RU2619071C1 - Glide slope beacon for landing on a steep trajectory (versions) - Google Patents
Glide slope beacon for landing on a steep trajectory (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2619071C1 RU2619071C1 RU2016115278A RU2016115278A RU2619071C1 RU 2619071 C1 RU2619071 C1 RU 2619071C1 RU 2016115278 A RU2016115278 A RU 2016115278A RU 2016115278 A RU2016115278 A RU 2016115278A RU 2619071 C1 RU2619071 C1 RU 2619071C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- switch
- divider
- antenna
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
- G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
- G01S1/08—Systems for determining direction or position line
- G01S1/14—Systems for determining direction or position line using amplitude comparison of signals transmitted simultaneously from antennas or antenna systems having differently oriented overlapping directivity-characteristics
- G01S1/16—Azimuthal guidance systems, e.g. system for defining aircraft approach path, localiser system
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
- G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
- G01S1/08—Systems for determining direction or position line
- G01S1/14—Systems for determining direction or position line using amplitude comparison of signals transmitted simultaneously from antennas or antenna systems having differently oriented overlapping directivity-characteristics
- G01S1/18—Elevational guidance systems, e.g. system for defining aircraft glide path
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
- G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
- G01S1/08—Systems for determining direction or position line
- G01S1/42—Conical-scan beacons transmitting signals which indicate at a mobile receiver any displacement of the receiver from the conical-scan axis, e.g. for "beam-riding" missile control
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
- G08G5/02—Automatic approach or landing aids, i.e. systems in which flight data of incoming planes are processed to provide landing data
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах инструментального обеспечения захода самолетов на посадку в тех ситуациях, когда заход по стандартной глиссаде с углом глиссады в пределах от 2 до 4 по тем или иным причинам оказывается невозможным. В частности, глиссадный радиомаяк для захода на посадку по крутой траектории найдет применение на аэродромах военной авиации при выполнении упражнений по снижению с позиции, расположенной на большой высоте и небольшом расстоянии от торца взлетно-посадочной полосы.The invention relates to radio engineering and can be used in instrumentation support systems for aircraft approaching in those situations when approaching on a standard glide path with a glide path angle of 2 to 4 for one reason or another is not possible. In particular, a glide path beacon for approaching along a steep trajectory will find application at military aerodromes when performing exercises to lower from a position located at a high altitude and a short distance from the end of the runway.
Уровень техникиState of the art
Основным средством обеспечения инструментального захода самолетов гражданской и государственной авиации на посадку и посадки являются радиомаячные системы посадки (СП) метрового диапазона длин волн (MB) формата ILS (Instrument Landing System) и дециметрового диапазона длин волн (ПРМГ). Радиомаячные системы посадки имеют почти вековую историю развития. История развития СП в США описана в [Watts, С. В., Jr. Instrument Landing Scrapbook / С.В., Jr. Watts. - Trafford Publishing, 2005. 392 p.p.]. Основные вехи развития СП MB для гражданской авиации и СП дециметрового диапазона длин волн для военной авиации в нашей стране освещены в [НИИ-33 / ВНИИРА. История становления и развития Всесоюзного НИИ радиоаппаратуры - СПб.: 2007. - 291 с.].The main means of instrumental approach of civil and state aviation aircraft for landing and landing are radio beacon landing systems (SP) of the meter wavelength range (MB) of the ILS format (Instrument Landing System) and decimeter wavelength range (PRMG). Beacon landing systems have an almost century-old history of development. The history of the development of the joint venture in the USA is described in [Watts, S.V., Jr. Instrument Landing Scrapbook / C.V., Jr. Watts. - Trafford Publishing, 2005. 392 p.p.]. The main milestones of the development of the MB joint venture for civil aviation and the decimeter wavelength joint venture for military aviation in our country are highlighted in [NII-33 / VNIIRA. The history of the formation and development of the All-Union Scientific Research Institute of Radio Equipment - St. Petersburg: 2007. - 291 p.].
Радиомаячная СП включает в себя курсовой радиомаяк (КРМ), глиссадный радиомаяк (ГРМ), маркерные радиомаяки или дальномерное оборудование (DME).A beacon joint venture includes a directional beacon (CRM), a glide path beacon (GRM), marker beacons or rangefinder equipment (DME).
Системы инструментальной посадки самолетов метрового диапазона волн (Instrument landing systems - ILS) развивались до и после 1946 года, когда ILS была принята в качестве международного стандарта и могла быть категорирована в одной из трех групп: с опорным нулем, системой на боковой полосе или системой с решеткой типа М.Instrument landing systems (ILS) were developed before and after 1946, when ILS was adopted as an international standard and could be categorized in one of three groups: with a reference zero, a side-band system, or a system with type M lattice
ГРМ устанавливают в точке, расположенной на расстоянии 200-400 м от порога взлетно-посадочной полосы (ВПП) и на удалении 150-180 м от оси ВПП. Антенна ГРМ ILS излучает в окружающее пространство электромагнитные волны в диапазоне частот 328-335 МГц, модулированные по амплитуде сигналами тональных частот ƒ1=90 Гц, ƒ2=150 Гц. Поверхность, на которой разность глубин модуляции (РГМ) сигналами ƒ1 и ƒ2 равна нулю, называют поверхностью глиссады. Линию пересечения поверхности глиссады с вертикальной плоскостью, формируемой КРМ и проходящей через ось взлетно-посадочной полосы, называют глиссадой.The timing is installed at a point located at a distance of 200-400 m from the threshold of the runway and at a distance of 150-180 m from the axis of the runway. Timing antenna ILS emits electromagnetic waves into the surrounding space in the frequency range 328-335 MHz, modulated in amplitude by signals of tonal frequencies ƒ 1 = 90 Hz, ƒ 2 = 150 Hz. The surface on which the difference in modulation depths (RGM) by signals ƒ 1 and ƒ 2 is equal to zero is called the surface of the glide path. The line of intersection of the surface of the glide path with a vertical plane formed by the CRM and passing through the axis of the runway is called the glide path.
Самым простым ГРМ в названных выше системах является ГРМ с опорным нулем. Он включает в себя две антенны, причем нижняя антенна расположена на высоте в два раза меньшей, чем высота верхней антенны. Нижняя антенна излучает так называемый опорный сигнал, модулированный с равной глубиной модуляции тонами 90 и 150 Гц с фазовой синхронизацией (называемый также суммарным сигналом или сигналом "несущая плюс боковые частоты"). Нижняя антенна с учетом влияния Земли формирует в вертикальной плоскости лепестковую диаграмму направленности с первым максимумом над Землей под углом 3° и первым нулем под углом 6°. Верхняя антенна излучает только сигнал боковой полосы 90 и 150 Гц (называемый разностным сигналом или сигналом "боковые частоты") и формирует (с учетом радиоволн, отраженных от поверхности Земли) лепестковую диаграмму направленности с первым максимумом под углом 1,5° и первым нулем под углом 3°. Этот первый нуль сигнала "боковых частот" под углом 3° задает угол глиссады θгл. Ширина зоны глиссады формируется в окрестности упомянутого нуля в диаграмме направленности. Сигналы фазируют таким образом, что сигнал "боковых частот", излучаемый верхней антенной, и опорный сигнал "несущая плюс боковые частоты" (опорный сигнал), излучаемый нижней антенной, суммируются так, что ниже угла глиссады преобладает модуляция сигналом тональной частоты 150 Гц, а выше ее, по крайней мере, до угла, составляющего 1,75θгл, преобладает модуляция сигналом тональной частоты 90 Гц. Таким образом, радиотехническая траектория, называемая глиссадой, формируется в зоне сигнала высокой интенсивности, а приемник просто разделяет и сравнивает звуковые тоны.The simplest timing in the above systems is timing with a reference zero. It includes two antennas, the lower antenna being located at a height half that of the upper antenna. The lower antenna emits the so-called reference signal, modulated with equal modulation depth by tones of 90 and 150 Hz with phase synchronization (also called the total signal or the signal "carrier plus side frequencies"). The lower antenna, taking into account the influence of the Earth, forms a petal radiation pattern in the vertical plane with the first maximum above the Earth at an angle of 3 ° and the first zero at an angle of 6 °. The upper antenna emits only a sideband signal of 90 and 150 Hz (called a difference signal or a “side frequency” signal) and generates (taking into account the radio waves reflected from the Earth’s surface) a lobe pattern with the first maximum at an angle of 1.5 ° and the first zero at
Система с нулевой зоной обычно требует наличия ровной плоскости перед ГРМ длиной 800 м для угла глиссады 3°, а поскольку уровень в диаграмме направленности боковой полосы растет от 0° почти линейно, то система очень чувствительна к отражениям радиоволн от неровностей Земли.A system with a zero zone usually requires an even plane in front of the timing belt with a length of 800 m for a glide path angle of 3 °, and since the level in the directional pattern of the side strip grows from 0 ° almost linearly, the system is very sensitive to reflections of radio waves from Earth's irregularities.
Глиссадные площадки редко бывают идеальными, антенны часто должны работать при наличии короткой площадки перед ГРМ или при наличии складок рельефа местности в зоне захода самолета на посадку. Любое из этих неблагоприятных условий может сильно ухудшить рабочие характеристики системы с нулевой зоной.Glide paths are rarely ideal, antennas often have to work when there is a short area in front of the timing or if there are folds of terrain in the aircraft landing area. Any of these adverse conditions can severely degrade the performance of a zero-zone system.
Кроме того, в процессе эксплуатации первых радиомаячных СП была обнаружена связь между точностными характеристиками СП и размерами и расположением складок местности в зоне захода самолетов на посадку.In addition, during the operation of the first radio beacon joint ventures, a relationship was found between the accuracy characteristics of the joint venture and the size and location of the folds of terrain in the aircraft landing area.
