ILS天線理論課件

1、第四章 天線理論第一節(jié) 基本概念天線，是接收或輻射無(wú)線電波能量的裝置。無(wú)線電波的傳輸速度和光速一樣，在傳輸過(guò)程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)是共存的，統(tǒng)稱為電磁場(chǎng)。電場(chǎng)矢量和磁場(chǎng)矢量是相互垂直的。見圖41：圖41 電磁場(chǎng)演示圖麥克斯韋理論中表述了這樣一個(gè)概念：一個(gè)變化的電場(chǎng)會(huì)感應(yīng)出一個(gè)變化的磁場(chǎng)，一個(gè)變化的磁場(chǎng)會(huì)感應(yīng)出一個(gè)變化的電場(chǎng)。電磁波的傳輸就是以這個(gè)理論為基礎(chǔ)的。一、感應(yīng)場(chǎng)和輻射場(chǎng)感應(yīng)場(chǎng)和輻射場(chǎng)是兩個(gè)相關(guān)的場(chǎng)區(qū)，在天線附近的是感應(yīng)場(chǎng)，包括了天線體內(nèi)電壓、電流產(chǎn)生的電力線和磁力線。由于電場(chǎng)和磁場(chǎng)有900的相差，這個(gè)場(chǎng)是無(wú)功能量場(chǎng)；而輻射場(chǎng)是電磁波從天線發(fā)出的電力線和磁力線向空間延伸，是有功能量場(chǎng)，電場(chǎng)和磁

2、場(chǎng)是同相的，因此天線發(fā)出的能量主要是輻射場(chǎng)的傳播延伸。感應(yīng)場(chǎng)的強(qiáng)度和距離的負(fù)二次方成正比，輻射場(chǎng)的強(qiáng)度和距離成反比。二、波的極化波的極化是由電場(chǎng)矢量相對(duì)于反射平面的位置來(lái)定的，大多數(shù)情況下，我們把地球定為反射面，如果與反射面平行，稱為水平極化，與反射面垂直，稱為垂直極化。也可以通過(guò)天線與地面的位置來(lái)確定，如果天線與地面垂直，那么主要是垂直極化；如果天線（陣）與地面平行主要是水平極化。三、近場(chǎng)與遠(yuǎn)場(chǎng)輻射場(chǎng)可以分成兩個(gè)部分：近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)。近場(chǎng)是從天線開始有限的幾個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的場(chǎng)，在觀察點(diǎn)處得到的射線可以認(rèn)為是平行的。近場(chǎng)的距離是依靠天線的尺寸D和相差來(lái)大致計(jì)算的。對(duì)ILS來(lái)說(shuō)，相差大約是120，也就

3、是，近場(chǎng)的距離大約是，看圖42：圖42 輻射場(chǎng)的近場(chǎng)圖OC=R，OA=R+，四、輻射場(chǎng)型在某個(gè)固定的距離上，天線或天線陣的電場(chǎng)強(qiáng)度坐標(biāo)稱之為場(chǎng)型。所以我們關(guān)心的是場(chǎng)型的形狀。而場(chǎng)型只是簡(jiǎn)單地表示場(chǎng)強(qiáng)隨著距離變化的相對(duì)關(guān)系，并非在其外就沒有信號(hào)了。這樣就可以知道，場(chǎng)型的表示不是絕對(duì)場(chǎng)強(qiáng)，是相對(duì)的。在我們的領(lǐng)域里，研究絕對(duì)場(chǎng)強(qiáng)也是沒有多大必要的，我們也不是要定性、定量地分析某點(diǎn)上的信號(hào)特性。輻射場(chǎng)型可以用極坐標(biāo)或直角坐標(biāo)來(lái)表示，通常是采用極坐標(biāo)。在場(chǎng)型圖中，相對(duì)場(chǎng)強(qiáng)為0的點(diǎn)稱為零點(diǎn)。圖43 輻射場(chǎng)型五、方向性、波束寬度和增益天線向空間不均勻輻射電磁波的特性稱為方向性，方向性D定義為最大場(chǎng)強(qiáng)和平均場(chǎng)

