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ILS导航天线信号特性与选址分析李双星;于晓红【摘要】精密仪表着陆系统能够为飞机提供垂直引导和水平引导，通过虚拟下滑道引导飞机进近降落。
利用FEKO软件对ILS航向天线和下滑天线进行建模，计算得到信号辐射特性。
根据航向天线的CSB和SBO信号在跑道中心线延长线方向最强特性得到航向面，与下滑面相交得到下滑道，并进行仿真。
仿真结果证明了仿真ILS对飞行器的终端区进近着陆优化控制的准确性。
针对华北某新建支线机场制定ILS台站选址方案，消除周边信号遮蔽和信号干扰，选址结果表明ILS台站满足后期校飞和飞行运行要求。
%Precision Instrument Landing System can provide vertical guidance and lateral guidance for the aircraft, guide the aircraft approach landing through a virtual glide path .According to the radiation characteristics, ILS antenna is modeled by the electromagnetic simulation software FEKO. The course surface is structured by the characteristic that CSB and SBO signals are strongest at direction of centerline of the runway extension cords, so the glide slope is obtained by intersecting with glide surface. The simulation shows the accuracy of the approach and landing optimal control by ILS simulation. The navigation siting plan is developed for a new regional airport. Eliminate the signal shielding and signal interference, the result shows the navigation beacons satisfy the airport operation requirements.【期刊名称】《科技创新导报》【年(卷),期】2015(000)027【总页数】3页(P56-58)【关键词】仪表着陆系统;辐射场型;导航台选址【作者】李双星;于晓红【作者单位】中国民航机场建设集团公司华北分公司北京 100621;北京华力创通科技股份有限公司北京 100193【正文语种】中文【中图分类】V24精密仪表着陆系统又称为盲降［5］，其作用是由地面发射的两束无线电信号来实现航向道和下滑道指引，建立一条由跑道指向空中的虚拟路径。
ils频率范围
ILS（Instrument Landing System）是一种在飞行器降落时提供导航和制导的仪表着陆系统。
它是基于无线电波和计算机技术的一种高级
导航系统。
ILS发射出的无线电信号可以指导飞机准确地进入跑道，对机组人员进行非常准确的末段飞行指导，是民航、军用机场的必备设施。
其中，ILS频率范围主要分为两个方面：地面发射频率和空中接收频率。
地面发射站主要负责发射道向信号，它的频率分为主要频率和备用频率，主要频率为本航路第一ILS发射站所应使用的频率，而备用频率
则是在主要频率出现故障时所更换的频率。
空中接收机主要用于接收
地面发射站发出来的信号，它的频率范围与地面发射站是相同的。
在实际使用ILS时，需要注意以下几点：
第一，不同类型的ILS频率不同。
根据不同的ILS分类，其频率范围也有所区别。
目前主要的分类有CAT I、CAT II和CAT III，它们之间的
区别在于精度、最小下降高度和着陆能见度等方面，因此在选用频率
时要根据实际情况进行确定。
第二，受讯者范围限制。
由于ILS会对其他无线电设备产生干扰，因
此对于其接收机的使用范围有所要求，一般在接近跑道时才能开启ILS 接收机，不得在距离太远的地方使用。