Естественным стремлением разработчиков радиомаячных систем решить проблему влияния рельефа местности в зоне захода самолетов на посадку на поведение глиссады было сужение диаграммы направленности (ДН) антенны ГРМ в вертикальной плоскости, при котором складки местности не облучались бы сигналами ГРМ. Однако, оказалось, что пилоту трудно попасть в узкую зону. Международной организацией гражданской авиации (ИКАО) установлены минимальные угловые размеры зоны действия системы ILS. В частности, ГРМ должен излучать сигналы, обеспечивающие удовлетворительную работу типового бортового оборудования в вертикальном секторе с верхней границей под углом 1,75θгл и нижней границей под углом 0,45θгл относительно горизонтальной плоскости или под меньшим углом до 0,3θгл, который требуется для гарантированного выполнения объявленной схемы входа в глиссаду ILS [пункт 3.1.5.3.1 в Приложении 10 к Конвенции о международной гражданской авиации. Авиационная электросвязь. Том 1. Радионавигационные средства. ИКАО, Монреаль (Канада), 2006. - 606 с.].The natural desire of the developers of radio beacon systems to solve the problem of the influence of the terrain in the approach zone for landing on the glide path behavior was to narrow the radiation pattern of the timing antenna in a vertical plane, in which the folds of the terrain would not be irradiated with timing signals. However, it turned out that it was difficult for the pilot to get into a narrow zone. The International Civil Aviation Organization (ICAO) has established the minimum angular dimensions of the ILS system coverage area. In particular, the timing must emit signals ensuring satisfactory operation of typical on-board equipment in the vertical sector with an upper boundary at an angle of 1.75θ gl and a lower boundary at an angle of 0.45θ gl relative to the horizontal plane or at a smaller angle of up to 0.3θ gl , which is required to ensure compliance with the declared ILS glide path entry scheme [clause 3.1.5.3.1 in
Проблема обеспечения, с одной стороны, высокой точности задания траектории полета путем сужения ДН антенн и, с другой стороны, широких зон действия КРМ и ГРМ была решена в радиомаяках с двухчастотным режимом работы. При этом используется так называемый "эффект захвата" (capture effect). Двухчастотный режим ILS предполагает формирование двух высокочастотных сигналов: основного - сигнала узкого канала (УК) и дополнительного - сигнала широкого канала (ШК). Задачей УК является формирование узких угловых зон: зоны глиссады в пределах ±0,45θгл. В этих зонах задается линейная зависимость между величиной информационного параметра РГМ и угловым отклонением самолета от заданной траектории. Широкий канал обеспечивает пилота информацией во всей остальной зоне действия, "указывая" направление "правильного " движения к траектории снижения. При этом несущая частота сигнала ШК смещена относительно частоты сигнала УК на ±(5÷15) кГц.The problem of ensuring, on the one hand, the high accuracy of setting the flight path by narrowing the antenna beams and, on the other hand, the wide areas of the SRM and the timing, was solved in beacons with a dual-frequency operating mode. The so-called "capture effect" is used. The dual-frequency ILS mode involves the formation of two high-frequency signals: the main signal of the narrow channel (CC) and the additional signal of the wide channel (CC). The task of the Criminal Code is the formation of narrow angular zones: glide path zones within ± 0.45θ hl . In these zones, a linear relationship is established between the value of the RGM information parameter and the angular deviation of the aircraft from a given trajectory. The wide channel provides the pilot with information in the rest of the coverage area, "indicating" the direction of the "correct" movement towards the descent trajectory. In this case, the carrier frequency of the CC signal is shifted relative to the frequency of the CC signal by ± (5 ÷ 15) kHz.
Путем формирования ДН специальной формы добиваются существенного превышения уровня сигналов УК по сравнению с уровнем сигналов ШК в пределах узкой зоны и существенного превышения уровня сигналов ШК по сравнению с уровнем сигналов УК в пределах зоны наведения: θ≤0,45θгл.By forming a special-purpose pattern, they achieve a significant excess of the level of CC signals compared to the level of HF signals within a narrow zone and a significant excess of the level of CC signals compared to the level of CC signals within the guidance zone: θ≤0.45θ gl .
В бортовой же аппаратуре реализован "режим захвата", заключающийся в том, что аппаратура выделяет сигнал с большей амплитудой. В результате в узком секторе углов в направлении продолжения оси ВПП самолет ориентируется по сигналам УК, а за его пределами - по сигналам ШК.In the onboard equipment, the “capture mode” is implemented, which consists in the fact that the equipment emits a signal with a larger amplitude. As a result, in a narrow sector of angles in the direction of continuation of the runway axis, the aircraft is guided by the CC signals, and beyond it - by the CC signals.
Для излучения сигналов УК и ШК в ГРМ стали использовать одну и ту же антенную решетку (АР), так называемую антенную решетку типа М. Тогда в составе двухчастотного ГРМ оказалось устройство распределения мощности сигналов узкого и широкого каналов, которое позволило одной и той же АР излучать одновременно сигналы УК и ШК.The same antenna array (AR), the so-called type M antenna array, was then used to emit CC and HF signals in the timing, then a narrow and wide channel power distribution device turned out to be a part of the two-frequency timing, which allowed the same AR to emit simultaneously the signals of the Criminal Code and the HQ.
Итак, известен первый ГРМ дециметрового диапазона волн с опорным нулем [Г.А. Пахолков, В.В. Кашинов и др. "Угломерные радиотехнические системы посадки". - М.: Транспорт. - 1982, стр. 18], содержащий устройство формирования сигнала суммарного канала, устройство формирования сигналов разностного канала, первую и вторую антенны, разнесенные по вертикали, причем нижняя антенна запитана сигналами суммарного канала, а верхняя антенна запитана сигналами разностного канала. Под сигналом суммарного канала понимается сигнал, формируемый при модуляции высокочастотных колебаний колебаниями с тональными частотами Ω1 и Ω2, одинаковыми по амплитуде, при этом колебания Ω1 и Ω2 синфазны между собой. Под сигналами разностного канала подразумеваются сигналы боковых частот, формируемых при модуляции высокочастотных колебаний колебаниями с частотами Ω1 и Ω2, одинаковыми по амплитуде, при этом высокочастотные колебания имеют сдвиг по фазе на 180°. (В системах посадки метрового диапазона в спектр сигналов суммарного канала входит несущая частота). Информационным параметром в системах посадки метрового диапазона волн является разность глубин модуляции (РГМ) излучаемого сигнала колебаниями с частотами Ω1 и Ω2, а в системах посадки дециметрового диапазона волн так называемый коэффициент разнослышимости сигналов (КРС) с частотами модуляции Ω1 и Ω2.So, the first timing of the decimeter wave range with a reference zero is known [G.A. Pakholkov, V.V. Kashinov et al. "Goniometric radio engineering landing systems." - M .: Transport. - 1982, p. 18], comprising a sum channel signal generating device, a differential channel signal generating device, first and second antennas spaced vertically, the lower antenna being fed by the signals of the total channel and the upper antenna powered by the signals of the differential channel. The signal of the total channel refers to the signal generated by modulating high-frequency oscillations by vibrations with tonal frequencies Ω 1 and Ω 2 that are identical in amplitude, while the oscillations Ω 1 and Ω 2 are in phase with each other. Difference channel signals are understood to mean side-frequency signals generated by modulating high-frequency oscillations by vibrations with frequencies Ω 1 and Ω 2 that are identical in amplitude, while high-frequency oscillations have a phase shift of 180 °. (In the landing systems of the meter range, the carrier frequency is included in the spectrum of the signals of the total channel). The information parameter in the landing systems of the meter wavelength range is the difference in the modulation depths (RGM) of the emitted signal by oscillations with frequencies of Ω 1 and Ω 2 , and in the systems of the decimeter wave range of waveforms the so-called signal audibility coefficient (Raman) with modulation frequencies of Ω 1 and Ω 2 .
ГРМ с опорным нулем является наиболее простым типом ГРМ, он нашел широкое применение на аэродромах гражданской и военной авиации.Timing with a reference zero is the simplest type of timing; it has been widely used at aerodromes of civil and military aviation.
Известен второй ГРМ дециметрового диапазона длин волн, входящий в посадочную радиомаячную группу (ПРМГ) ПРМГ-76УМ, выпускаемую АО "Челябинский радиозавод "Полет" и эксплуатируемый на аэродромах государственной авиации и на аэродромах совместного базирования гражданской и государственной авиации.Known for the second timing of the decimeter wavelength range included in the landing beacon group (PRMG) PRMG-76UM produced by Chelyabinsk Radio Plant "Flight" and operated at the aerodromes of state aviation and at the aerodromes of jointly based civil and state aviation.
Известный второй ГРМ содержит последовательно соединенные генератор высокочастотных колебаний, ключ и делитель, первый, второй и третий генераторы прямоугольных колебаний, первый переключатель с первым и вторым сигнальными входами, управляющим входом и выходом, фазовращатель на 180°, второй переключатель с первым и вторым сигнальными входами, управляющим входом и выходом, первую и вторую антенны. Выходы первого и второго генераторов прямоугольных колебаний соединены с сигнальными входами первого переключателя. Выход третьего генератора прямоугольных колебаний соединен с управляющим входом первого переключателя и с управляющим входом второго переключателя. Первый выход первого делителя соединен с первым входом второго переключателя и с фазовращателем на 180°, выход которого соединен со вторым входом второго переключателя. Выход второго переключателя соединен с первой антенной. Второй выход первого делителя соединен со второй антенной. Высоты подвеса относительно поверхности Земли h1 и h2 первой и второй антенн равны и , где λ - длина волны, θгл - угол глиссады.The well-known second timing belt contains a series-connected high-frequency oscillation generator, a key and a divider, first, second and third square-wave oscillators, a first switch with first and second signal inputs, controlling input and output, a 180 ° phase shifter, a second switch with first and second signal inputs controlling the input and output, the first and second antennas. The outputs of the first and second square wave generators are connected to the signal inputs of the first switch. The output of the third square wave generator is connected to the control input of the first switch and to the control input of the second switch. The first output of the first divider is connected to the first input of the second switch and to the 180 ° phase shifter, the output of which is connected to the second input of the second switch. The output of the second switch is connected to the first antenna. The second output of the first divider is connected to the second antenna. The height of the suspension relative to the surface of the Earth h 1 and h 2 the first and second antennas are equal and where λ is the wavelength, θ hl is the glide path angle.