4、強(qiáng)的比，就是，而平均場(chǎng)強(qiáng)是要用積分來(lái)計(jì)算的，總輻射功率定義為，那么有：方向性；效率定義為總輻射功率和總輸入功率的比。增益G由D和來(lái)得到：。雖然增益是由D得來(lái)的，但是我們平時(shí)更注重G的情況。一般地，增益和方向性都是以10倍的的分貝值來(lái)表示。圖44 天線方向性、波束寬度和增益圖六、功率密度和場(chǎng)強(qiáng)圖45 功率密度和場(chǎng)強(qiáng)圖假設(shè)一個(gè)天線在所有方向上的能量輻射都是一樣的，那么在給天線饋送能量為時(shí)，在半徑為r的球面S上任意一點(diǎn)處的功率密度為；（假想情況下G=1。）實(shí)際上當(dāng)增益不為1而是時(shí)，有。當(dāng)然我們還知道功率密度，單位為瓦特/平方米。所以有，那么電場(chǎng)強(qiáng)度，單位為瓦特/米。第二節(jié) 天線陣ILS系統(tǒng)的天線是多

5、振子的，這些天線按照一定的間隔或距離排列形成天線陣，由發(fā)射機(jī)饋送信號(hào)。使用天線陣的目的是為了形成特定的或者比較復(fù)雜的、具有良好方向性的場(chǎng)型。一、二元天線陣 比較簡(jiǎn)單的天線陣是二元天線陣，兩個(gè)陣子間隔為2D，那么在P點(diǎn)觀察，會(huì)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)都是相同的，但是接收到的信號(hào)存在著一定的相位差異，因?yàn)閮蓚€(gè)陣子同源輻射時(shí)，到達(dá)P點(diǎn)，路程上有的差。這個(gè)相差為，就是說(shuō)接收到陣子A1的信號(hào)要比A2延遲，接收到的信號(hào)總的矢量和為 這個(gè)公式表達(dá)了二元天線陣在輻射等幅、同相信號(hào)時(shí)的場(chǎng)的數(shù)學(xué)描述。根據(jù)這個(gè)公式，就能畫出場(chǎng)的變化情況。圖46 二元天線陣矢量圖對(duì)于一個(gè)天線陣來(lái)說(shuō)，每個(gè)陣子的輻射場(chǎng)為，總的場(chǎng)為：在兩個(gè)陣子不同相的情

6、況下，為180度時(shí)，會(huì)有正弦函數(shù)的表達(dá)，更進(jìn)一步的情況，如圖47所示，圖47 天線陣的輻射場(chǎng)圖二、多陣子天線陣多陣子天線陣的分析是基于上節(jié)所述內(nèi)容的，以六單元天線陣為例：在O點(diǎn)為基準(zhǔn)輻射時(shí)，O點(diǎn)左側(cè)的天線輻射相位有滯后，右側(cè)超前。總的輻射為：由于兩個(gè)陣子存在180度相位時(shí)，是余弦的關(guān)系，就有：不管怎樣，最終的總的場(chǎng)，還是。三、鏡象理論在地面上立一個(gè)天線輻射信號(hào)，在P點(diǎn)接收到的信號(hào)主要是兩部分，直達(dá)波和地面反射波，如圖48所示。圖48 鏡像天線輻射圖這兩個(gè)波可以認(rèn)為是平行的，反射信號(hào)可以看作是一個(gè)類似鏡子中的裝在地下的天線-A，同樣的道理，和二元天線陣一樣，場(chǎng)強(qiáng)的表達(dá)以及信號(hào)的延遲等都是一樣的。

7、圖49 鏡像天線輻射矢量圖和信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)是。第三節(jié) ILS航向天線理論一、雙天線的航向天線陣 我們知道航向天線陣的天線是對(duì)稱分布的，以最基本的兩個(gè)天線A3、A4為例，看一下航向天線陣的信號(hào)的特性：A3A4CSB0000SBO90900-900SBO150-900900在這個(gè)表格里，CSB和SBO信號(hào)的矢量相位分別以指定的數(shù)值饋送到A3、A4。那么在遠(yuǎn)場(chǎng)點(diǎn)P，可以將信號(hào)看成是平行的射線。 P jA3 A4CSB（90） q+ + SBO（90） R3的結(jié)果 R4的結(jié)果最終90Hz的合成結(jié)果在A3和A4間就有個(gè)延遲，換算成角度為。通過(guò)比較90和150的幅度，會(huì)知道90Hz的幅度遠(yuǎn)大于150Hz的幅度