第三，要考虑飞机的型号。
不同种类的飞机所搭载的接收机也不同，因此需要根据具体机型的搭载情况来选择相应的ILS频率。
总之，在现代航空领域，ILS已经成为飞机非常重要的仪器之一，能够保障机组人员和乘客的生命安全。
因此，在使用过程中需要严格遵守相关规定，确保安全飞行。
ils接收机工作原理(一)ils接收机工作原理解析什么是ils接收机•ils即Instrument Landing System的缩写，是一种用于辅助飞机着陆的导航系统。
•ils接收机是ils系统中的一个组成部分，用于接收并处理ils 信号。
ils系统概述ils系统由以下几个主要组成部分构成：1.本地izer（Localizer）：提供水平引导信息，确保飞机在正确的航道上进行着陆。
2.本地izer接收机（Localizer Receiver）：接收并解码本地izer信号。
3.下滑径（Glide Path）：提供垂直引导信息，帮助飞机进行正确的下滑。
4.下滑径接收机（Glide Path Receiver）：接收并解码下滑径信号。
5.控制航向指示器（Course Deviation Indicator）：显示飞机离期望航道的偏离情况。
ils接收机工作原理ils接收机是ils系统中的重要组成部分，其工作原理如下：1.信号接收：ils接收机通过天线接收来自本地izer和下滑径的无线信号。
2.信号解调：接收到的无线信号经过接收机内部的解调电路进行解调，将信号转化为可用的导航信息。
3.数据处理：解调后的信号被传输到接收机的微处理器，通过算法进行处理，计算出飞机当前离期望航道的偏离情况。
4.显示输出：计算出的偏离情况被传输到控制航向指示器，通过指针或指示灯显示给飞行员，以供其进行导航调整。
ils接收机的工作原理解析•ils接收机通过接收和解码本地izer和下滑径信号，将其转化为可用的导航信息。
•接收机内部的微处理器通过算法处理导航数据，计算出飞机离期望航道的偏离情况。
•计算出的偏离情况通过控制航向指示器显示给飞行员，帮助其进行准确的导航调整。
结论ils接收机是ils系统中的关键组成部分，通过接收、解码和处理本地izer和下滑径信号，帮助飞行员进行准确的导航调整，确保飞机安全着陆。
有效运用ils接收机可以提高飞行安全性，降低飞行员对人工导航的依赖程度。
机场无线导航系统的天线图片见识几种无线导航系统的天线先看ILS的天线位于跑道远端的LOC波束天线ILS Localizer 21-element dipole reflector antenna array, Runway 27R, EDDV Hanover/Langenhagen International Airport. The picture shows the back of the antennaMarker Beacon指点标(Marker Beacon)，距离跑道从远到近分别为外指点标(OM)，中指点标(MM)和内指点标(IM)Outer marker声音400 Hz 摩斯码为长、长、长、长……Middle marker声音1,300 Hz 摩斯码为短、长、短、长……Inner marker声音3,000 Hz 摩斯码为短、短、短、短……MM的天线A middle marker beacon antenna at Ontario International Airport in California.归航台NDBNDB是无方向性信标(Non-Directional Beacon) 的简称。
频率范围是531 kHz - 1602 kHz 步进9kHz(北美是530 kHz - 1700 kHz 步进10 kHz)。
但通常主要工作在190 kHz到535 kHz频段中。
一般会以400 Hz 或1020 Hz的音频播送摩斯码，以便分辨不同的导航台，还可以发射ATIS通波，紧急境况下也能发射语音，飞行员通过ADF来收听。
NKR的NDB天线Antenna tower of NDB NKR Leimen-Ochsenbach, Germany一座NDB台站，同时也是ZBAA 36L的MM The NDB station co-located with Middle Marker of Beijing Capital International Airport ILS RWY36L甚高频全向信标VOR （VHF Omni-directional Range）工作频段为108.00 MHz - 117.95 MHz 的甚高频段，频点间隔50 kHz。