Известны другие технические решения, предназначенные для обеспечения работы ГРМ на аэродромах с изменяющимся уровнем снежного покрова, представленные в авторских свидетельствах СССР на изобретения и патентах РФ на изобретение:There are other technical solutions designed to ensure the operation of timing at airfields with a varying level of snow cover, presented in the USSR copyright certificates for inventions and RF patents for inventions:
А.с. №711845. - 2591230. Приоритет 20.03.78. Зарегистр. 28.09.79;A.S. No. 711845. - 2591230. Priority 03.20.78. Zaregistr. 09/28/79;
А.с. №1396781. - 4125531. Приоритет 30.09.86. Зарегистр. 15.01.88;A.S. No. 1396781. - 4125531. Priority 09/30/86. Zaregistr. 01/15/88;
А.с. №1426260. - 4125479. Приоритет 30.09.86. Зарегистр. 22.05.88;A.S. No. 1426260. - 4125479. Priority 09/30/86. Zaregistr. 05/22/88;
А.с. №275692. - 3163500. Приоритет 11.02.87. Зарегистр. 01.06.88;A.S. No. 275692. - 3163500. Priority 11.02.87. Zaregistr. 06/01/88;
А.с. №287782. - 3195405. Приоритет 31.03.88. Зарегистр. 02.01.89);A.S. No. 287782. - 3195405. Priority 03/31/88. Zaregistr. 01/02/89);
А.с. №1623443. - 4619435/24-09, Приоритет 13.12.88. Зарегистр. 22.09.90;A.S. No. 1623443. - 4619435 / 24-09, Priority 12.13.88. Zaregistr. 09/22/90;
А.с. №1626884. - №4619434/09. Приоритет 13.12.88. Зарегистр. 08.10.90;A.S. No. 1626884. - No. 4619434/09. Priority 12.13.88. Zaregistr. 10/08/90;
А.с. №1690468. - 4619436/09, Приоритет 13.12.88. Зарегистр. 08.07.91;A.S. No. 1690468. - 4619436/09, Priority 12.13.88. Zaregistr. 07/08/91;
А.с. №1690469. - 4619436/09. Приоритет 13.12.88. Зарегистр. 08.07.91;A.S. No. 1690469. - 4619436/09. Priority 12.13.88. Zaregistr. 07/08/91;
А.с. №1695758. - 4731827/09. Приоритет 22.08.89. Зарегистр. 01.08.91;A.S. No. 1695758. - 4731827/09. Priority 08.22.89. Zaregistr. 08/01/91;
А.с. №1715060. - 4673557/09. Приоритет 04.04.89. Зарегистр. 22.10.91;A.S. No. 1715060. - 4673557/09. Priority 04.04.89. Zaregistr. 10/22/91;
А.с. №1730923. - 4731828/09, Приоритет 22.08.89. Зарегистр. 03.01.92;A.S. No. 1730923. - 4731828/09, Priority 08.22.89. Zaregistr. 01/03/92;
А.с. №1734471. - 4673558/09. Приоритет 04.04.89. Зарегистр. 15.01.92;A.S. No. 1734471. - 4673558/09. Priority 04.04.89. Zaregistr. 1/15/92;
А.с. №1752075. - 4756469/22. Приоритет 01.11.89. Зарегистр. 26.11.92;A.S. No. 1752075. - 4756469/22.
А.с. №1785350. - 4755385/22, Приоритет 01.11.89. Зарегистр. 01.09.92;A.S. No. 1785350. - 4755385/22, Priority 01.11.89. Zaregistr. 09/01/92;
А.с. №1802602. - 4873721/09, Приоритет 11.10.90. Зарегистр. 09.10.92;A.S. No. 1802602. - 4873721/09, Priority 11.10.90. Zaregistr. 10/9/92;
А.с. №1822264. - 4870495/09. Приоритет 1.10.90. Зарегистр. 12.10.92;A.S. No. 1822264. - 4870495/09. Priority 1.10.90. Zaregistr. 10/12/92;
А.с. №1822265. - 4887243/09, Приоритет 28.11.90. Зарегистр. 12.10.92;A.S. No. 1822265. - 4887243/09, Priority 11.28.90. Zaregistr. 10/12/92;
А.с. №1828278. - 4809235/09, Приоритет 02.04.90. Зарегистр. 12.10.92;A.S. No. 1828278. - 4809235/09, Priority 02.04.90. Zaregistr. 10/12/92;
Патент РФ №21222216. - 94032782, Приоритет 08.09.94. Зарегистр. 20.11.98.RF patent №21222216. - 94032782, Priority 09/08/94. Zaregistr. 11/20/98.
Известны также патент Alfred R. Lopez. Non-imaging glideslope antenna systems (US patent №5546095, опубл. 13.08.1996, Int. CL6 H01Q 3/30, H01Q 21/10) и австралийский патент №1545035, Application №44640/77, Instrument landing system glide path antenna array and drive therefor [Australia №8121/76, filed 12 Nov. 1976; Int. CL2 G01S 1/18].The patent Alfred R. Lopez is also known. Non-imaging glideslope antenna systems (US patent No. 5546095, publ. 13.08.1996, Int. CL 6 H01Q 3/30,
Их общим недостатком является маленький сектор наведения в вертикальной плоскости.Their common disadvantage is the small sector of guidance in the vertical plane.
Существует ряд ситуаций, когда требуется осуществить заход на посадку по крутой траектории. При этом экипаж самолета, находясь на позиции, расположенной на большой высоте и на небольшом расстоянии от торца взлетно-посадочной полосы (ВПП), прибегает к пологому пикированию с выводом самолета в районе ближнего привода в предпосадочный режим полета по глиссаде [Курс боевой подготовки оперативно-тактической авиации «КБП ОТА - 2012». - М.: Военное издательство. - 2014 г.There are a number of situations where you need to make an approach on a steep path. At the same time, the aircraft crew, being at a position located at a high altitude and a short distance from the end of the runway, runs to a gentle dive with the aircraft in the area of short-range drive entering the pre-landing flight mode along the glide path [Operational training course tactical aviation "KBP OTA - 2012". - M .: Military publishing house. - 2014
(Упр. №601)]. Например, вхождение в пикирование выполняют из точки, находящейся на высоте 3000 м над дальним приводом (т.е. на удалении 4000 м от торца ВПП). Таким образом, начальная точка снижения самолета может находиться относительно глиссадного радиомаяков под углом места около 40°. Однако верхняя граница зоны действия ПРМГ-76УМ составляет для КРМ на всех аэродромах угол 7°, а для ГРМ на разных аэродромах угол 3,5°÷7° (величина утла верхней границы зоны действия в 1,75 раза больше установленного угла глиссады, который может быть выбран в пределах от 2° до 4°). В результате, при таком заходе на посадку экипаж самолета на большей части траектории полета лишен приборной информации о своем положении относительно глиссады.(Ex. No. 601)]. For example, diving entry is performed from a point located at a height of 3000 m above the long-distance drive (i.e., at a distance of 4000 m from the end of the runway). Thus, the initial point of descent of the aircraft can be located relative to the glide path beacons at an elevation angle of about 40 °. However, the upper boundary of the PRMG-76UM coverage area is 7 ° for all airfield aerodromes, and an angle of 3.5 ° ÷ 7 ° for timing at different aerodromes (the angle of the upper boundary of the effective area is 1.75 times the glide path angle, which can be selected between 2 ° and 4 °). As a result, during such an approach, the aircraft crew for the most part of the flight path is deprived of instrumental information about its position relative to the glide path.
В связи с этим представляется актуальной разработка модификации ГРМ с целью обеспечения экипажей самолета приборной информацией о его месте нахождении относительно глиссады на всей упомянутой траектории снижения. При этом в районе ближнего приводного радиомаяка должна обеспечиваться возможность плавного вхождения в стандартную зону глиссады с целью ручного или инструментального выполнения последующих операций по посадке самолета.In this regard, it seems urgent to develop a timing modification to provide aircraft crews with instrument information about its location relative to the glide path along the entire mentioned decline path. Moreover, in the area of the near driving radio beacon, it should be possible to smoothly enter the standard glide path zone for the purpose of manual or instrumental execution of subsequent operations for landing the aircraft.
В качестве прототипа авторами выбран второй известный ГРМ.As a prototype, the authors selected the second known timing.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Технический результат изобретения направлен на расширение зоны действия ГРМ в вертикальной плоскости для обеспечения захода самолетов на посадку по крутой траектории.The technical result of the invention is aimed at expanding the range of the timing in a vertical plane to ensure the approach of aircraft for landing along a steep path.
В первом варианте ГРМ для обеспечения инструментального захода самолетов на посадку по крутой траектории технический результат достигается тем, что ГРМ, содержащий последовательно соединенные первый генератор высокочастотных колебаний с частотой ω1, первый ключ и первый делитель, первый, второй и третий генераторы прямоугольных колебаний, первый переключатель с первым и вторым сигнальными входами, управляющим входом и выходом, первый фазовращатель на 180°, второй переключатель с первым и вторым сигнальными входами, управляющим входом и выходом, первую антенну и вторую 11 антенну, дополнительно содержит второй делитель с первым и вторым выходами, сумматор с первым и вторым входами, второй генератор высокочастотных колебаний с частотой ω2, второй ключ, третий переключатель с сигнальным входом, управляющим входом и с первым и вторым выходами, аттенюатор, третий делитель, второй фазовращатель на 180° и третью антенну. При этом выходы первого и второго генераторов прямоугольных колебаний соединены с первым и вторым сигнальными входами первого переключателя. Выход третьего генератора прямоугольных колебаний соединен с управляющим входом первого переключателя и управляющим входом второго переключателя. Выход первого переключателя соединен с входом второго делителя, первый выход которого соединен с управляющим входом первого ключа. Первый выход первого делителя мощности соединен с первым входом второго переключателя и с первым фазовращателем на 180°, выход которого соединен со вторым входом второго переключателя. Выход второго переключателя соединен с первой антенной 10. Второй выход первого делителя соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен со второй антенной. Второй генератор высокочастотных колебаний соединен со вторым ключом, выход которого соединен с сигнальным входом третьего переключателя. Управляющий вход второго ключа соединен со вторым выходом второго делителя. Управляющий вход третьего переключателя соединен с третьим генератором прямоугольных колебаний. Первый выход третьего переключателя соединен с входом третьего делителя, второй выход третьего переключателя соединен с аттенюатором, выход которого соединен с входом третьего делителя. Первый выход третьего делителя соединен последовательно со вторым фазовращателем на 180° и со вторым входом сумматора, а второй выход третьего делителя соединен с третьей антенной. Высоты подвеса относительно поверхности Земли h1 и h2 первой и второй антенн равны и , где λ - длина волны, θгл - угол глиссады. Высота подвеса третьей антенны меньше высоты подвеса второй антенны.In the first version of the timing for providing an instrumental approach of aircraft on a steep path, the technical result is achieved in that the timing, containing in series connected the first generator of high-frequency oscillations with a frequency of ω 1 , the first key and the first divider, the first, second and third generators of square waves, the first a switch with first and second signal inputs controlling the input and output, a first phase shifter 180 °, a second switch with first and second signal inputs controlling the input and output, the first antenna and the second 11 antenna, further comprises a second divider with first and second outputs, an adder with first and second inputs, a second high-frequency oscillator with a frequency of ω 2 , a second key, a third switch with a signal input, control input and with the first and second outputs, an attenuator, a third divider, a second 180 ° phase shifter and a third antenna. The outputs of the first and second square wave generators are connected to the first and second signal inputs of the first switch. The output of the third square wave generator is connected to a control input of the first switch and a control input of the second switch. The output of the first switch is connected to the input of the second divider, the first output of which is connected to the control input of the first key. The first output of the first power divider is connected to the first input of the second switch and to the first phase shifter through 180 °, the output of which is connected to the second input of the second switch. The output of the second switch is connected to the
Применение в составе ГРМ второго генератора высокочастотных колебаний с частотой ω2, отличающейся от частоты ω1 первого генератора, третьей антенны, расположенной ниже второй антенны, и упомянутых дополнительных элементов фидерного тракта, формирующих диаграмму направленности излучения для сигналов на частоте ω2 в вертикальной плоскости с широким лепестком, в котором имеется интерференционный минимум на угле глиссады, позволило создать широкую зону действия ГРМ в вертикальной плоскости. При этом ниже угла глиссады преобладает тон с частотой 2100 Гц, а выше угла глиссады преобладает тон 1300 Гц.The use of a second generator of high-frequency oscillations with a frequency ω 2 different from the frequency ω 1 of the first generator, a third antenna located below the second antenna, and the mentioned additional feeder path elements forming a radiation pattern for signals at a frequency ω 2 in a vertical plane a wide petal, in which there is an interference minimum at the angle of the glide path, allowed to create a wide range of timing in the vertical plane. In this case, a tone with a frequency of 2100 Hz prevails below the glide path angle, and a tone of 1300 Hz prevails above the glide path angle.