8、，也就是說(shuō)P點(diǎn)是在跑道中心線的右手邊（從天線陣看），90Hz占優(yōu)勢(shì)。而在跑道中心線上和延長(zhǎng)線上，兩個(gè)音頻的調(diào)制度是一樣的，因?yàn)檫@個(gè)位置上不存在延遲。對(duì)于150Hz的情況是類似的：CSB（150） SBO（150） 最終的150Hz結(jié)果CSB和SBO的場(chǎng)型：對(duì)于A3、A4來(lái)說(shuō)，CSB是同相饋電的，SBO是反相饋電。就會(huì)有以下的形狀：圖410 CSB和SBO的場(chǎng)型圖CSB在中心線上有最大的場(chǎng)型，SBO在中心線上不輻射。舉例：圖411 場(chǎng)型圖d=1.19m(0.87l)l=2.72mj=100圖412 合成圖二、航向天線的一些特性：在前面我們學(xué)習(xí)過(guò)天線的鏡象理論，地面上的天線在工作時(shí)可以“產(chǎn)生”假想

9、的地下天線。當(dāng)信號(hào)與地面間的輻射角度低于7度時(shí)，就可以得到一個(gè)比較完美的假想天線了。當(dāng)我們使用的天線是等方向性天線時(shí)，就有 圖413 航向天線方向性圖舉例：需要我們注意的是，天線前面的反射場(chǎng)，不可能是理想的平整如鏡的，也不是所有的地方反射場(chǎng)的物理性質(zhì)也相同。會(huì)存在著一定漫反射，以及吸收等問(wèn)題。根據(jù)反射區(qū)的不同情況，前人總結(jié)出“菲涅爾反射系數(shù)”，用R（q）來(lái)表示。三、航向天線陣的增益 天線陣的增益取決于單元天線的增益、天線陣的增益和天線陣的方向性。 而，這里的是饋送到第N個(gè)振子的幅度， 是最大功率密度， 是總的輻射功率。，是天線振子的高度， 是天線陣的仰角。簡(jiǎn)單舉例：6單元航向天線陣，=3米，=

10、30，=10，=0.71，則： =四、對(duì)數(shù)周期天線陣在實(shí)際工作中，我們希望天線能夠有很寬的波段，并且有很好方向性。比如，對(duì)稱振子天線，是駐波天線，輸入阻抗隨著頻率變化大，帶寬受到較嚴(yán)格的限制；而行波天線比如菱形天線，阻抗雖然隨頻率變化不大，但是方向性變化大，同樣受限制。這樣，人們?cè)O(shè)計(jì)了對(duì)數(shù)周期天線，它的方向性和阻抗可以在十比一甚至更寬的波段內(nèi)基本保持不變，也就是說(shuō)，它是一種非頻變的或者超寬頻帶的天線。對(duì)數(shù)周期天線見圖414： Rn-1 L1 R Ln-1 Ln dn-1 dn圖414 對(duì)數(shù)周期天線陣原理圖其尺寸存在著下列關(guān)系：，稱為周期率，天線的張角為2，所有振子都接在中央的集合線處，集合線對(duì)

11、各振子交叉饋電。如果振子向短縮，直至無(wú)限小，向長(zhǎng)延展至無(wú)限大，那么從饋電點(diǎn)往外看，每當(dāng)頻率變化倍，天線結(jié)構(gòu)的電尺寸相同，只是向外移動(dòng)一個(gè)振子的位置而已，天線的性能完全不變。就是說(shuō)在各個(gè)頻率點(diǎn)上，天線的性能是一樣的。在頻P率間隔內(nèi)，電性能的變化規(guī)律相同；天線的性能呈周期性的變化，雖然頻率的周期不同，但是頻率對(duì)數(shù)的周期是相同的，因?yàn)椋禾炀€的性能包括方向性、阻抗等隨著頻率的對(duì)數(shù)周期作周期變化。（一）、對(duì)數(shù)周期天線的工作原理前面總結(jié)了天線的性能包括方向性、阻抗等隨著頻率的對(duì)數(shù)周期作周期變化這個(gè)結(jié)論，那么在每個(gè)周期內(nèi)，天線又是如何工作的呢？實(shí)際上，振子是半波的，也就是四分之一波長(zhǎng)的。當(dāng)頻率為的信號(hào)從尖端

12、送入天線，開始的短振子由于長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)，會(huì)呈現(xiàn)很大的阻抗，電流小，基本上不起輻射作用。隨著能量向前傳，振子的輻射作用將逐漸增大，到達(dá)半波振子前后時(shí)，接近諧振，出現(xiàn)強(qiáng)的輻射。這個(gè)區(qū)域，包括諧振振子、諧振振子前面2到4個(gè)后面1個(gè)振子，稱為輻射區(qū)。也就是說(shuō)，只有輻射區(qū)的振子起作用，其他的振子基本不起輻射作用。而頻率變化時(shí)，輻射區(qū)的位置發(fā)生變化，頻率升高，輻射區(qū)移到較短的振子組成的區(qū)域；頻率降低，輻射區(qū)移動(dòng)到振子較長(zhǎng)的區(qū)域。假設(shè)在第n個(gè)振子強(qiáng)輻射，那么，電流In和輸入電壓是同相的，由于是交叉饋電，使前后相鄰振子的輸入電壓接近反向，前面振子長(zhǎng)度小于四分之，輸入阻抗呈現(xiàn)容性，電流超前電壓約900；后面的

