RU212747U1

RU212747U1 - Прибор дальнего контроля курсового радиомаяка

Info

Publication number: RU212747U1
Application number: RU2022104625U
Authority: RU
Inventors: Николай Иванович Войтович; Борис Викторович Жданов
Original assignee: Николай Иванович Войтович; Борис Викторович Жданов
Filing date: 2022-02-21
Publication date: 2022-08-04

Abstract

Полезная модель предназначена для измерения выходных характеристик курсового радиомаяка (КРМ) дециметрового диапазона волн с форматом сигнала посадочной радиомаячной группы (ПРМГ) радиомаячной системы обеспечения инструментального захода воздушных судов на посадку. Техническим результатом является повышение целостности информации, создаваемой в пространстве курсовым радиомаяком. Прибор содержит последовательно соединенные антенну, приемник, измеритель коэффициента разнослышимости (ИКР) сигналов КРМ. Антенна прибора установлена на продолжении оси взлетно-посадочной полосы (ВПП) на стороне, противоположной стороне размещения КРМ относительно ВПП. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Область техники

Полезная модель относится к радиомаячным системам обеспечения инструментального захода воздушных судов на посадку, а именно к устройствам контроля выходных характеристик курсового радиомаяка (КРМ) дециметрового диапазона волн с форматом сигнала ПРМГ.

Уровень техники

Как известно, формирование линии курса, задаваемой КРМ, происходит с участием радиоволн, отраженных от подстилающей поверхности. Участок, существенный для отражения радиоволн, излучаемых поднятой над Землей антенной, представляет собой зону Френеля на подстилающей поверхности, имеющую вид эллипса [Чёрный Ф.Б. Распространение радиоволн. Изд. 2-е, доп.и переработ. М.: Советское радио. 1972. 464 с. Стр. 81-85 [1]]. Эллипс расположен между позицией антенны КРМ и позицией точки наблюдения (антенны контрольно-выносного пункта (КВП) или приемной антенны воздушного судна).

При развертывании КРМ на местности обычно стремятся к тому, чтобы высота подвеса антенны КВП относительно подстилающей поверхности была бы равна высоте подвеса антенны КРМ. Если высоты подвеса антенны КРМ и антенны КВП равны друг другу, то центр эллипса совпадает с точкой отражения радиоволн от подстилающей поверхности, т.е. находится посредине между антенной КРМ и антенной КВП (рис. 2.7 на стр. 84 в [1].) Однако, высота антенны воздушного судна относительно поверхности Земли в общем случае существенно больше высоты подвеса антенны КРМ. В случае, когда высота подвеса приемной антенны много больше высоты подвеса антенны КРМ, центр эллипса смещен относительно точки отражения в сторону приемной антенны. Вообще, эллипс вытянут в сторону высоко поднятой приемной антенны (рис. 2.5 на стр. 84 в [1]). Участок в виде эллипса, соответствующий приему электромагнитных волн на борту воздушного судна, смещен относительно эллипса, соответствующего приему волн при контроле с помощью КВП. При этом по своим размерам существенно превышает первый эллиптический участок.

Земная поверхность на разных участках трассы распространения радиоволн от антенны КРМ до воздушного судна, как правило, имеет разные по величине поперечные уклоны. Наличие поперечного уклона местности влияет на положение линии курса [Зотов, А.В. Влияние поперечного уклона местности на информационный параметр курсового радиомаяка ILS / А.В. Зотов, Б.В. Жданов, Н.И. Войтович // 169 Вестник ЮУРГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». - 2014. - Т. 14, №4. - С. 71-88].

В летнее время на участке от антенны КРМ до КВП траву обычно выкашивают. За пределами этого участка трава сохраняется.