Во втором варианте ГРМ для обеспечения инструментального захода самолетов на посадку по крутой траектории технический результат достигается тем, что ГРМ, содержащий последовательно соединенные генератор высокочастотных колебаний, первый ключ, первый делитель с первым и вторым выходами, первый, второй и третий генераторы прямоугольных колебаний, первый переключатель с первым и вторым сигнальными входами, управляющим входом и выходом, первый фазовращатель на 180°, второй переключатель с первым и вторым входами, управляющим входом и выходом, первую и вторую антенны, дополнительно содержит второй делитель с первым и вторым выходами, первый сумматор с первым и вторым входами и выходом, третий делитель с первым и вторым выходами, второй сумматор с первым и вторым входами и выходом, третий переключатель с первым и вторым сигнальными входами, управляющим входом и выходом, второй фазовращатель на 180°, третий делитель с входом и первым и вторым выходами, третий фазовращатель на 180°, третью антенну, линию задержки. При этом выходы первого и второго генераторов прямоугольных колебаний соединены с первым и вторым сигнальными входами первого переключателя, соответственно, выход третьего генератора прямоугольных колебаний соединен с управляющим входом первого переключателя, с управляющим входом второго переключателя. Первый выход делителя соединен с первым входом второго переключателя и с первым фазовращателем на 180°, выход которого соединен со вторым входом второго переключателя, выход второго переключателя соединен с входом второго 12 делителя, первый выход которого соединен с входом первой антенны, а второй - соединен с первым входом первого сумматора. Второй выход первого делителя соединен с входом третьего делителя, первый выход которого соединен с первым входом второго сумматора, а второй выход соединен со вторым входом первого сумматора, выход второго сумматора соединен с входом второй антенны. Выход первого сумматора соединен с первым сигнальным входом третьего переключателя и вторым фазовращателем, выход которого соединен со вторым сигнальным входом третьего переключателя. Выход третьего переключателя соединен с входом третьего делителя, первый выход которого последовательно соединен с третьим фазовращателем на 180° и вторым входом второго сумматора, а второй выход соединен с третьей антенной. Управляющий вход третьего переключателя последовательно соединен с линией задержки и третьим генератором прямоугольных колебаний, причем высоты подвеса относительно поверхности Земли первой h1 и второй h2 антенн равны и , где λ - длина волны, θгл - угол глиссады, а высота подвеса третьей антенны ниже высоты подвеса второй антенны.In the second variant of the timing for providing instrumental approach of aircraft for landing along a steep path, the technical result is achieved in that the timing, containing a series-connected high-frequency oscillation generator, a first key, a first divider with first and second outputs, first, second and third square-wave oscillators, first a switch with first and second signal inputs controlling the input and output, the first phase shifter 180 °, a second switch with first and second inputs, the controlling input and output ohm, the first and second antennas, further comprises a second divider with first and second outputs, a first adder with first and second inputs and output, a third divider with first and second outputs, a second adder with first and second inputs and output, a third switch with first and the second signal inputs controlling the input and output, the second phase shifter 180 °, the third divider with the input and the first and second outputs, the third phase shifter 180 °, the third antenna, the delay line. The outputs of the first and second square wave generators are connected to the first and second signal inputs of the first switch, respectively, the output of the third square wave generator is connected to the control input of the first switch, with the control input of the second switch. The first output of the divider is connected to the first input of the second switch and to the first 180 ° phase shifter, the output of which is connected to the second input of the second switch, the output of the second switch is connected to the input of the second 12 divider, the first output of which is connected to the input of the first antenna, and the second is connected to the first input of the first adder. The second output of the first divider is connected to the input of the third divider, the first output of which is connected to the first input of the second adder, and the second output is connected to the second input of the first adder, the output of the second adder is connected to the input of the second antenna. The output of the first adder is connected to the first signal input of the third switch and the second phase shifter, the output of which is connected to the second signal input of the third switch. The output of the third switch is connected to the input of the third divider, the first output of which is connected in series with the third phase shifter by 180 ° and the second input of the second adder, and the second output is connected with the third antenna. The control input of the third switch is connected in series with the delay line and the third generator of square waves, and the height of the suspension relative to the Earth’s surface of the first h 1 and second h 2 antennas are and where λ is the wavelength, θ hl is the glide path angle, and the height of the suspension of the third antenna is lower than the height of the suspension of the second antenna.
Применение упомянутых дополнительных элементов фидерного тракта позволило реализовать деление сигнала высокочастотного генератора на два канала. Сигналы первого канала формируют "традиционную" зону глиссады. Сигналы второго канала подвергаются фазовой манипуляции, что обеспечивает некогерентное сложение в пространстве сигналов первого и второго каналов. Сигналы второго канала формируют широкую в вертикальной плоскости диаграмму направленности с минимумом на угле глиссады. С учетом "эффекта захвата", происходящего в бортовом приемнике, наблюдается характеристика глиссады, практически совпадающая с традиционной характеристикой прототипа и продолженная до больших углов места за счет излучения второй и третьей антеннами сигналов второго канала.The use of the mentioned additional elements of the feeder path made it possible to divide the signal of the high-frequency generator into two channels. The signals of the first channel form the "traditional" glide path zone. The signals of the second channel undergo phase manipulation, which provides incoherent addition in space of the signals of the first and second channels. The signals of the second channel form a wide directivity pattern with a minimum at the glide path angle. Taking into account the “capture effect” occurring in the on-board receiver, a glide path characteristic is observed that practically coincides with the traditional prototype characteristic and is continued to large elevation angles due to the radiation of the second and third antennas of the signals of the second channel.
Решение этих и других задач поясняется далее текстом и рисунками на фигурах.The solution to these and other problems is further illustrated by the text and figures in the figures.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема первого варианта глиссадного радиомаяка для обеспечения инструментального захода самолетов на посадку по крутой траектории в соответствии с настоящим изобретением. На фиг. 1 введены следующие обозначения:In FIG. 1 is a structural electrical diagram of a first embodiment of a glide path beacon for instrumental approach of aircraft on a steep path in accordance with the present invention. In FIG. 1, the following notation is introduced:
1 - первый генератор высокочастотных колебаний с частотой ω1,1 - the first generator of high-frequency oscillations with a frequency of ω 1 ,
2 - первый ключ с сигнальным входом, управляющим входом и выходом,2 - the first key with a signal input, controlling the input and output,
3 - первый делитель с первым и вторым выходами,3 - the first divider with the first and second outputs,
4 - первый генератор прямоугольных колебаний,4 - the first generator of square waves,
5 - второй генератор прямоугольных колебаний,5 - the second generator of square waves,
6 - третий генератор прямоугольных колебаний,6 - the third generator of square waves,
7 - первый переключатель с первым и вторым сигнальными входами, управляющим входом и выходом,7 - the first switch with first and second signal inputs, controlling the input and output,
8 - первый фазовращатель на 180°,8 - the first phase shifter 180 °,
9 - второй переключатель с первым и вторым сигнальными входами, управляющим входом и выходом,9 - a second switch with first and second signal inputs, controlling the input and output,
10 - первая антенна,10 - the first antenna
11 - вторая антенна,11 - the second antenna
12 - второй делитель с первым и вторым выходами,12 - the second divider with the first and second outputs,
13 - сумматор,13 - adder
14 - второй генератор высокочастотных колебаний с частотой ω2,14 - the second generator of high-frequency oscillations with a frequency of ω 2 ,
15 - второй ключ с сигнальным входом, управляющим входом и выходом,15 - the second key with a signal input, controlling the input and output,
16 - третий переключатель с сигнальным входом, управляющим входом и двумя выходами,16 - the third switch with a signal input, control input and two outputs,
17 - аттенюатор,17 - attenuator,
18 - третий делитель с первым и вторым выходами,18 - the third divider with the first and second outputs,
19 - второй фазовращатель на 180°,19 - the second phase shifter 180 °,
20 - третья антенна.20 - the third antenna.