13、一個(gè)長(zhǎng)度大于四分之，呈現(xiàn)感性，電流滯后電壓約900，因此輻射區(qū)相當(dāng)于是一副引向天線，最大輻射方向指向天線的尖端。（二）、對(duì)數(shù)周期天線的性能：對(duì)數(shù)周期天線的方向系數(shù)或者增益不大，大約在5到12分貝之間，原因是工作時(shí)多數(shù)振子對(duì)輻射沒有多大的作用。天線的輸入阻抗主要取決與集合線的特性阻抗，輻射區(qū)前面的振子呈現(xiàn)大容抗，相當(dāng)于在集合線上附加電容，降低了集合線的特性阻抗；而輻射區(qū)近似于去吸收負(fù)載；而在輻射區(qū)以后的振子得到的能量非常小，末端的反射也就弱。所以，在集合線上基本是行波電流，阻抗穩(wěn)定。總結(jié)：1、 天線的波段特性很寬。2、 頻率改變時(shí)，輻射區(qū)位置發(fā)生變化，但電尺寸不變。3、 電尺寸不變，天線的方向性

14、、阻抗特性保持不變。4、 如果增加天線的波段覆蓋，會(huì)對(duì)增益造成一定的降低。第四節(jié) NM7000ILS下滑天線系統(tǒng)下滑天線陣是由一對(duì)對(duì)數(shù)周期天線組成的，如圖415所示。圖415 下滑天線結(jié)構(gòu)圖天線振子是印刷電路板做的。監(jiān)視信號(hào)的采集是在右手邊下方耦合得到的。一、 下滑天線陣的原理前面的鏡象理論我們已經(jīng)知道，地面上的天線輻射的信號(hào)在反射面上出現(xiàn)反射波，相當(dāng)于在地下安裝了另一副天線，這樣就需要調(diào)整反射波的角度，以使反射波能夠與直達(dá)波平行。如圖416所示。圖416 下滑天線輻射圖為了產(chǎn)生30左右的引導(dǎo)波束，就需要在引導(dǎo)角度這一條線上出現(xiàn)SBO為零的結(jié)果。那么通過(guò)調(diào)整天線的高度，使反射波的電相位延遲等同

15、于一個(gè)波長(zhǎng)。如圖417。 PASBO2H2H-ASBO圖 417 下滑天線原理圖CSB信號(hào)在SBO天線掛高的一半處輻射，輻射場(chǎng)型為： ，為產(chǎn)生下滑道兩側(cè)的相對(duì)比較信息，總的輻射場(chǎng)型就需要具有上邊是90Hz占優(yōu)勢(shì)，下邊是150Hz占優(yōu)勢(shì)，而中間的調(diào)制度相同。要達(dá)到這個(gè)目的，CSB和SBO信號(hào)之間存在著180度的相位差。我們先以最簡(jiǎn)單的零基準(zhǔn)天線來(lái)看，如圖419所示。 按照?qǐng)D的指示，有，那么我們可以計(jì)算出下天線的高H ；圖418是CSB和SBO幅度相對(duì)仰角的關(guān)系圖。圖418 CSB和SBO幅度相對(duì)仰角的關(guān)系圖CSB在處有最大值，而SBO有兩個(gè)最大值點(diǎn)，而CSB在最大值時(shí)SBO是零點(diǎn)。二、零基準(zhǔn)天線

16、（3543）（一）零基準(zhǔn)天線3543的天線體是2個(gè)，它的一些特性見圖420： CSB SBO 90HZ ：0.117180 150HZ ：0.11700 1.000 2H H圖419 零基準(zhǔn)天線示意圖圖420 零基準(zhǔn)天線CSB、SBO波型和DDM分布圖它的DDM是：其中調(diào)制度，調(diào)制度，幅度，幅度， 和之間的射頻相位角。理論上的推導(dǎo)：CSB和SBO的輻射場(chǎng)型如圖420，在下滑角處，DDM=0；低于下滑角的位置，150Hz與CSB是同相的，SBO將給出一個(gè)向上飛的指示。在高于下滑角處，90Hz邊帶與CSB信號(hào)同相，這樣就給出向下飛的指示。依據(jù)天線理論，輻射場(chǎng)的描述可以是這樣的：前面已經(jīng)知道：，那么