ils接收机工作原理ILS（Instrument Landing System，仪表着陆系统）是一种用于辅助飞行员在复杂天气条件下通过仪表飞行着陆的导航系统。
ILS接收机是ILS系统中的一部分，其主要作用是接收ILS信号并解码，以便向飞行员提供准确的导航和着陆指引。
ILS接收机的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 发送器发射信号：ILS系统中的发送器会向跑道下的飞机发送多个类型的信号，包括导航信号和着陆信号。
导航信号包括局部器件信号（Localizer Signal）和滑道信号（Glide Slope Signal），用于指引飞行器的水平位置和下降角度。
着陆信号包括跑道辨识信号（Markers Signal）和反射波（Back Beam），用于指示飞行器距离跑道的距离和姿态。
2.接收机接收信号：飞机上的ILS接收机会接收到发送器发射的ILS 信号。
接收机是通过天线接收信号的，它位于飞机上的一些位置，能够接收到发送器发射的信号。
3.信号解调：接收到信号后，ILS接收机会对信号进行解调。
解调是将高频信号转化为音频信号的过程，通过解调，ILS接收机可以将接收到的信号转化为可听或可视的导航和着陆指引。
4.数据处理：解调后的信号会被ILS接收机进行数据处理。
数据处理包括信号滤波和数据解析等过程。
信号滤波是指通过一定的数学算法去除噪声和干扰，以确保接收到的信号准确可靠。
数据解析则是将滤波后的信号转化为可以被飞行员理解的导航和着陆指引。
5.导航和着陆指引：经过数据处理后，ILS接收机会向飞行员提供准确的导航和着陆指引。
导航指引包括偏离水平角和下滑角，用于指示飞行器的水平位置和下降角度。
着陆指引则包括跑道辨识和反射波信息，用于指示飞行器与跑道的距离和姿态。
总的来说，ILS接收机通过接收、解调、数据处理和导航指引等步骤，能够将ILS信号转化为可听或可视的导航和着陆指引，从而帮助飞行员在复杂天气条件下进行仪表飞行着陆。
ILS接收机工作原理一、概述ILS（Instrument Landing System，仪表着陆系统）是现代航空运输中的核心导航设备之一，它通过提供精确的水平和垂直引导，帮助飞行员在恶劣天气条件下进行安全着陆。
其中，ILS接收机是ILS系统的关键组成部分，它负责接收来自地面导航设施的信号，并将其转换为飞行员可读取的导航数据。
二、ILS接收机原理ILS接收机的工作原理可以简单概括为三个步骤：接收信号、信号处理和显示导航数据。
2.1 接收信号ILS系统通过地面设施发射的信号进行导航。
接收机首先接收到水平信号（Localizer）和垂直信号（Glide Slope），这两个信号提供了飞行器在着陆轨道上的位置信息。
水平信号是基于无线电波的两个通道（设备站和航道站）之间的相位差来测量的，而垂直信号则是通过对无线电波的上下行进行比较来测量的。
2.2 信号处理接收机将接收到的信号进行放大和滤波处理，以去除噪声和干扰，确保信号的准确性和可靠性。
这样可以提高导航数据的精确性，确保飞行员可以准确地了解飞行器相对于着陆轨道的位置和姿态。
2.3 显示导航数据经过信号处理后的导航数据将通过接收机上的显示器进行展示。
常见的显示方式包括仪表显示和音频提示。
仪表显示通常包括水平位置（方向指示器）和垂直位置（滑行道指示器）的指示，以及诸如姿态、地速等其他相关信息。
音频提示则通过耳机向飞行员传递导航信息，例如“下滑道”、“左偏航”等。
三、ILS接收机的优势ILS接收机作为现代航空运输中的重要导航设备，具有诸多优势。
3.1 准确性ILS系统通过精确的无线电信号提供导航数据，相比其他导航方式，它的准确性更高。
飞行员可以根据ILS接收机提供的信息准确地调整飞行器的位置和姿态，从而实现精确着陆。
3.2 对恶劣天气条件的适应性ILS系统是为了在恶劣天气条件下实现安全着陆而设计的。
ILS接收机通过接收地面发射的信号，使得飞行员可以在能见度较低的情况下依然能够进行着陆。