На фиг. 2 представлена структурная электрическая схема второго варианта глиссадного радиомаяка для обеспечения инструментального захода самолетов на посадку по крутой траектории в соответствии с настоящим изобретением. На фиг. 2 введены следующие обозначения дополнительных устройств:In FIG. 2 is a structural electrical diagram of a second embodiment of a glide path beacon for instrumental approach of aircraft for a steep path in accordance with the present invention. In FIG. 2, the following designations of additional devices are introduced:
12 - второй делитель с первым и вторым выходами,12 - the second divider with the first and second outputs,
13 - первый сумматор,13 - the first adder
14 - третий делитель с первым и вторым выходами,14 - the third divider with the first and second outputs,
15 - второй сумматор с первым и вторым входами,15 - second adder with first and second inputs,
16 - третий переключатель,16 - the third switch,
17 - второй фазовращатель на 180°,17 - the second phase shifter 180 °,
18 - третий делитель с первым и вторым выходами,18 - the third divider with the first and second outputs,
19 - третий фазовращатель на 180°,19 - the third phase shifter 180 °,
20 - третья антенна,20 - the third antenna
21 - линия задержки.21 - delay line.
На фиг. 3 представлена зависимость информационного параметра (КРС) от угла места для ГРМ-прототипа в пределах до верхней границы стандартной зоны действия ГРМ.In FIG. 3 shows the dependence of the information parameter (RRS) on the elevation angle for the timing prototype within the limits of the upper limit of the standard timing zone.
На фиг. 4 представлена зависимость нормированного отклонения стрелки на пилотажно-навигационном приборе от угла места для ГРМ-прототипа в пределах границ стандартной зоны действия ГРМ.In FIG. 4 shows the dependence of the normalized deviation of the arrow on the flight and navigation instrument from the elevation angle for the timing prototype within the boundaries of the standard timing zone.
На фиг. 5 представлена зависимость информационного параметра глиссады (КРС) от угла места для ГРМ-прототипа в расширенной зоне ГРМ.In FIG. 5 shows the dependence of the glide path information parameter (RRS) on the elevation angle for a timing prototype in an extended timing zone.
На фиг. 6 представлена зависимость нормированного отклонения стрелки на пилотажно-навигационном приборе от угла места для ГРМ-прототипа в расширенной зоне ГРМ.In FIG. 6 shows the dependence of the normalized deviation of the arrow on the flight-navigation device from the elevation angle for the timing prototype in the extended timing zone.
На фиг. 7 представлена зависимость информационного параметра (КРС) от угла места для ГРМ по настоящему изобретению в пределах границ стандартной зоны действия ГРМ.In FIG. 7 shows the dependence of the information parameter (RRS) on the elevation angle for the timing of the present invention within the boundaries of the standard timing range.
На фиг. 8 представлена зависимость нормированного отклонения стрелки на пилотажно-навигационном приборе от угла места для ГРМ по настоящему изобретению в пределах границ стандартной зоны действия ГРМ.In FIG. Figure 8 shows the dependence of the normalized deviation of the arrow on the flight and navigation device on the elevation angle for the timing of the present invention within the boundaries of the standard timing range.
На фиг. 9 представлена зависимость информационного параметра (КРС) от угла места для ГРМ по настоящему изобретению в расширенной зоне ГРМ.In FIG. 9 shows the dependence of the information parameter (RED) on the elevation angle for the timing of the present invention in the extended timing zone.
На фиг. 10 представлена зависимость нормированного отклонения стрелки на пилотажно-навигационном приборе от угла места для ГРМ по настоящему изобретению в расширенной зоне ГРМ.In FIG. 10 shows the dependence of the normalized deviation of the arrow on the flight and navigation device on the elevation angle for the timing of the present invention in the extended timing zone.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Обратимся к фиг. 1, на которой представлена структурная электрическая схема первого варианта глиссадного радиомаяка для обеспечения инструментального захода самолетов на посадку по крутой траектории (далее ГРМ) по настоящему изобретению. ГРМ содержит последовательно соединенные генератор высокочастотных колебаний 1, первый ключ 2 и первый делитель 3 с первым и вторым выходами, первый 4, второй 5 и третий 6 генераторы прямоугольных колебаний, первый переключатель 7 с первым и вторым сигнальным входом, управляющим входом и выходом, первый фазовращатель 8 на 180°, второй переключатель 9 с первым и вторым сигнальными входами, управляющим входом и выходом, первую антенну 10, вторую антенну 11, дополнительно содержит второй делитель 12 с первым и вторым выходами, сумматор 13 с первым и вторым входами, второй генератор 14 высокочастотных колебаний, второй ключ 15, третий переключатель 16 с сигнальным входом, управляющим входом и первым и вторым выходами, аттенюатор 17, третий делитель 18, второй фазовращатель 19 на 180° и третью антенну 20. Выходы первого 4 и второго 5 генераторов прямоугольных колебаний соединены с первым и вторым сигнальными входами первого переключателя 7. Выход третьего генератора 6 прямоугольных колебаний соединен с управляющим входом первого переключателя 7 и управляющим входом второго 9 переключателя. Выход первого переключателя 7 соединен с входом второго делителя 12, первый выход которого соединен с управляющим входом первого ключа 2. Первый выход первого делителя мощности 3 соединен с первым входом второго переключателя 9 и с первым фазовращателем 8 на 180°, выход которого соединен со вторым входом второго переключателя 9. Выход переключателя 9 соединен с первой антенной 10. Второй выход первого делителя 3 соединен с первым входом сумматора 13, выход которого соединен со второй антенной 11. Второй генератор высокочастотных колебаний 14 соединен со вторым 15 ключом, выход которого соединен с сигнальным входом третьего переключателя 16. Управляющий вход второго ключа соединен со вторым выходом второго делителя 12. Управляющий вход третьего переключателя 16 соединен с третьим 6 генератором прямоугольных колебаний. Первый выход третьего переключателя 16 соединен с входом третьего делителя 18, второй выход третьего переключателя соединен с аттенюатором 17, выход которого соединен с входом третьего делителя 18. Первый выход третьего делителя 18 соединен последовательно со вторым фазовращателем 19 на 180° и со вторым входом сумматора 13, а второй выход третьего делителя 18 соединен с третьей антенной 20. Высоты подвеса относительно поверхности Земли h1 и h2 первой 10 и второй 11 антенн равны и , где λ - длина волны, θгл - угол глиссады. Высота подвеса h3 третьей 20 антенны меньше высоты подвеса второй 11 антенны.Turning to FIG. 1, which shows a structural electrical diagram of a first embodiment of a glide path beacon for instrumental approach of aircraft for landing along a steep path (hereinafter referred to as timing) of the present invention. The timing includes a high-
Все упомянутые выше устройства могут быть выполнены аналогично устройствам, реализованным в серийном ГРМ изделия ПРМГ-76УМ, выпускаемым Челябинским радиозаводом "Полет" и эксплуатируемым на аэродромах государственной авиации РФ.All the devices mentioned above can be made similarly to the devices implemented in the serial timing of the PRMG-76UM product manufactured by the Chelyabinsk Radio Plant "Polet" and operated at the state airfields of the Russian Federation.
ГРМ работает следующим образом. Высокочастотные гармонические колебания с частотой ω1 от первого генератора 1 поступают на сигнальный вход первого ключа 2, на управляющий вход которого через второй делитель 12 поступают две чередующиеся последовательности прямоугольных колебаний: с частотой 2100 Гц с выхода первого генератора 4 прямоугольных колебаний и с частотой 1300 Гц с выхода второго генератора 5 прямоугольных колебаний. Смена прохождения колебаний с частотами 2100 Гц и 1300 Гц осуществляется под управлением третьего генератора 6 с частотой 12,5 Гц. В течение одного полупериода коммутации (в течение 0,04 сек.) через переключатель 7 и второй делитель 12 следует периодический сигнал прямоугольной формы, длительность импульса и длительность паузы которого в периоде равны ("меандр") с частотой 2100 Гц, а в течение второго полупериода коммутации (в течение последующих 0,04 сек.) следует "меандр" с частотой 1300 Гц. Высокочастотный сигнал, модулированный сигналами в форме "меандр " с частотами 2100 Гц и 1300 Гц, с выхода первого ключа 2 поступает на вход первого делителя 3, с первого выхода которого поступает на первый вход второго переключателя 9 и через первый фазовращатель 8 на 180° поступают на второй вход второго переключателя 9. С выхода переключателя 9 сигнал поступает на вход первой антенны 10. Со второго выхода третьего 3 делителя сигнал через сумматор 13 поступает на вход второй 11 антенны.Timing works as follows. High-frequency harmonic oscillations with a frequency of ω 1 from the
С выхода генератора 6 управляющие сигналы поступают на управляющий вход переключателя 9. При этом высокочастотные колебания с частотой ω1, модулированные "меандром" с частотой 2100 Гц, с первого выхода делителя 3 поступают непосредственно на первый вход переключателя 9, а модулированные "меандром" с частотой 1300 Гц, проходят через первый фазовращатель 8 на 180° и далее поступают на второй вход переключателя 9. Прохождение сигналов с частотой "меандра" 2100 Гц выполняется в течение одного полупериода колебания генератора 6, а с частотой "меандра" 1300 Гц - в течение другого полупериода колебания с частотой 12,5 Гц. В каждый из полупериодов колебания с частотой 12,5 Гц высокочастотные колебания излучаются первой 12 и второй 13 антеннами. В первый полупериод излучаются высокочастотные сигналы первого генератора 1 с несущей частотой ω1, модулированные "меандром" с частотой 2100 Гц, с диаграммой направленности F2100(θ), во второй полупериод излучаются сигналы первого генератора 1 с несущей частотой ω1, модулированные "меандром" с частотой 2100 Гц, с диаграммой направленности F1300(θ). Точка пересечения диаграмм направленности F2100(θ) и F1300(θ) определяет положение угла глиссады θгл.From the output of the