17、上面的表達(dá)式為：DDM的表示就是：，為了獲得所需要的扇區(qū)寬度并且DDM=0.0875，CSB和SBO的幅度必須符合以下的要求： ；，由于，這個(gè)公式可以簡(jiǎn)化為： 在圖421中，各個(gè)矢量的圖示： 圖421 邊帶基準(zhǔn)信號(hào)矢量圖那么就是說(shuō)，CSB只給下天線饋電，信號(hào)的相位為0，幅度為1；SBO要送到上天線，150Hz是與CSB同相的，90Hz與CSB反相；同時(shí)，SBO的幅度要控制在0.117。（二）零基準(zhǔn)天線的誤差分析下滑角的大小取決于以下幾個(gè)因素：上天線的掛高；進(jìn)近扇區(qū)內(nèi)的場(chǎng)地傾斜情況；發(fā)射機(jī)的DDM平衡情況。下滑角可以由下面的式子得出：，這里的是地面的平均傾斜程度，是絕對(duì)值。H是上天線相對(duì)于反射面

18、的高度。實(shí)際上只有H是改變反射角的主要因素，如果高度H改變30厘米，那么下滑角將改變0.240左右。而這個(gè)值恰恰是高于類ILS的告警門限。CSB和SBO間的射頻相位只是影響扇區(qū)的寬度：；然而，的影響是不大的，因?yàn)槿绻?200，扇區(qū)的寬度只是改變6%左右，而類設(shè)備的門限是30%。SBO和CSB間的幅度比，對(duì)于扇區(qū)寬度也是非常重要的，幅度比改變2分貝，寬度會(huì)發(fā)生30%的變化。三、邊帶基準(zhǔn)天線（NM3544）見圖422，天線的高度和饋電的特性。 CSB SBO 90HZ ：0.117180 150HZ ：0.11700 3H/2 1.000 90HZ ：0.1170 150HZ ：0.1171800

19、 H/2圖422 邊帶基準(zhǔn)天線示意圖CSB和SBO輻射場(chǎng)型見圖423。只有下天線振子輻射CSB信號(hào)，同時(shí)在下滑角處2個(gè)振子輻射的SBO信號(hào)具有同樣的幅度不同的相位。圖423 CSB、SBO波形低于下滑角的位置，150Hz與CSB是同相的，SBO將給出一個(gè)向上飛的指示。在高于下滑角處，90Hz邊帶與CSB信號(hào)同相，這樣就給出向下飛的指示。場(chǎng)型的表達(dá)公式： 由于，有而，同樣為了獲得所需要的扇區(qū)寬度并且DDM=0.0875，CSB和SBO的幅度必須符合以下的要求： ；幅度比，由于，這個(gè)公式可以簡(jiǎn)化為：圖424給出了CSB和SBO的分配情況，以及DDM的情況。圖425給出了邊帶基準(zhǔn)天線系統(tǒng)的矢量分配情

20、況。圖424 CSB、SBO波形和DDM分布圖425 邊帶基準(zhǔn)信號(hào)矢量圖CSB饋給下天線，幅度為1，相位為0；SBO是上下天線均有，幅度0.117，上天線150Hz與CSB同相饋電，下天線150Hz與CSB反相饋電。四、M型天線系統(tǒng)（NM3545） CSB SBO CSB CLR 90HZ ：0.0590 150HZ ：0.059180 0.20 90HZ ：0.117180 150HZ ：0.11703H 90HZ ：0.059180 2H 150HZ ：0.059180 0.20 H圖426 M型天線示意圖圖426給出了天線的掛高和饋電特性，可以看到，下天線和上天線輻射CSB信號(hào)。在下滑角

21、處，從中天線輻射的SBO為0，從上下天線分別輻射同樣幅度但反相的SBO，這樣就可以合成所需要的SBO場(chǎng)型。那么在表達(dá)式來(lái)看：由于則： DDM值由得到，為了獲得所需要的扇區(qū)，寬度的要求，CSB和SBO的幅度比必須滿足： ，也就是： 圖427是下滑角與DDM之間分布情況圖表。圖427 DDM分布圖圖428顯示的是M型天線陣的信號(hào)矢量圖。圖428 M型天線陣的信號(hào)矢量圖那么在以CSB為基準(zhǔn)，下天線輻射的信號(hào)幅度為1，相位是0；中天線輻射的CSB是半幅度（降低6分貝）、相位為0。中天線的SBO為0.117，150Hz相位為0。上天線和下天線輻射的SBO是中天線輻射的SBO的一半，并有1800的相差。余