В зимнее время снег не равномерно покрывает земную поверхность. Со сменой погодных условий, с изменением растительного покрова, с появлением снежного покрова на разных участках трассы распространения радиоволн от антенны КРМ до воздушного судна, по-разному изменяется поведение линии курса на разных ее участках (на позиции КВП и на глиссаде). Кроме того, на поведение линии курса оказывают влияние радиоволны, рассеянные местными предметами (ангарами, перемещающимися по летному полю самолетами и автотранспортом). В связи с этим, штатное устройство выносного контроля КРМ не всегда может правильно определить положение линии курса в зоне действия радиомаяка.

Более достоверными оказываются результаты измерений характеристик радиомаяков, полученные на больших расстояниях от КРМ, например, на позициях, расположенных на продолжении оси ВПП за противоположным относительно КРМ торцом ВПП.

Раскрытие полезной модели

Техническим результатом полезной модели является повышение целостности информации, создаваемой в пространстве курсовым радиомаяком инструментальной системы посадки воздушных судов.

Как известно, целостность является (наряду с непрерывностью обслуживания) одним из основных факторов обеспечения безопасности полетов воздушных судов на критических этапах захода на посадку.

По определению Международной Организации Гражданской Авиации (ИКАО) целостность - это качество системы посадки, соответствующее степени уверенности в том, что обеспечиваемая данным средством информация является правильной [Авиационная электросвязь. Приложение 10 к конвенции о международной гражданской авиации. Том 1. Радионавигационные средства. Издание шестое, издание шестое - июль 2006 года. Международная организация гражданской авиации. Пункт 3.1.3.6 на стр. 3-10].

Целостность необходима для обеспечения того, чтобы воздушное судно, осуществляющее заход на посадку, имело малую вероятность неправильного наведения.

Подсчет целостности (I) системы посадки выполняется путем определения вероятности (Р) передачи необнаруженного излучения неправильного сигнала: I=1-Р.

Признается, что среднее количество Р_С авиационных происшествий со смертельным исходом во время посадки по причине выхода из строя систем в целом или недостатков в ней, куда входит наземное оборудование, воздушное судно и пилот, не должно превышать показатель Р_С=1×10^-7. Этот критерий часто называют общим показателем риска. Целостность включает способность системы обеспечить пользователя своевременными и обоснованными предупреждениями.

Нарушение целостности информации может произойти, если выход сигнала за пределы допустимого отклонения либо не опознается контрольным оборудованием, либо цепи контрольного оборудования не могут исключить излучение неправильного сигнала; подобное нарушение, если оно вызывает большую погрешность, может привести к опасной ситуации.

Контрольные устройства, выполняющие постоянный мониторинг излучаемого сигнала в эфире, устанавливаются в точках в ближней зоне действия радиомаяков, на расстоянии примерно 60 м от антенны радиомаяка. Поэтому необходимы тщательные летные и наземные обследования в периодические интервалы времени для обеспечения гарантии целостности информационного сигнала в эфире во всей зоне действия КРМ, которая может простираться до 50 км от КРМ.

Курсовой и глиссадный радиомаяки для подтверждения выходных характеристик при вводе в эксплуатацию, периодически в процессе их эксплуатации и в некоторых специальных случаях подвергаются летным проверкам. Для целей летных проверок наземных средств радиотехнического обеспечения полетов используется специальный самолет-лаборатория, на котором установлена измерительная аппаратура с приемником, чувствительность которого не хуже минус 105 дБ/Вт.

Вероятность неправильного наведения воздушного судна на осевую линию ВПП снижается за счет размещения предложенного в настоящей заявке прибора дальнего контроля КРМ на продолжении оси ВПП, за противоположным относительно КРМ торцом ВПП.

В состав предложенного прибора дальнего контроля КРМ входят антенна, приемник, измеритель коэффициента разнослышимости сигналов (ИКР) курсового радиомаяка.

В качестве антенны применена направленная антенна, работающая в полосе рабочих частот КРМ. В результате существенно устраняется влияние местных предметов на работу прибора дальнего контроля КРМ. Применяют приемник с чувствительностью не хуже минус 80 дБ/Вт. В качестве измерителя коэффициента разнослышимости сигналов курсового радиомаяка может быть, применен ИКР, применяемый в серийных курсовых или глиссадных радиомаяках, выпускаемых Челябинским радиозаводом «Полет» (https://www.polyot.ru).