Высокочастотные гармонические колебания с частотой ω2 от второго 14 генератора высокочастотных колебаний поступают на сигнальный вход второго ключа 15. На управляющий вход второго ключа 15 со второго выхода второго делителя 12 поступают две чередующиеся последовательности прямоугольных колебаний типа "меандр": с частотой 2100 Гц с и с частотой 1300 Гц. Смена прохождения высокочастотных колебаний, модулированных "меандром" с частотами 2100 Гц и 1300 Гц, как упомянуто выше, осуществляется под управлением третьего генератора 6 с частотой 12,5 Гц. В течение одного полупериода коммутации (в течение 0,04 сек.) через первый переключатель 7 и второй делитель 12 следует "меандр" с частотой 2100 Гц, а в течение второго полупериода следует "меандр" с частотой 1300 Гц. При этом переключатель 16, управляемый от генератора прямоугольных колебаний 6 с частотой 12,5 Гц, пропускает сигналы, модулированные "меандром" с частотой 2100 Гц, через второй выход, которые далее через аттенюатор 17 поступают на вход третьего 18 делителя, а сигналы, модулированные "меандром" с частотой с частотой 1300 Гц, без ослабления проходят непосредственно на вход третьего делителя 18. Часть мощности сигналов, поступившей в третий делитель, поступает далее на вход третьей антенны 20, а другая часть - через второй фазовращатель 19 на 180° поступает на второй вход сумматора 13, с выхода которого поступает на вход второй антенны 11. На пути через второй фазовращатель 19 на 180° сигналы получают дополнительный сдвиг по фазе на 180° относительно сигналов, прошедших в третью 20 антенну. Противофазность сигналов с несущей частотой ω2, излучаемых второй антенной, с сигналами, излучаемыми третьей антенной, обеспечивает «вырезку» (то есть малый уровень напряженности поля) в окрестности зоны действия «основной» глиссады, формируемой в результате излучения сигналов первого генератора высокочастотных колебаний с несущей частотой ω1 первой и второй антеннами. Из-за ослабления части сигналов второго генератора высокочастотных колебаний, прошедших через аттенюатор 17 (сигналы с частотой меандра 2100 Гц), сигналы, излучаемые второй и третьей антенной, будут иметь заданное значение информационного параметра системы посадки (коэффициента разнослышимости) - КРС, показывающее пилоту, что глиссада находится ниже самолета. Этот сигнал будет преобладать в верхней части расширенной зоны действия маяка. Значение КРС будет уменьшаться по мере приближения самолета сверху к линии глиссады, а на глиссаде КРС будет равен нулю. Вблизи глиссады будут преобладать сигналы первого генератора высокочастотных колебаний, а характеристики глиссады будут соответствовать классическим требованиям.High-frequency harmonic oscillations with a frequency of ω 2 from the second 14 generator of high-frequency oscillations are fed to the signal input of the
Обратимся к фиг. 2, на которой представлена структурная электрическая схема второго варианта глиссадного радиомаяка для обеспечения инструментального захода самолетов на посадку на аэродромы по крутой траектории (далее ГРМ). ГРМ содержит последовательно соединенные генератор высокочастотных колебаний 1, первый ключ 2 и первый делитель 3 с первым и вторым выходами, первый 4, второй 5 и третий 6 генераторы прямоугольных колебаний, первый переключатель 7 с первым и вторым сигнальными входами, управляющим входом и выходом, первый фазовращатель 8 на 180°, второй переключатель 9 с первым и вторым входами, управляющим входом и выходом, первую антенну 10, вторую антенну 11, причем высоты подвеса относительно поверхности Земли первой h1 и второй h2 антенн равны и , где λ - длина волны, θгл - угол глиссады, дополнительно содержит второй делитель 12 с первым и вторым выходами, первый сумматор 13 с первыми вторым входами и выходом, третий делитель 14 с первым и вторым выходами, второй сумматор 15 с первым и вторым входами и выходом, третий переключатель 16 с первым и вторым сигнальными входами, управляющим входом и выходом, второй 17 фазовращатель на 180°, третий делитель 18 с входом и первым и вторым выходами, третий фазовращатель 19 на 180°, третью антенну 20, линию задержки 21, причем выходы первого 4 и второго 5 генераторов прямоугольных колебаний соединены с первым и вторым сигнальными входами первого 7 переключателя, соответственно, выход третьего генератора прямоугольных колебаний соединен с управляющим входом первого переключателя, с управляющим входом второго, первый выход делителя 3 соединен с первым входом второго 9 переключателя и с первым фазовращателем 8 на 180°, выход которого соединен со вторым входом второго переключателя 9, выход второго 9 переключателя соединен с входом второго 12 делителя, первый выход которого соединен с входом первой 10 антенны, а второй соединен с первым входом первого 13 сумматора, второй выход первого делителя 3 соединен с входом третьего 14 делителя, первый выход которого соединен с первым 151 входом второго 15 сумматора, а второй выход соединен со вторым входом первого 13 сумматора, выход второго сумматора 15 соединен с входом второй антенны 11, выход первого сумматора 13 соединен с первым сигнальным входом третьего 16 переключателя и вторым фазовращателем 17, выход которого соединен со вторым сигнальным входом третьего 16 переключателя, выход третьего 16 переключателя соединен с входом четвертого 18 делителя, первый выход которого последовательно соединен с третьим 19 фазовращателем на 180° и вторым входом второго сумматора, а второй выход соединен с третьей антенной 20, управляющий вход третьего 16 переключателя последовательно соединен с линией задержки 21 и третьим 6 генератором прямоугольных колебаний, при этом высота подвеса третьей антенны ниже высоты подвеса второй антенны.Turning to FIG. 2, which shows the structural electrical diagram of the second version of the glide path beacon for instrumental approach of aircraft to land at aerodromes along a steep path (hereinafter referred to as timing). The timing includes a high-frequency oscillation generator 1, a first key 2 and a first divider 3 with first and second outputs, the first 4, second 5 and third 6 square-wave oscillators, the first switch 7 with the first and second signal inputs controlling the input and output, the first 180 ° phase shifter 8, second switch 9 with first and second inputs controlling input and output, first antenna 10, second antenna 11, and the height of the suspension relative to the earth's surface of the first h 1 and second h 2 antennas are and where λ is the wavelength, θ gl is the glide path angle, further comprises a second divider 12 with first and second outputs, a first adder 13 with first second inputs and an output, a third divider 14 with first and second outputs, a second adder 15 with first and second inputs and outputs, the third switch 16 with the first and second signal inputs controlling the input and output, the second 17 phase shifter 180 °, the third divider 18 with the input and the first and second outputs, the third phase shifter 19 180 °, the third antenna 20, delay line 21, and the outputs of the first 4 and second 5 generator rectangular oscillators are connected to the first and second signal inputs of the first switch 7, respectively, the output of the third rectangular oscillator is connected to the control input of the first switch, with the control input of the second, the first output of the divider 3 is connected to the first input of the second switch 9 and to the first phase shifter 8 to 180 °, the output of which is connected to the second input of the second switch 9, the output of the second switch 9 is connected to the input of the second 12 divider, the first output of which is connected to the input of the first 10 a non-antennas, and the second is connected to the first input of the first 13 adder, the second output of the first divider 3 is connected to the input of the third 14 divider, the first output of which is connected to the first 151 input of the second 15 adder, and the second output is connected to the second input of the first 13 adder, the output of the second adder 15 is connected to the input of the second antenna 11, the output of the first adder 13 is connected to the first signal input of the third 16 switch and the second phase shifter 17, the output of which is connected to the second signal input of the third 16 switch, the output of the third 16 The atelier is connected to the input of the fourth 18 divider, the first output of which is connected in series with the third 19 phase shifter by 180 ° and the second input of the second adder, and the second output is connected with the third antenna 20, the control input of the third 16 of the switch is connected in series with the delay line 21 and the third 6 oscillator rectangular vibrations, while the height of the suspension of the third antenna is lower than the height of the suspension of the second antenna.
Все упомянутые устройства могут быть выполнены аналогично устройствам, реализованным в серийном ГРМ изделия ПРМГ-76УМ, выпускаемым Челябинским радиозаводом "Полет" и эксплуатируемым на аэродромах государственной авиации РФ.All of the mentioned devices can be made similarly to the devices implemented in the serial timing of the PRMG-76UM product manufactured by the Chelyabinsk Radio Plant "Polet" and operated at the state airfields of the Russian Federation.