22、隙信號(hào)CLR CSB送到上天線和下天線，幅度相同，相位差是0 。五、余隙信號(hào)由于信號(hào)仰角過(guò)低時(shí)，CSB的強(qiáng)度不能達(dá)到所需要的值，那么飛機(jī)在低角度情況下就可能無(wú)法產(chǎn)生“向上飛”的警示。為解決這個(gè)問(wèn)題，就采用一個(gè)單獨(dú)的發(fā)射機(jī)輻射信號(hào)，使低于1.50角的地方有足夠的場(chǎng)強(qiáng)，這個(gè)信號(hào)就是余隙信號(hào)，一般地是使用較航道信號(hào)低18KHZ的CLR載波信號(hào)。這個(gè)信號(hào)的調(diào)制度是90Hz的20%，150Hz的60%。機(jī)載接收機(jī)檢波器截獲最強(qiáng)的信號(hào)，抑制微弱信號(hào)。余隙信號(hào)饋送到下天線和上天線，同樣在下滑角位置也是產(chǎn)生零DDM。其輻射場(chǎng)為：圖429是CLR振子輻射場(chǎng)型和余隙信號(hào)圖429 余隙振子輻射場(chǎng)型和余隙信號(hào)M型天線

23、陣的相位靈敏度分析：圖430 M型天線陣的相位靈敏度分析六、下滑的模擬 0DDM 水平線是下滑角；FSL天線前方場(chǎng)地的傾斜度，如果場(chǎng)地是向下傾斜的，F(xiàn)SL是負(fù)的，場(chǎng)地向上斜，F(xiàn)SL是正的。天線間的（垂直）距離h 這里，是波長(zhǎng)；C是電波的傳播速度；f頻率，單位是赫茲。遠(yuǎn)場(chǎng)的DDM分配這里，=相對(duì)于水平面的角度 =SBO的最大幅度 =CSB的最大幅度 可以知道，在場(chǎng)地是與水平面一致時(shí)，就是FSL=0時(shí)，=0.1167七、M型下滑的上下天線相對(duì)與中天線偏移設(shè)置上天線的偏移為，下天線的偏移為天線振子的設(shè)置下滑天線塔基本都在10米甚至10米以上，不可能把它放在跑道面上或接近跑道。通常是放置在跑道一側(cè)12

24、0米處，對(duì)著飛機(jī)著陸的方向。天線的設(shè)置會(huì)對(duì)空中信號(hào)產(chǎn)生影響，最重要的影響是在下滑線的末端距跑道入口大約幾百米處，DDM值不是0了。為了消除這個(gè)影響，可以將天線振子的位置進(jìn)行偏移設(shè)置的方法來(lái)解決。偏移這里=從天線的基礎(chǔ)到跑道中心線的距離 =下天線的高度 =上天線的高度反射面與跑道面的坡度偏移SSL是應(yīng)該首先考慮的，這個(gè)距離那么偏移值的計(jì)算公式：對(duì)于零基準(zhǔn)系統(tǒng)，；邊帶基準(zhǔn)系統(tǒng)，則M型天線系統(tǒng)：上天線下天線這樣，而圖431顯示的是反射場(chǎng)上坡和下坡情況下的SSL和FSL。圖431 反射場(chǎng)上坡、下坡情況示意圖第五節(jié) NM7000ILS的航向天線系統(tǒng)航向天線分為6單元、12單元、24單元三種，其中12單元

25、的天線可能是單頻的也可能是雙頻的，雙頻天線系統(tǒng)中要輻射余隙信號(hào)。而24單元天線是必然輻射余隙信號(hào)的。CSB信號(hào)在350扇區(qū)內(nèi)要給出所需要的DDM，以形成必要的覆蓋。分配箱把CSB、SBO信號(hào)的幅度、相位分配給各個(gè)天線。改變航道的寬度，可以通過(guò)改變SBO信號(hào)的幅度來(lái)實(shí)現(xiàn)。航道線的調(diào)整是改變ADU（分配單元）相位輸出實(shí)現(xiàn)的。下面分別介紹各種航向天線系統(tǒng)。一、6單元天線系統(tǒng)NM 3522整個(gè)天線陣的輻射場(chǎng)型是所有天線對(duì)的輻射場(chǎng)型和，三個(gè)天線對(duì)的CSB和SBO場(chǎng)型在圖432中給出。對(duì)于LPDA對(duì)數(shù)周期天線陣來(lái)說(shuō)，場(chǎng)型的表達(dá)為： 這里的在圖433中可以看到?？梢钥闯鲈?00的扇區(qū)內(nèi)，天線相互間的影響是最

