ILS对进近着陆支持情况的三维可视化仿真

镜像系统，将带水平偶极子的夹角反射器装置于理想导电地面上方架高为ｈ处。发自偶极子的直射波束和发自地面下深度为ｈ处的镜像波束进行叠加合成，当波程差ｄ＝０．５Ａ，

１．５Ａ时，沿角度ａ方向（如图３）的场强增至最大；而当ｄ＝ｌＡ，２Ａ…．时，沿ａ方向的场强为零。

下滑天线单元为三根共线的偶极子，垂直排布。如图２所示单根偶极子的长度为Ａ／４，ｈ。，ｈ：分别为两个天线架设的高度，ａ为下滑角。根据天线与地面的反射特性，为使分叉波瓣在ａ＝３ｏ方向成为零点，则：

２ｈｌｓｉｎａ＝Ａ（４）而要使得ａ＝３。方向形成鼻尖形波束，则：

２ｈ２ｓｉｎａ＝Ａ／２（５）即取下滑角ａ＝３。得到：

ｐ２９・６Ａ（６）

ｌ＾２＝４．８Ａ

即，一副夹角反射器置于高９．６Ａ处，另一幅置于４．８Ａ处，二者结合组成下滑天线。

图３下滑天线示意图

４三维可视化仿真

对ＩＬＳ各台站辐射场型进行分析，首先要对各个台站的天线系统进行建模分析，包括各天线单元的排布、相位、馈电情况等。本文以ＮＭ３５２３型天线为例，使用ＦＥＫＯ软件进行ＩＬＳ天线辐射场型的分析后，在三维地理信息系统中进行了沿下滑道的仿真验证飞行。

ＦＥＫＯ［７３是一款以矩量法为基础的电磁仿真软件，并采用快速多极子方法以及高频近似技术，如物理光学和一致性绕射理论；使得它适合求解电大尺寸的问题，同时采用了有限元方法，当天线附近的导体比较复杂时，是无法从理论上推导得出导体对天线辐射特性的影响的，这时就得使用ＦＥ－

４．１航向天线仿真分析

ＮＭ３５２３型航向天线的天线单元是对数周期偶极子天线，其组成为１２个天线单元依次排布，其天线馈电表如表１所示，天线建模结果如图４所示。

对ＮＭ３５２３航向信标天线进行建模时，六对平行放置的对数周期天线以天线排布图的位置进行排列，设定计算步长

◆’少～一Ｌ、．

为２。。为了计算三维辐射场型，仿真范围在ｘ—Ｙ和ｙ－ｚ平面上均为０。一３６００。进行计算后利用ＰＯＳＴＦＥＫＯ，得到ＳＢＯ信号三维辐射线性远场场型如图５（ａ）所示，对ＳＢＯｘ—Ｙ轴极坐标方向性图结果图５（ｂ）所示；ＣＳＢ信号的三维辐射线性场型图如图５（Ｃ）所示。航向信标台向飞机着陆方向发射水平极化的扇形合成场型，其在规定中的覆盖区为：以航向信标台大线为基准，在跑道中心延长线±１０。以内为４５ｋｍ，在１０。～３５。之间为３０ｋｍ。在本实验中经过建模计算得到：以航向信标台大线为基准，航向台天线的ＣＳＢ信号波瓣主瓣的半功率波束宽度为２２．３０，两个副瓣之间的夹角约为７２．９。，略大于规定中的覆盖方向，这说明该航向台天线符合航空无线电导航台电磁环境要求，可以利用该航向台进行导航。

本实验中在实验时分别进行了４、８、１０、１２阵列的天线进行对比，发现１２阵列的ＮＭ３５２３型天线的主瓣对旁瓣的抑制最为突出，主瓣最为突出，说明ＣＳＢ信号在跑道中心线延长线方向最强。可以将主瓣辐射场型在跑道中心延长线形成了一个面，可以近似比作航向面。

攀

（ａ）ｓＢｏ信号３Ｄ辐射场型（ｂ）ｓＢｏ信号的ｘ甜概坐标圈

（ｃ）ｃｓＢ信号３Ｄ辐射场型（田ＣＳＢ信号的ｘ－ｙ轴撮坐标圈

图５航向台进行导航示意图

一６５—

ILS对进近着陆支持情况的三维可视化仿真

作者：沈笑云， 孟健， 焦卫东， SHEN Xiao-yun， MENG Jian， JIAO Wei-dong 作者单位：中国民航大学智能信号和图像处理天津市重点实验室,天津,300300

刊名：

计算机仿真

英文刊名：Computer Simulation

年，卷(期)：2013,30(5)

本文链接：/Periodical_jsjfz201305015.aspx