仪表着陆系统（ILS ）简介ILS 的原理ILS 的作用和历史仪表着陆系统ILS （Instrument Landing System ）是“非目视”进近和着陆的标准助航系统。
它为飞机提供对准跑道的航向信号和指导飞机下降的下滑道信号，再加上适当的距离指示信号，使飞机能在低的能见度和恶劣天气条件下借助这些仪表提供的信号指示就可以安全着陆。
随着新技术和新器件在ILS 上的应用，ILS 所提供的精确导航信号使得全天候的着陆成为可能。
为了着陆飞机的安全，在目视着陆飞行条例（VFR ）中规定，目视着陆的水平能见度必须大于4.8Km ，云底高不小于300M 。
在很大一部分机场的气象条件都不能满足这一要求，这时着陆的飞机必须依靠ILS 提供的引导进行着陆。
ILS 是采用“等信号”原理来实现的，即通过比较两个信号的幅度差来给出左右和上下指示，当飞行器处于指定航线时，两个信号幅度相等，差值为零。
最早的ILS 雏形出现在上个世纪三十年代，那时有一种叫“AN 系统”的设备来帮助飞机着陆。
如图一所示。
它将“A ”和“N ”两个字母的MORSE 码分开发射，当飞机偏离跑道中心线时，飞行员只能听到其中一个字母的MORSE 码，“A ”或“N ”，只有飞机对准跑道时，才能同时听到两个字母。
而飞机下滑的角度是这样形成的：飞机沿着一个固定信号强度（比如100uA ）降落。
后来这两个MORSE 码被两个音频所代替（90Hz 和150Hz ），并且载波提高，航向为VHF ，下滑为UHF 。
如图二所示。
但上述两种系统的缺点是显而易见的，就是误差大，波瓣宽度十分大，容易受干扰。
现代的ILS 通过采用多个对数周期天线，并添加其它技术元素，如采用双频系统、分离辐射和空间调制、信号频谱精确控制和变换等措施来提高ILS 的精度和可靠性。
图一：AN 系统图二：双音频系统ILS的有关述语决断高度（DH）：ILS引导飞机到达飞行员能看见跑道的最低允许高度，在这个高度上，驾驶员必须做出继续着陆还是复飞的决定。
ILS资料整理1、发射通路发射通路包括：发射机和发射控制单元。
（1）发射机发射机是ILS 机柜的信号源，它产生CSB 和SBO 信号。
CSB 信号是由90Hz/150Hz信号对载波调制的调幅信号，而SBO 信号为抑制载波的纯边带信号。
在航向的CSB 信号上调制的还有1020Hz 的识别信号，它作为仪表着陆系统的识别信号。
发射机为双机制，作为主/备用。
对于双频系统NM7013 和NM7033 型号，发射机为4套。
其中航道发射机两套，余隙发射机两套。
发射机部分产生射频功率和调制所需要的仪表着陆系统信号，该部分由两个相同的发射机TX1和TX2组成。
当其中一部发射机连接到天线时，另外一部发射机连接到假负载，作为备份。
在每部发射机中，射频振荡器对航道和余隙分别输出，这两个通道间有10kHz（航向信标）和15KHz（下滑信标）的频差。
低频产生器输出也是向对应的航道和余隙发射通道输出。
（2）发射控制单元发射控制单元中的所有功能是由数字化硬件实现的，在控制单元的控制下，转换单元将工作发射机的输出信号送至天线辐射，而将备机的输出信号接至假负载。
同时提供测试输出端口，用于对发射机输出的射频信号进行检查。
另外，它接收从监控器产生的台站控制SC 告警信号和终端TRM 告警信号，以及从开关/显示板（LC1217）通过本地控制总线和遥控控制总线来的开关控制信号，分别产生开关发射机控制信号和关切27V电源的控制信号，并且将状态和数据通过RMS 总线与RMS 系统进行交换。
发射机控制部分的主要目的是控制发射机开关，这取决于来自监控器的告警信号、来自遥控控制的输入、来自本地键盘操作（前面板上的台站控制）以及来自RMM系统的输入。
台站控制从监控器接收告警信息，根据告警状态和当时的工作模式，台站控制决定是否换机或者关机，台站控制单元也接收来自遥控（例如：互锁）和RMM系统（例如：告警灯输出）的用户输入。
TC1216A板上的配置选项也会对台站控制的工作起到影响。
VORILS教程VOR（VHF Omnidirectional Radio Range）和ILS（Instrument Landing System）是航空导航系统中常用的两种设备，用于帮助飞行员在起飞和降落时准确导航。
本篇教程将为您介绍VOR和ILS的原理及其使用方法。
一、VOR（VHF全向无线电导航系统）VOR是一种基于VHF波段的无线电导航设备，用于为飞行员提供准确的方向导航。