Сигналы от КРМ, принятые антенной, поступают на вход приемника, с выхода которого поступают на вход измерителя коэффициента разнослышимости сигналов КРМ. В приемнике сигналы усиливаются. В ИКР выделяются тоновые сигналы 1300 и 2100 Гц, и определяется коэффициент разнослышимости сигналов (КРМ). Если линия курса совпадает с продолжением оси ВПП, то КРС оказывается равным нулю. Если линия курса не совпадает с продолжением оси ВПП, то КРС оказывается не равным нулю. В последнем случае по величине КРС определяют величину отклонения линии курса от оси ВПП.

В другом варианте упомянутого прибора дальнего контроля поля КРМ дополнительно содержат блок измерения суммарного коэффициента амплитудной модуляции сигналов КРМ. По величине суммарного коэффициента амплитудной модуляции тоновыми сигналами 1300 и 2100 Гц судят о работоспособности КРМ.

В другом варианте прибора дальнего контроля КРМ дополнительно содержат вторую антенну, второй приемник, второй измеритель коэффициента разнослышимости сигналов КРМ. Вторую антенну выносят с продолжения оси ВПП. Устанавливают, например, на границе полусектора или доли полусектора справа или слева от продолжения оси ВПП, за дальним относительно КРМ торцом ВПП. По показаниям второго измерителя коэффициента разнослышимости сигналов КРМ определяют величину крутизны зоны курса.

В другом варианте прибора дальнего контроля КРМ дополнительно содержат линию связи и индикатор. Включение в состав прибора дальнего контроля КРМ линии передачи и индикатора позволит независимому наблюдателю судить о работоспособности КРМ. В качестве независимого наблюдателя могут выступать диспетчер командно-диспетчерского пункта, сотрудник завода-изготовителя.

Краткое описание чертежей.

На фиг. 1 представлена блок-схема прибора дальнего контроля курсового радиомаяка дециметрового диапазона волн с форматом сигнала ПРМГ радиомаячной системы обеспечения инструментального захода воздушных судов на посадку (далее - прибор дальнего контроля КРМ) в соответствии с настоящей полезной моделью.

На фиг. 1 введены обозначения:

1 - прибор дальнего контроля КРМ;

2 - первая антенна;

3- первый приемник;

4- первый измеритель коэффициента разнослышимости сигналов курсового радиомаяка.

На фиг. 2 показано расположение на местности прибора 1 дальнего контроля КРМ дециметрового диапазона волн с форматом сигнала ПРМГ радиомаячной системы обеспечения инструментального захода воздушных судов на посадку в соответствии с настоящим полезной моделью.

На фиг. 2 введены обозначения:

5 - взлетно-посадочная полоса;

6 - курсовой радиомаяк, содержащий антенную решетку излучающих элементов, расположенную за антенной решеткой аппаратную и расположенный перед антенной решеткой контрольно-выносной пункт.

На фиг. 3 приведена блок-схема прибора дальнего контроля КРМ дециметрового диапазона волн с форматом сигнала ПРМГ радиомаячной системы обеспечения инструментального захода воздушных судов на посадку в соответствии с настоящей полезной моделью совместно с блоком измерения суммарного коэффициента амплитудной модуляции сигналов КРМ.

На фиг. 3 введено дополнительно обозначение:

7 - блок измерения суммарного коэффициента амплитудной модуляции сигналов КРМ.

На фиг. 4 показано расположение на местности прибора 1 дальнего контроля КРМ, отличающегося тем, что упомянутый прибор дополнительно содержит вторую антенну, второй приемник, второй ИКР, причем вторая антенна вынесена в сторону от продолжения оси ВПП.

На фиг. 4 введено дополнительно обозначение:

8 - вторая антенна.

На фиг. 5 приведена блок-схема прибора дальнего контроля КРМ дециметрового диапазона волн, отличающаяся тем, что дополнительно содержит линию связи и индикатор. На фиг. 5 введено дополнительно обозначение:

9 - линия связи;

10 - индикатор.

