюсткову діаграму з використовуванням принципу «сума-різниця»

Центральний антенний випромінювач встановлюється на продовженні осі ЗПС (лінії курсу). Відстань між максимумами пе­люсток ШК складає 34^o, чим забезпечується сектор випроміню­вання на рівні 0,25 E_max не менш35^від осі антенної системи. Ви­сота антенної системи ШК у 1,5 рази більша антенної системи ВК.