VOR系统由地面导航站和飞机上的接收设备组成。
地面导航站会发射一条旋转的无线电信号，飞机接收设备会通过接收信号的方向来确定自己的方位。
VOR系统的工作原理是飞机接收设备接收到信号后，利用信号中的相位差计算出自己相对于导航站的方位角。
使用VOR进行导航时，飞行员首先需要选择一个VOR导航站作为导航基准点。
然后，他们需要在导航设备上选择该导航站的频率，并设置导航指针指向导航站的方位角。
接着，飞机上的导航显示仪表会显示导航站的方向，飞行员则可以根据仪表上的指示来调整飞机的航向，以使飞机保持在正确的航线上。
二、ILS（仪表自动降落系统）ILS是一种用于辅助飞行员进行自动降落的导航系统。
它由多个组件组成，包括本地izer（LOC）、下滑道（GS）和Glide Path窄阅读法指示器。
本地izer（LOC）是一种发射水平引导信号的设备，用于帮助飞行员维持正确的航向。
下滑道（GS）是一种发射垂直下滑信号的设备，用于帮助飞行员控制飞机的下滑角度。
当飞机偏离航线时，下滑道和本地izer会发出声音和光信号，以提醒飞行员进行修正。
Glide Path窄舵指示器是飞机上的一种显示仪表，用于帮助飞行员控制飞机的下滑角度。
飞行员需要根据指示器上的指示来调整飞机的姿态，以使飞机可以平稳地降落。
使用ILS进行自动降落时，飞行员需要在飞机上的导航设备上选择正确的频率，以接收ILS系统发出的信号。
然后，他们需要将飞机控制在本地izer和下滑道的指示线内，同时根据Glide Path窄舵指示器上的指示来控制飞机的下降角度。
干货：一文看懂进跑道飞机高度、RA数值、飞行员视线高度文章较长，适合耐心学习的人阅读。
今天飞行圈在讨论ILS时进跑道高度的问题，其实飞行员主要关心的是这几个高度：•飞行员视线高度•无线电高度表值•飞机主轮高度•PAPI或者VASI的显示是什么？大家讨论得比较热闹，我这里就我所了解的知识，简单介绍一下。
源头关于大家讨论的问题，我们追踪溯源从两个方面来看这个问题：•下滑台位置、下滑角度和ILS信号•飞机的天线位置1：下滑台位置、下滑角度和ILS信号。
下滑台位置下滑角度和ILS信号主要是考虑到RDH的问题，也就是说飞机沿ILS到这个位置的时候理论上的高度。
什么是RDH（reference datumn height（for ILS））？ICAO DOC8168上这么定义。
这个高度通常是15米，也就是50英尺，比如广州。
当然还有60英尺的，比如大连10号。
因为这个高度是无线电信号的几何交叉高度，所以不受气压和温度的影响，也就是说这个位置的绝对高度数值是不变的。
2：就是飞机天线的位置：波音737和空客320等飞机的GP在雷达罩里。
图片来自《精通波音737》以上图片来源于737 AMM所以这个位置基本上和飞行员眼镜的位置的高度是差不多的。
但是对于更大的飞机，确实有一定的区别。
比如波音747-400飞机，她的GP天线安装在前起落架舱门上。
以上图片来源于747 AMM这个位置距离飞行员的眼睛高度就有一定的差别了。
那么这几个高度之间的关系是什么？1：飞机沿ILS飞行在跑道头的时候无线电高度表显示多少？这个问题争议一直很大，因为一直纠结于无线电高度是天线到地面的高度还是主轮到地面的高度，飞行圈有圈友贴出了无线电高度表的工作原理。
大家也可以参考一个公众号的文章：无线电高度表到底是显示哪个高度？结论就是，大部分民航客机的无线电高度表都有对姿态和起落架高度进行修正。
也就是说，大部分飞机的无线电高度表数值显示的是主轮最低点距离地面的高度。
第四章天线理论第一节基本概念天线，是接收或辐射无线电波能量的装置。
无线电波的传输速度和光速一样，在传输过程中，电场和磁场是共存的，统称为电磁场。
电场矢量E和磁场矢量H是相互垂直的。
见图4－1：图4－1 电磁场演示图麦克斯韦理论中表述了这样一个概念：一个变化的电场会感应出一个变化的磁场，一个变化的磁场会感应出一个变化的电场。
电磁波的传输就是以这个理论为基础的。
一、感应场和辐射场感应场和辐射场是两个相关的场区，在天线附近的是感应场，包括了天线体内电压、电流产生的电力线和磁力线。
由于电场和磁场有900的相差，这个场是无功能量场；而辐射场是电磁波从天线发出的电力线和磁力线向空间延伸，是有功能量场，电场和磁场是同相的，因此天线发出的能量主要是辐射场的传播延伸。