Осуществление полезной модели.

Обратимся к фиг. 1, на которой представлена блок-схема прибора 1 дальнего контроля КРМ дециметрового диапазона волн с форматом сигнала ПРМГ радиомаячной системы обеспечения инструментального захода воздушных судов на посадку в соответствии с настоящей полезной моделью (далее - прибор дальнего контроля КРМ).

В состав упомянутого прибора дальнего контроля КРМ входят первая антенна 2, первый приемник 3, первый измеритель коэффициента разнослышимости сигналов курсового радиомаяка 4.

В качестве первой антенны 2 применена направленная антенна, работающая в полосе рабочих частот КРМ. Это может быть антенна типа Уда-Яги, логопериодическая антенна, рупорная антенна, зеркальная антенна или антенная решетка, в которой в качестве излучающих элементов применены вибраторные антенны, упомянутые выше антенны или иные антенны дециметрового диапазона волн.

В качестве первого приемника 3 применяют приемник с чувствительностью не хуже минус 80 дБ/Вт. Это может быть, например, приемник супергетеродинного типа. В качестве первого приемника 3 можно, например, применить, самолетный приемник, используемый на воздушных суднах-лабораториях. Это может быть специально разработанный приемник.

В качестве первого измерителя коэффициента разнослышимости 4 сигналов курсового радиомаяка может быть, применен ИКР, применяемый в серийных курсовых или глиссадных радиомаяках, выпускаемых Челябинским радиозаводом «Полет».

Первую антенну 2 прибора дальнего контроля КРМ 1 устанавливают, как показано на фиг. 2, на продолжении оси ВПП 5, за противоположным относительно КРМ 6 торцом ВПП.

Соединения устройств в приборе дальнего контроля КРМ видны из рассмотрения блок-схемы на фиг. 1. Выход первой антенны 2 соединен со входом первого приемника 3, выход которого соединен с первым измерителем коэффициента разнослышимости 4 сигналов КРМ.

Прибор 1 дальнего контроля КРМ работает следующим образом. Сигналы от КРМ 6, принятые первой антенной 2, поступают на вход первого приемника 3, с выхода которого поступают на вход первого измерителя коэффициента разнослышимости сигналов 4 КРМ. В первом приемнике сигналы усиливаются. В первом ИКР выделяются сигналы с частотами 1300 и 2100 Гц, определяется коэффициент разнослышимости сигналов КРМ. Если линия курса совпадает с продолжением оси ВПП, то КРС оказывается равным нулю. Если линия курса не совпадает с продолжением оси ВПП, то КРС оказывается не равным нулю. В этом случае по величине КРС определяют величину отклонения линии курса от оси ВПП.

Другой вариант (фиг. 3) прибора дальнего контроля КРМ дециметрового диапазона волн с форматом сигнала ПРМГ радиомаячной системы обеспечения инструментального захода воздушных судов на посадку в соответствии с настоящей полезной моделью дополнительно содержит блок 7 измерения суммарного коэффициента амплитудной модуляции сигналов КРМ сигналами с частотами 1300 и 2100 ГГц. Блок 7 измерения суммарного коэффициента амплитудной модуляции сигналов КРМ выполнен аналогично блоку измерения коэффициента разнослышимости сигналов КРМ. Конструктивно он может входить в специально доработанный первый измеритель коэффициента разнослышимости сигналов КРМ. По величине суммарного коэффициента амплитудной тоновыми сигналами 1300 и 2100 Гц определяют работоспособность КРМ.

Другой вариант (фиг. 4) прибора дальнего контроля КРМ дециметрового диапазона волн с форматом сигнала ПРМГ радиомаячной системы обеспечения инструментального захода воздушных судов на посадку в соответствии с настоящей полезной моделью, отличающийся тем, что дополнительно содержит вторую антенну, второй приемник, второй измеритель коэффициента разнослышимости сигналов КРМ. Вторая антенна, второй приемник, второй измеритель коэффициента разнослышимости сигналов КРМ аналогичны упомянутым выше первой антенне, первому приемнику, первому измерителю коэффициента разнослышимости сигналов КРМ.