ГРМ работает следующим образом. Высокочастотные гармонические колебания первого генератора 1 с частотой ω1, поступают на сигнальный вход первого ключа 2, на управляющий вход 22 которого с выхода первого переключателя 7 поступают две чередующиеся последовательности прямоугольных колебаний: с частотой 2100 Гц с выхода первого генератора 4 прямоугольных колебаний и с частотой 1300 Гц с выхода второго генератора 5 прямоугольных колебаний. Смена прохождения колебаний с частотами 2100 Гц и 1300 Гц (формирование пачек импульсов с частотой 2100 Гц и пачек импульсов с частотой 1300 Гц) осуществляется под управлением третьего генератора 6 с частотой 12,5 Гц. В течение одного полупериода коммутации (в течение 0,04 с. ) через переключатель 7 следует периодический сигнал прямоугольной формы, длительность импульса и длительность паузы которого в периоде равны, ("меандр") с частотой 2100 Гц, а в течение второго полупериода следует "меандр" с частотой 1300 Гц. Модулированный "меандрами" с частотами 2100 Гц и 1300 Гц высокочастотный сигнал с выхода первого ключа 2 поступает на вход делителя 3, с первого выхода которого поступает на первый вход второго переключателя 9 и через первый фазовращатель 8 на 180° поступает на второй вход второго переключателя 9. С выхода переключателя 9 сигнал поступает на второй делитель 12, с первого выхода которого поступает на первую антенну 10, а со второго выхода - на первый вход первого 13 сумматора. Со второго выхода третьего 3 делителя сигнал поступает на вход третьего 14 делителя, с первого выхода которого через второй сумматор 15 поступает на вторую антенну 11. С выхода третьего генератора прямоугольных колебаний 6 управляющие сигналы поступают на управляющий вход переключателя 9. При этом под управлением генератора 6 высокочастотные колебания с частотой ω1, модулированные "меандром" с частотой 2100 Гц, с первого выхода делителя 3 поступают непосредственно на первый вход переключателя 9, а модулированные "меандром" с частотой 1300 Гц, проходят через первый фазовращатель 8 на 180° и далее поступают на второй вход переключателя 9. Прохождение сигналов с частотой "меандра" 2100 Гц выполняется в течение одного полупериода колебания генератора 6, а с частотой "меандра" 1300 Гц - в течение другого полупериода колебания с частотой 12,5 Гц. В каждый из полупериодов колебания с частотой 12,5 Гц высокочастотные колебания (модулированные либо меандром с частотой 2100 Гц, либо с частотой 1300 Гц) излучаются первой 10 и второй 11 антеннами. В первый полупериод излучаются высокочастотные сигналы первого генератора 1, модулированные "меандром" с частотой 2100 Гц, с диаграммой направленности F2100(θ), во второй полупериод излучаются сигналы первого генератора 1, модулированные "меандром" с частотой 1300 Гц, с диаграммой направленности F1300(θ). Точка пересечения диаграмм направленности F2100(θ) и F1300(θ) определяет положение угла глиссады θгл.Timing works as follows. High-frequency harmonic oscillations of the
Высокочастотный сигнал, модулированный сигналом в форме "меандр" с частотой 2100 Гц в течение одного полупериода колебаний с частотой 12,5 Гц и противофазный с ним сигнал, модулированный "меандром " с частотой 1300 Гц в течение другого полупериода колебаний с частотой 12,5 Гц, со второго выхода второго делителя 12 поступает на первый вход сумматора 13. Высокочастотный сигнал, модулированный сигналом в форме "меандр" с частотой 2100 Гц в течение одного полупериода колебаний с частотой 12,5 Гц, и синфазный с ним высокочастотный сигнал, модулированный "меандром" с частотой 1300 Гц в течение другого полупериода колебаний с частотой 12,5 Гц, со второго выхода третьего делителя 14 поступает на второй вход первого сумматора 13. В результате на выходе первого сумматора 13 формируется сигнал с заданным значением КРС, определяемым соотношением амплитуд и фаз напряжений сигналов на первом и втором входах сумматора 13. В данном случае амплитуда сигнала, модулированного "меандром" с частотой 1300 Гц, должна быть больше амплитуды сигнала, модулированного "меандром" с частотой 2100 Гц (что соответствует нахождению глиссады ниже точки наблюдения). Этот сигнал используется далее для формирования верхней части расширенной зоны действия маяка. Для исключения нежелательной интерференции в пространстве этого сигнала с сигналами, формирующими, как указано выше, классическую глиссаду с помощью излучения сигналов первой и второй антеннами, должна быть обеспечена некогерентность упомянутых сигналов. В первом варианте ГРМ (по пункту 1 формулы настоящего изобретения) требуемая некогерентность сигналов обеспечивается за счет разноса по частоте высокочастотных колебаний первого 1 и второго 14 генераторов. Во втором варианте ГРМ (п. 2 формулы настоящего изобретения) некогерентность сигналов обеспечивается путем их фазовой манипуляции с применением третьего переключателя 16 и второго фазовращателя 17 на 180°. Высокочастотный сигнал, модулированный "меандрами" с частотой 2100 Гц в течение одного полупериода колебания с частотой 12,5 Гц и частотой 1300 Гц в течение второго полупериода поступает с выхода сумматора 13 на первый и второй входы третьего 16 переключателя. Переключатель 16 управляется третьим генератором прямоугольных колебаний 6, который осуществляет коммутацию упомянутых сигналов с частотой 12,5 Гц. Линия задержки 25 со временем задержки, равным четверть периода управляющих сигналов с частотой 12,5 Гц, обеспечивает смещение (задержку) управляющего сигнала на управляющем входе третьего 16 переключателя относительно сигналов на управляющих входах первого 2 и второго 9 переключателей. При этом, высокочастотные сигналы, модулированные "меандрами" с частотами 1300 и 2100 Гц, в течение четверти периода колебания с частотой 12,5 Гц будут иметь на выходе третьего переключателя нулевую добавку фазы (сигнал проходит через первый вход переключателя 16), а во второй четверти периода упомянутые сигналы будут иметь дополнительный фазовый сдвиг на 180° поскольку проходят на второй вход третьего переключателя через второй фазовращатель 17 на 180°. Далее этот фазоманипулированный сигнал с заданным значением КРС поступает на вход третьей антенны и через третий 19 фазовращатель 180° на вход второй антенны. Запитка этим сигналом второй и третьей антенн в противофазе формирует в пространстве зону излучения в верхней части зоны действия радиомаяка и «вырезку» в окрестности угла глиссады. Некогерентность сигналов, формирующих основную глиссаду, с сигналами, формирущими ее верхнюю расширенную зону действия, позволяет рассматривать их как независимые сигналы. Взаимодействие некогерентных сигналов рассмотрено в работе авторов [Войтович Н.И., Жданов Б.В., Зотов А.В. Моделирование работы двухчастотной инструментальной системы посадки самолетов. // Вестник ЮУрГУ Серия "Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника". 2013, том 13, №4]. Все ранее представленные рисунки, поясняющие формирование ДН и зоны действия маяка по первому варианту (по п. 1 настоящего изобретения), справедливы для описания работы второго варианта ГРМ (по п. 2 формулы изобретения).A high-frequency signal modulated by a meander signal with a frequency of 2100 Hz for one half-cycle of oscillations with a frequency of 12.5 Hz and an out-of-phase signal with it, modulated by a meander with a frequency of 1300 Hz for another half-period of oscillations with a frequency of 12.5 Hz , from the second output of the
Пример реализацииImplementation example
В системах посадки самолетов и метрового и дециметрового диапазонов длин волн принято использовать электромагнитные волны с горизонтальной поляризацией; при этом на глиссаде вектор напряженности электрического поля параллелен горизонтальной плоскости, а вектор лежит в вертикальной плоскости.In systems for landing aircraft and meter and decimeter wavelength ranges, it is customary to use electromagnetic waves with horizontal polarization; while on the glide path the electric field vector parallel to the horizontal plane, and the vector lies in a vertical plane.
Для простоты предположим, что первая 10, вторая 11 и третья 20 антенны в плоскости вектора в свободном пространстве являются ненаправленными. Учитывая то, что при горизонтальной поляризации коэффициент отражения электромагнитных волн от подстилающей поверхности близок по величине к минус единице, получим, что диаграммы направленности первой ƒ1(θ), второй ƒ2(θ) и третьей ƒ3(θ) антенн с учетом влияния отражений от подстилающей поверхности описываются интерференционными множителями Земли:For simplicity, suppose that the first 10, second 11, and third 20 antennas are in the plane of the vector in free space are non-directional. Considering that, in the case of horizontal polarization, the reflection coefficient of electromagnetic waves from the underlying surface is close to minus one, we obtain that the radiation patterns of the first ƒ 1 (θ), second ƒ 2 (θ) and third ƒ 3 (θ) antennas, taking into account the influence reflections from the underlying surface are described by the interference factors of the Earth:
где:Where:
с - скорость света,c is the speed of light
ƒ - частота.ƒ is the frequency.
Высота подвеса первой 10 антенны определяется по заданному углу глиссады θгл:The suspension height of the first 10 antennas is determined by the given glide path angle θ hl :
Высота подвеса второй 11 антенны в 2 раза ниже высоты подвеса первой антенны:The height of the suspension of the second 11 antennas is 2 times lower than the height of the suspension of the first antenna:
Высота подвеса третьей 20 антенны должна быть ниже высоты подвеса второй антенны. Для определенности, предположим, что высота подвеса третьей антенны равна одной длине волны:The height of the suspension of the third 20 antennas should be lower than the height of the suspension of the second antenna. For definiteness, suppose that the suspension height of the third antenna is equal to one wavelength:
Вычисление информационного параметра КРС∑ при работе ГРМ с двумя передатчиками на разнесенных частотах ω1 и ω2 вычислим по формуле, полученной в статье [Войтович Н.И., Жданов Б.В., Зотов А.В. Моделирование работы двухчастотной инструментальной системы посадки самолетов. // Вестник ЮУрГУ Серия "Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника". 2013, том 13, №4].The calculation of the information parameter of cattle ∑ when timing with two transmitters at separated frequencies ω 1 and ω 2 is calculated by the formula obtained in the article [Voitovich NI, Zhdanov B.V., Zotov A.V. Modeling the work of a dual-frequency instrumental aircraft landing system. // Vestnik SUSU Series "Computer technology, control, radio electronics". 2013,
где:Where:
Коэффициент а определяется по известным соотношениям, исходя из условия обеспечения заданной крутизны характеристики глиссады.The coefficient a is determined by known relations, based on the conditions for ensuring a given slope of the glide path characteristics.
Коэффициент b определяется, исходя из условия обеспечения превышения сигнала широкого канала над сигналом узкого канала при углах места выше 2θгл. Специалисты в области радиомаячных систем посадки знают, как определить коэффициенты а и b.Coefficient b is determined on the basis of the condition for the excess of the wide channel signal over the narrow channel signal at elevation angles above 2θ gl . Specialists in the field of radio beacon landing systems know how to determine the coefficients a and b.
Ниже приведены результаты расчетов зависимости КРС∑(θ) при а=0,5; b=2, θгл=3°, ƒ=960 МГц.Below are the results of calculations of the dependence of cattle ∑ (θ) at a = 0.5; b = 2, θ hl = 3 °, ƒ = 960 MHz.
Проведем сравнение характеристики ГРМ по настоящему изобретению с характеристиками ГРМ прототипа.Let's compare the timing characteristics of the present invention with the timing characteristics of the prototype.
При стандартном угле глиссады, равном 3°, верхняя граница зоны действия ГРМ составляет угол 5,25° (фиг. 3). Это означает, что в секторе углов места от 5,25° до 3° стрелка (глиссадный индекс) отклонения угла глиссады на пилотажно-навигационном приборе (ПНП) отклонена вниз, информируя пилота о необходимости снизить самолет (Статья: Д. Просько. "Заход на посадку по курсо-глиссадной системе, www.Avsim.su" (рис. 2). При нахождении на глиссаде стрелка ориентирована на ПНП строго горизонтально (фиг. 4). Выше угла, равного 5,25°, верная информация о месте нахождения глиссады не гарантируется.With a standard glide path angle of 3 °, the upper limit of the timing zone is 5.25 ° (Fig. 3). This means that in the sector of elevation angles from 5.25 ° to 3 °, the arrow (glide path index) of the deviation of the glide path angle on the flight and navigation instrument (ANP) is rejected downward, informing the pilot about the need to lower the plane (Article: D. Prosko. "Sunset for landing along the course-glide path system, www.Avsim.su "(Fig. 2). When located on the glide path, the arrow is oriented to the PNP strictly horizontally (Fig. 4). Above 5.25 °, the correct information about the location glide paths are not guaranteed.
