ILS临界区与敏感区浅析

ILS临界区与敏感区浅析
作者：董晨宇
来源：《电子技术与软件工程》2016年第06期
摘要本文主要以NORMARC各种型号航向信标为研究对象，结合目前较为广泛应用的三种最大机型A380，B747，B767。

通过软件计算出多种情况下的航向信标敏感区大小，并进行探讨。

【关键词】NORMARC 航向信标敏感区
1 引言
随着我国国民经济向现代化迈进的进程不多深入，机场航班流量日益增加，飞机的机型也逐渐向大型化发展，在加之大雾或其他低能见度天气，航班大面积延误的现象也是时有发生。

我们只有通过不断提供服务水平，提升跑道运行等级，来适应新情况。

通过本文的研究希望能够对未来空管运行工作有一定帮助。

2 定义
2.1 临界区定义
定义：ILS临界区是一个关于航向信标和下滑信标天线的限定区域，当ILS设备在工作时，所有车辆包括飞机都不允许进入。

否则，会对ILS空间信号产生严重的干扰。

2.2 敏感区定义
定义：敏感区是ILS临界区的延伸，在此区域内将对移动的汽车，飞机进行控制，防止对ILS信号可能产生的干扰。

设置敏感区的作用是防护由于临界区外，机场范围内的移动物体所产生的干扰。

注—由于敏感区范围大于临界区，其作用是作为临界区的缓冲区域，所谓本文将把敏感区作为讨论重点。

3 航向信标敏感区
3.1 航向信标敏感区
航向敏感区的大小有以下因素决定：
（1）航向天线系统（单频，双频，天线孔径，航道SBO分配）
（2）航道宽度（由跑道长度和航向后撤距离得到）
（3）在跑道上运行的最大飞机
（4）跑道运行等级
（5）滑行道和跑道出口位置
3.1.1 航向天线系统
对于同样孔径宽度的天线系统来说，在大多情况下双频天线的敏感区较小。

宽孔径天线的临界区相对较小。

对于相同孔径的天线来说，由于航道SBO信号分配导致航道SBO辐射场型波瓣较窄时，敏感区也较小。

3.1.2 航道扇区宽度（跑道长度）
对于相同的航向信标来说，跑道越长，航道扇区越窄，敏感区就越大。

3.1.3 飞机类型
一个航向信标对应于相应的航道宽度，较大的飞机导致敏感区较大。

所以，敏感区的大小要根据在机场内的最大飞机来定。

3.1.4 跑道运行等级
跑道运行等级对于敏感区的大小有很大影响，运行等级越高，敏感区越大。

对于安装航向天线来说，一类的敏感区小于二类或者三类的敏感区。

在大多情况下，二类或者三类的敏感区大小基本相同。

3.1.5 滑行道和跑道出口布局
一般情况下，最坏情况下的敏感区计算是基于当飞机起飞或者降落，在滑行道上滑行时，不理想的飞机尾翼位置。

计算时，限定飞机可能的位置和方位，因为滑行道和跑道出口合理布局可以相对减小于最坏情况下敏感区的大小。

所以，强烈推荐先做关于跑道布局的分析，以避免实际划定敏感区大于所需。

注—本文就一般情况进行分析。

3.1.6 停止位置和停止线
因为当飞机在等待进入跑道时，其机鼻离跑道是最近的，且等待线和停止位置可能已经在敏感区内。

这是由于尾翼是飞机造成的信号散射的主要原因。

需要进行独立的研究来确定停止位置。

3.1.7 敏感区计算
本次航向天线敏感区计算是基于航向AXIX程序计算机分析。

VLOC已经通过了英国政府认证并用于UK CAA工作。

数据结果经过俄亥俄大学OUNPPN程序使用联合认证。

二类三类航向信标敏感区的定义，在此区域内地面上的飞机能够对在ILS的E点，2海里外进近的飞机信号产生大于4微安的弯曲。

一类航向敏感区的定义，对于在ILS的A和C点之间的飞机，在此区域内地面上的飞机能够对信号产生弯曲大于12微安。

参考对象为三个不同种类的飞机：
空客A380（A380建模为垂直金属尾翼，高于地面10米，尾翼高14米，宽8.5米。

）
波音B747（B747建模为垂直金属尾翼，高于地面5.7米，尾翼高13.6米，宽8米。

）
波音B767（B767建模为垂直金属尾翼，高于地面3.9米，尾翼高11.9米，宽4.7米。

）
为了计算对于这三种机型的最差情况下敏感区大小，尾翼会出现在跑道内各个不同位置，从航向天线前100m起，并且将尾翼（平行于跑道）向前移动50m或者25m并且侧向（垂直于跑道）移动10m或5m。

尾翼在每个位置上，每次旋转10度，共旋转360度，发现最差的情况的方位。

对于每个尾翼的位置和方向，对于二类三类设备从两海里外至ILS的E点进行计算机仿真，对于一类设备从ILS的A点到ILS的C点。

据测算静态波束弯曲率对于二类和三类来说最大是3微安，对于一类是9微安，因为静态和动态弯曲加于和的平方根（参考附件十副篇C段落2.1.9.5.1）。

这是参照附件10额定门限动态弯曲的80%，如，对于二类和三类来说是4微安，对于一类来说是12微安。

航道扇区从2.5度改变至6度，每次0.5度。

对于每个航向信标天线系统，三种类型飞机敏感区大小的计算都是基于4度的航道扇区。

对于所有范围的航道扇区宽度，敏感区的大小在表1中给出。

4 总结分析
通过以上的一系列分析研究，不难得出对于不同类型天线相对应所需的临界区和敏感区大小。

航向天线阵系统越好对应于相应运行等级所需的临界区和敏感区越小。

对于一种固定天线系统来说，所需运行等级越高，需要的临界区和敏感区面积越大。

其中一些具体的数据对于今
后跑道设计和相对应的维护人员也有积极的指导作用。

由于水平有限，如有错误之处，敬请指正。

参考文献
[1]ICAO.Annex10 Volume，Sixth Edition， July 2006，International Civil Aviation Organization.
[2]NORMARC UILS261.
作者单位
民航华东地区空中交通管理局维修中心上海市 200305。