26、小的，而在大約300以外的地方，方向性降低非常明顯。更進(jìn)一步的分析：CSB在42.50處出現(xiàn)了零位，并且在這個(gè)角度上有了無(wú)限大的DDM。我們?cè)谥里w機(jī)上的接收機(jī)將會(huì)抵制這個(gè)信號(hào)，因?yàn)樗恼{(diào)制度和SDM太低，會(huì)產(chǎn)生告警“旗”。也就是說(shuō)，在350以外的地方出現(xiàn)的所謂航道，是不能使用的。同樣的情況，SBO在640處出現(xiàn)DDM=0，雖然不會(huì)產(chǎn)生告警“旗”，這個(gè)虛假的航道也不能使用。圖432 CSB、SBO場(chǎng)型圖圖433 CSB、SBO輻射方向圖圖434是遠(yuǎn)場(chǎng)的DDM和調(diào)制分配情況，低于40%的是DDM值，高于40%的是SDM值。圖434 遠(yuǎn)場(chǎng)DDM和調(diào)制分配圖舉例說(shuō)明：NM3522的振子在100方位的

27、調(diào)制分配情況。從圖433中可以得到100處CSB和SBO的相對(duì)幅度：CSB=95.1SBO=28.6 MOD（100）=228.6/95.1=0.6（SDM）CSB的調(diào)制部分是每個(gè)20%，因此幅度為：95.10.2=19.0由于CSB的幅度比SBO的大得多，合成場(chǎng)中150Hz與90Hz的相位是反的。 波束的彎曲如果波束在傳播過(guò)程中遇到障礙物或者反射體，就會(huì)造成一定程度的彎曲。尤其是在120230范圍內(nèi)的物體，會(huì)造成一定程度的影響。我們引入BBP的概念，就是波束彎曲值。BBP等于在障礙物方向上的SBO和CSB信號(hào)的比：。NM3522的BBP是：是障礙物的方向。圖435給出了航道扇區(qū)50內(nèi)的的情況

28、。圖435 航道扇區(qū)5度內(nèi)的波速?gòu)澢鷪D舉例：6單元振子的天線陣，在=25，SBO為20.2，見圖433所示。BBP（25）=220.2/340=0.119=11.9%計(jì)算最大的反射因數(shù)Rmax ,Rmax =1.55/11.9=0.13二、12單元天線系統(tǒng)NM3523B（單頻）見下面的表格，它給出了天線的間隔及相位、幅度的分配情況：天線距離 米CSB幅度CSB相位 SBO幅度SBO相位 1-16.902.4000.90-902-13.908.1002.61-903-10.9019.004.88-904-7.9133.5006.72-905-4.7754.9007.72-906-0.951000

29、15.18-9070.95100015.18-9084.7754.9007.72-9097.9133.5006.72-901010.9019.0004.88-901113.908.1002.61-901216.902.4000.90-90圖436是天線陣的輻射場(chǎng)型和DDM分配；圖437是波束彎曲情況。圖436 天線陣輻射場(chǎng)型和DDM分配圖437 波束彎曲圖（CS40）三、12單元天線系統(tǒng)NM3524（雙頻）下面的表格是天線的間隔及相位、幅度的分配情況天線距離CSB幅度CSB相位SBO幅度SBO相位CLR CSB幅度CLR CSB 相位CLR SBO幅度CLR SBO相位1-11.2211.70

30、4.9-902-9.1823.408.1-903-7.1446.5012.5-90201804-5.1069.0013.2-90101805-3.0688.1010.1-905018011-906-1.0210003.8-90100027-9071.0210003.8901000279083.0688.1010.19050180119095.1069.0013.29010180107.1446.5012.59020180119.1823.408.1901211.2211.704.990圖438 DDM分配和波束的彎曲情況圖。圖438 DDM分配和波束的彎曲情況圖四、24單元天線系統(tǒng)NM3525

31、圖439是波束的彎曲情況圖。圖440是從一對(duì)天線采樣的CSB和SBO方向性圖和DDM分配。天線的間隔及相位、幅度的分配情況表：天線距離CSB 幅度CSB 相位SBO幅度SBO相位CLR CSB 幅度CLR CSB 相位CLR SBO幅度CLR SBO相位1-23.4612.602.5-902-21.4214.802.7-903-19.3822.403.7-904-17.3431.404.6-905-15.3041.605.4-906-13.2652.605.9-907-11.2263.706.1-908-9.1874.305.8-909-7.1483.905.1-902018010-5.109