Что на самом деле наблюдается выше верхней границы зоны действия ГРМ? На фиг. 5 представлена зависимость информационного параметра (коэффициента разнослышимости сигналов КРС с частотой модуляции 2100 Гц и 1300 Гц) от угла места θ:What is actually observed above the upper limit of the timing zone? In FIG. Figure 5 shows the dependence of the information parameter (the coefficient of audibility of cattle signals with a modulation frequency of 2100 Hz and 1300 Hz) on the elevation angle θ:
где:Where:
λ - длина волны на рабочей частоте,λ is the wavelength at the operating frequency,
h1 - высота подвеса верхней (первой 10) антенны ГРМ относительно поверхности Земли.h 1 - suspension height of the upper (first 10) timing antenna relative to the surface of the Earth.
Как видно из рассмотрения графика на фиг. 5, зависимость КРС от угла места θ имеет осциллирующий характер. С ростом угла места θ от верхней границы зоны действия ГРМ до 50° информационный параметр шесть раз обращается в нуль, т.е. имеется шесть "ложных глиссад". При этом имеется три сектора углов места, в которых верна информация о том, что истинная глиссада находится ниже и четыре сектора углов места, в которых информация о местонахождении истинной глиссады является ложной. На фиг. 6 показано отклонение стрелки (глиссадного индекса) угла глиссады на ПНП от горизонтального положения, соответствующего положению самолета на глиссаде. В пределах зоны действия ГРМ отклонение стрелки линейным образом зависит от величины КРС. За пределами указанной зоны, когда абсолютная величина КРС больше 42%, стрелка "зашкаливает". В секторах с зашкаленной стрелкой ее положение на графиках на фиг. 6 представлено отрезками прямых линий, параллельных горизонтальной оси (оси 0θ). При снижении самолета с позиции под углом 50° до истинной глиссады стрелка перед глазами пилота шесть раз перейдет из крайнего нижнего положения в крайнее верхнее положение, вводя пилота в заблуждение.As can be seen from the consideration of the graph in FIG. 5, the dependence of cattle on elevation angle θ is oscillatory in nature. With an increase in elevation angle θ from the upper boundary of the timing zone to 50 °, the information parameter vanishes six times, i.e. there are six “false glide paths”. There are three sectors of elevation angles in which the information that the true glide path is below is correct and four sectors of elevation angles in which the location information of the true glide path is false. In FIG. Figure 6 shows the deviation of the arrow (glide index) of the glide path angle on the PNP from the horizontal position corresponding to the position of the aircraft on the glide path. Within the timing range, the deviation of the arrow linearly depends on the value of cattle. Outside the specified zone, when the absolute value of cattle is more than 42%, the arrow “rolls over”. In sectors with an off-scale arrow, its position on the graphs in FIG. 6 is represented by segments of straight lines parallel to the horizontal axis (axis 0θ). When the aircraft drops from a position at an angle of 50 ° to the true glide path, the arrow in front of the pilot’s eyes six times will move from the lowest position to the highest position, misleading the pilot.
Таким образом, пользоваться информацией ГРМ прототипа при снижении по крутой глиссаде нельзя.Thus, it is impossible to use the timing information of the prototype when decreasing along a steep glide path.
В ГРМ по настоящему изобретению зона действия глиссады в вертикальной плоскости расширена, по крайней мере, до угла места, равного 40°. При этом зона глиссады с истинным углом глиссады (зависимость КРС от угла места) сохраняется неизменной (фиг. 7). Поведение стрелки отклонения угла глиссады на ПНП в пределах ранее заданной зоны действия сохраняется неизменным (фиг. 8). Однако, устранена осциллирующая зависимость информационного параметра от угла места (фиг. 9). На всех углах выше глиссады (вплоть до угла, равного 40°) на ПНП с помощью стрелки угла глиссады будет отображаться информация о том, что глиссада внизу (фиг. 10). Пилот при снижении самолета по крутой траектории вплоть до истинной глиссады будет непрерывно иметь информацию о том, что глиссада внизу.In the timing of the present invention, the glide path in the vertical plane is expanded at least to an elevation angle of 40 °. In this case, the glide path zone with the true glide path angle (the dependence of cattle on elevation angle) remains unchanged (Fig. 7). The behavior of the arrow deviating the glide path angle on the PNP within the previously specified coverage area remains unchanged (Fig. 8). However, the oscillating dependence of the information parameter on the elevation angle has been eliminated (Fig. 9). At all angles above the glide path (up to an angle equal to 40 °) on the PNP, using the arrow of the glide path angle, information will be displayed that the glide path is below (Fig. 10). The pilot, when the aircraft descends along a steep path up to the true glide path, will continuously have information that the glide path is below.
При нахождении выше стандартной верхней границы зоны действия стрелка ПНП находится в крайнем нижнем положении, "в зашкале" (горизонтальный участок на графике). При дальнейшем снижении, ниже стандартной верхней границы зоны действия, стрелка будет плавно приближаться к горизонтальному положению, позволяя пилоту плавно вписаться в глиссаду и далее совершать полет, как обычно, по глиссаде.If you are above the standard upper boundary of the coverage area, the PNP arrow is in its lowest position, “off scale” (horizontal section on the graph). With a further decrease, below the standard upper limit of the coverage area, the arrow will gradually approach the horizontal position, allowing the pilot to smoothly fit into the glide path and then continue to fly, as usual, along the glide path.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016115278A RU2619071C1 (en) | 2016-04-19 | 2016-04-19 | Glide slope beacon for landing on a steep trajectory (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016115278A RU2619071C1 (en) | 2016-04-19 | 2016-04-19 | Glide slope beacon for landing on a steep trajectory (versions) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2619071C1 true RU2619071C1 (en) | 2017-05-11 |
Family
ID=58715918
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016115278A RU2619071C1 (en) | 2016-04-19 | 2016-04-19 | Glide slope beacon for landing on a steep trajectory (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2619071C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2693024C1 (en) * | 2018-10-22 | 2019-07-01 | Николай Иванович Войтович | Glide-path transmitter |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5250955A (en) * | 1992-06-05 | 1993-10-05 | Lockheed Information Services Company | State entry beacon system |
JPH09197033A (en) * | 1996-01-16 | 1997-07-31 | Oki Electric Ind Co Ltd | Radio beacon system for guiding and constituting apparatus of the system |
RU2095293C1 (en) * | 1993-09-10 | 1997-11-10 | Акционерное общество закрытого типа "Монацит" | Method of accuracy landing of aircraft |
US5689273A (en) * | 1996-01-30 | 1997-11-18 | Alliedsignal, Inc. | Aircraft surface navigation system |
FR2917823A1 (en) * | 2007-06-22 | 2008-12-26 | Airbus France Sas | Performance simulation device for radio navigation system e.g. marker, has delivering unit delivering each calculated value of physical quantity on display unit of cockpit and identifier of beacon |
RU2429499C2 (en) * | 2009-04-28 | 2011-09-20 | Николай Иванович Войтович | Glide-path beacon (versions) |
RU2537201C2 (en) * | 2012-11-23 | 2014-12-27 | Открытое акционерное общество "Российская самолетостроительная корпорация "МиГ" (ОАО "РСК "МиГ") | Method of aircraft control in landing approach |
-
2016
- 2016-04-19 RU RU2016115278A patent/RU2619071C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5250955A (en) * | 1992-06-05 | 1993-10-05 | Lockheed Information Services Company | State entry beacon system |
RU2095293C1 (en) * | 1993-09-10 | 1997-11-10 | Акционерное общество закрытого типа "Монацит" | Method of accuracy landing of aircraft |
JPH09197033A (en) * | 1996-01-16 | 1997-07-31 | Oki Electric Ind Co Ltd | Radio beacon system for guiding and constituting apparatus of the system |
US5689273A (en) * | 1996-01-30 | 1997-11-18 | Alliedsignal, Inc. | Aircraft surface navigation system |
FR2917823A1 (en) * | 2007-06-22 | 2008-12-26 | Airbus France Sas | Performance simulation device for radio navigation system e.g. marker, has delivering unit delivering each calculated value of physical quantity on display unit of cockpit and identifier of beacon |
RU2429499C2 (en) * | 2009-04-28 | 2011-09-20 | Николай Иванович Войтович | Glide-path beacon (versions) |
RU2537201C2 (en) * | 2012-11-23 | 2014-12-27 | Открытое акционерное общество "Российская самолетостроительная корпорация "МиГ" (ОАО "РСК "МиГ") | Method of aircraft control in landing approach |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2693024C1 (en) * | 2018-10-22 | 2019-07-01 | Николай Иванович Войтович | Glide-path transmitter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101666873A (en) | Fuzzy processing method of high-precision ranging radar based on modulation pulse sequence | |
JPH06317669A (en) | Pulse compression signal processor using same saw match filter for up and down chirp | |
RU2619071C1 (en) | Glide slope beacon for landing on a steep trajectory (versions) | |
RU2429499C2 (en) | Glide-path beacon (versions) | |
GB655396A (en) | Improvements in or relating to radio distance-measuring apparatus utilizing the doppler effect | |
RU2624263C1 (en) | Dual-frequency glide-path radio beacon | |
RU2637817C1 (en) | Method of determining distance to earth surface | |
RU2424538C1 (en) | Method of searching for mineral deposits using submarine geophysical vessel | |
RU2646595C1 (en) | Method for determining coordinates of radio source | |
RU2602432C1 (en) | Broadband phase-differential local radio navigation system | |
US2242910A (en) | Radio control system for guiding aircraft | |
US2141281A (en) | Wave transmission | |
US1919556A (en) | Process for radio direction, locating observation, and the like | |
RU2018864C1 (en) | Method of measuring distance in doppler speed vector meters for flying vehicles | |
RU2662803C1 (en) | Aircraft ground speed and the crab angle measuring method | |
RU2705475C1 (en) | Method of wiring an unmanned seaplane flight in water area of flight basin | |
RU2725891C1 (en) | Method and device for controlling deviation of descending aircraft from axis of airstrip | |
US2593485A (en) | Localizer beacon system | |
US2536496A (en) | Radio system, based on echo pulse principle and utilizing a modified omnidirectionalreceiver, for aiding aircraft landing | |
US2416342A (en) | Altitude guiding system for aircraft | |
RU2818668C1 (en) | Glide path beacon | |
RU2695316C2 (en) | Method for adjusting information parameter of course-glide path beacons and its implementation device (embodiments) | |
Voloshchenko | Seadrome: Technologies of Complex Navigation for Amphibious Unmanned Aerial Vehicles in the Seaplane Basin | |
RU2693024C1 (en) | Glide-path transmitter | |
Baryshev et al. | Statistical Doppler signal model of independent aircraft velocimeter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190420 |