Вторую антенну 8 выносят в сторону от продолжения оси ВПП (фиг. 4). Устанавливают, например, на границе полусектора или доли полусектора справа или слева от продолжения оси ВПП, за дальним относительно КРМ торцом ВПП.

По показаниям второго измерителя коэффициента разнослышимости сигналов КРМ определяют величину крутизны зоны курса. Другой вариант (фиг. 5) прибора дальнего контроля КРМ дециметрового диапазона волн с форматом сигнала ПРМГ радиомаячной системы обеспечения инструментального захода воздушных судов на посадку в соответствии с настоящей полезной моделью, отличающийся тем, что дополнительно содержит линию связи 9 и индикатор 10.

В качестве линии связи 9 может быть применена телефонная линия связи, модемная радиолиния, оптоволоконная линия связи, вообще любая линия связи, способная передать информацию в несколько килобайт. В качестве индикатора 10 может быть применен доработанный серийный индикатор контрольных сигналов (установленный в аппаратной курсового радиомаяка, выпускаемого Челябинским радиозаводом Полет). Доработка выполняется с целью обеспечения показаний суммарного коэффициента амплитудной модуляции сигнала тоновыми сигналами с частотой 1300 и 2100 Гц. Включение в состав прибора дальнего контроля КРМ линии передачи 9 и индикатора 10 позволит независимому наблюдателю определить работоспособность КРМ. В качестве независимого наблюдателя могут выступать диспетчер командно-диспетчерского пункта, сотрудник завода-изготовителя, другие заинтересованные лица.

Уход значений параметров сигнала за допустимые пределы позволит руководителю полетов предупредить пилотов о запрете на использование информации от системы посадки и дать команду на отключение маяка.

Применение настоящей полезной модели

Предполагается внедрение настоящей полезной модели на аэродромах государственной авиации, на которых в настоящее время установлены или будут установлены радиомаячные системы посадки дециметрового диапазона волн.

Claims

1. Прибор дальнего контроля выходных характеристик курсового радиомаяка дециметрового диапазона волн с форматом сигнала ПРМГ радиомаячной системы обеспечения инструментального захода воздушных судов на посадку, содержащий последовательно соединенные первую антенну, первый приемник, первый измеритель коэффициента разнослышимости сигналов курсового радиомаяка, отличающийся тем, что антенна упомянутого устройства установлена на продолжении оси взлетно-посадочной полосы на стороне, противоположной стороне размещения курсового радиомаяка относительно взлетно-посадочной полосы.

2. Прибор дальнего контроля выходных характеристик курсового радиомаяка дециметрового диапазона волн с форматом сигнала ПРМГ радиомаячной системы обеспечения инструментального захода воздушных судов на посадку по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит блок измерения суммарного коэффициента амплитудной модуляции сигнала курсового радиомаяка тоновыми сигналами.

3. Прибор дальнего контроля выходных характеристик курсового радиомаяка дециметрового диапазона волн с форматом сигнала ПРМГ радиомаячной системы обеспечения инструментального захода воздушных судов на посадку по п. 2, отличающийся тем, что дополнительно содержит последовательно соединенные вторую антенну, второй приемник, второй измеритель разности глубин модуляции сигнала курсового радиомаяка тоновыми сигналами, причем вторая антенна установлена сбоку от линии продолжения оси взлетно-посадочной полосы на стороне, противоположной стороне размещения курсового радиомаяка относительно взлетно-посадочной полосы.

4. Прибор дальнего контроля выходных характеристик курсового радиомаяка дециметрового диапазона волн с форматом сигнала ПРМГ радиомаячной системы обеспечения инструментального захода воздушных судов на посадку по п. 2, отличающийся тем, что дополнительно содержит последовательно соединенные линию связи и индикатор.