32、1.604.0-901018011-3.0697.102.5-905018011-9012-1.02100.000.9-90100027-90131.02100.000.99010002790143.0697.102.590501801190155.1091.604.09010180167.1483.905.19020180179.1874.305.8901811.2263.706.1901913.2652.605.9902015.3041.605.4902117.3431.404.6902219.3822.403.7902321.4214.802.7902423.4612.602.590圖4

33、39 波束的彎曲情況圖圖440 CSB和SBO方向性圖和DDM分配五、16單元天線系統(tǒng)NM3526下面的表是天線的間隔及相位、幅度的分配情況圖441是航道CSB和SBO方向圖。圖442余隙的方向圖。圖443是DDM和SDM分配情況及CS=4時(shí)，波束的彎曲情況圖。天線距離CSB幅度CSB相位SBO幅度SBO相位CLR CSB幅度CLRCSB相位CLRSBO幅度CLRSBO相位1-19.2313.7705.32-903.5902-16.0929.6106.60-901801.23903-13.1350.5708.52-904.521800.99904-10.3471.1308.86-908.281

34、801.84905-7.7387.6407.86-9029.041800.86-906-5.3097.4605.82-903.241801.40-907-3.04100.003.38-9088.181807.14-908-0.9594.4200.99-90142.40029.62-9090.9594.4200.99-90142.40029.6290104.04100.003.28-9088.181807.1490115.3097.4605.82-903.241801.4090127.7387.6407.86-9029.041800.86901310.3471.1308.86-908.28180

35、1.84-901413.1350.5708.52-904.521800.99-901516.0929.6106.60-901801.23-901619.2313.7705.32-903.590圖441 航道CSB和SBO方向圖圖442余隙的方向圖圖443 DDM和SDM分配情況及波束的彎曲情況圖（CS=4）第六節(jié) NM7000ILS的外場(chǎng)監(jiān)控天線系統(tǒng)一、 航向信號(hào)監(jiān)視（一）概述對(duì)設(shè)備和信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視的目的是為了保證設(shè)備正常工作。航向的監(jiān)視有三種不同的方式：第一種是在天線前方大約100米處裝一個(gè)近場(chǎng)天線，對(duì)航道線進(jìn)行監(jiān)視；第二種是通過(guò)對(duì)天線振子的信號(hào)進(jìn)行采樣，并將信號(hào)在監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)中組合，模擬遠(yuǎn)場(chǎng)航道

36、線，這種監(jiān)視稱為內(nèi)部監(jiān)視；第三種也是在監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)中模擬航道扇區(qū)，對(duì)航道扇區(qū)的寬度和位移靈敏度進(jìn)行監(jiān)視。（二）監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)信號(hào)處理的原理以六單元振子監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)MO416為例。網(wǎng)絡(luò)是以天線的反射（回）信號(hào)為輸入的，同相的功分器將每個(gè)輸入分成兩個(gè)部分：一部分送給航道線組合器，另一部分送到航道扇區(qū)組合器。對(duì)于航道線的監(jiān)視，為保證信號(hào)的準(zhǔn)確性，在網(wǎng)絡(luò)的傳輸部分必須保證電長(zhǎng)度都一樣，就是說(shuō)不能額外附加任何變化。為模擬給定航道扇區(qū)寬度，從每個(gè)天線來(lái)的信號(hào)都要附加一個(gè)相移q，這個(gè)相移要依據(jù)振子的設(shè)置來(lái)定， 是振子的電角度設(shè)置，CS是航道扇區(qū)寬度。如圖444所示。偏置 振子度數(shù) a1 1050 a2 640 a3 157 CS/2 a4 157 a5 640 a6 1050 1 2 3 4 5 6 a圖444 監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)原理圖網(wǎng)絡(luò)中唯一的調(diào)整部分是是兩個(gè)移相器PH1和PH2，分別為航道線和航道扇區(qū)服務(wù)。通過(guò)調(diào)整，在監(jiān)視器接收機(jī)中，PH1要給出0DDM，PH2要給出150微安DDM。二、下滑監(jiān)視（一）內(nèi)部監(jiān)視從探針拾取的信號(hào)通過(guò)等長(zhǎng)度的電纜送到監(jiān)視器網(wǎng)絡(luò)。遠(yuǎn)場(chǎng)下滑角、下滑扇區(qū)的寬度和余隙，在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行組合來(lái)模擬。為了模擬一個(gè)特定的遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)視點(diǎn)，要把每個(gè)振子來(lái)的信號(hào)以正確的電