感应场的强度和距离的负二次方成正比，辐射场的强度和距离成反比。
二、波的极化波的极化是由电场矢量E相对于反射平面的位置来定的，大多数情况下，我们把地球定为反射面，如果E与反射面平行，称为水平极化，E与反射面垂直，称为垂直极化。
也可以通过天线与地面的位置来确定，如果天线与地面垂直，那么主要是垂直极化；如果天线（阵）与地面平行主要是水平极化。
三、近场与远场辐射场可以分成两个部分：近场和远场。
近场是从天线开始有限的几个波长范围内的场，在观察点处得到的射线可以认为是平行的。
近场的距离是依靠天线的尺寸D和相差δ来大致计算的。
对ILS来说，相差δ大约是120，也就是λ，近场的距离大约是24D R λ=，看图4－2：图4－2 辐射场的近场图OC=R ，OA=R+32λ222()2D R R δ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭2248D D R δλ≈=，四、辐射场型在某个固定的距离上，天线或天线阵的电场强度坐标称之为场型。
所以我们关心的是场型的形状。
而场型只是简单地表示场强随着距离变化的相对关系，并非在其外就没有信号了。
这样就可以知道，场型的表示不是绝对场强，是相对的。
在我们的领域里，研究绝对场强也是没有多大必要的，我们也不是要定性、定量地分析某点上的信号特性。
辐射场型可以用极坐标或直角坐标来表示，通常是采用极坐标。
在场型图中，相对场强为0的点称为零点。
图4－3 辐射场型五、方向性、波束宽度和增益天线向空间不均匀辐射电磁波的特性称为方向性，方向性D 定义为最大场强m E 和平均场强0E 的比，就是0mE D E =，而平均场强是要用积分来计算的，总辐射功率定义为0P ，那么有：方向性044E(,)dsmmE E D P ππϕθ==⎰；效率η定义为总辐射功率和总输入功率的比。
增益G 由D 和η来得到：G D η=⨯。
虽然增益是由D 得来的，但是我们平时更注重G 的情况。
一般地，增益和方向性都是以10倍的10log 的分贝值来表示。
六、功率密度和场强图4－5 功率密度和场强图假设一个天线在所有方向上的能量辐射都是一样的，那么在给天线馈送能量为t P 时，在半径为r 的球面S 上任意一点处的功率密度r W 为24tr P W rπ=；（假想情况下G=1。
） 实际上当增益不为1而是t G 时，有24tr t P W G rπ=⨯。
当然我们还知道功率密度2120r E W E H π=⨯=，单位为瓦特/平方米。
所以有221204t t P E G rππ=⨯，那么电场强度E =/米。
第二节 天线阵ILS 系统的天线是多振子的，这些天线按照一定的间隔或距离排列形成天线阵，由发射机馈送信号。
使用天线阵的目的是为了形成特定的或者比较复杂的、具有良好方向性的场型。
一、二元天线阵比较简单的天线阵是二元天线阵，两个阵子间隔为2D ，那么在P 点观察，会发现场强都是相同的，但是接收到的信号存在着一定的相位差异，因为两个阵子同源辐射时，到达P 点，路程上有2sin D ϕ的差。
这个相差为22sin D πθϕλ=⨯，就是说接收到阵子A1的信号要比A2延迟θ，接收到的信号总的矢量和为002()2cos 2cos(2sin )2a a E E E E D θπϕϕλ⎛⎫===⨯ ⎪⎝⎭这个公式表达了二元天线阵在辐射等幅、同相信号时的场的数学描述。
根据这个公式，就能画出场的变化情况。
图4－6 二元天线阵矢量图对于一个天线阵来说，每个阵子的辐射场为()Ee ϕ，总的场为：0()()()2()2()cos(sin())tot element array tot element E E E E E E D ϕϕϕπϕϕϕλ=⨯=⨯在两个阵子不同相的情况下，为180度时，会有正弦函数的表达，022sin sin a E E D πϕλ⎛⎫= ⎪⎝⎭，更进一步的情况，如图4－7所示，图4－7 天线阵的辐射场图二、多阵子天线阵多阵子天线阵的分析是基于上节所述内容的，以六单元天线阵为例：在O 点为基准辐射时，O 点左侧的天线辐射相位有滞后，右侧超前。
总的辐射为：31122331()2cos(sin )2cos(sin )2cos(sin )cos(sin )a n n n E A kd A kd A kd A kd ϕϕϕϕϕ==++=∑由于两个阵子存在180度相位时，是余弦的关系，就有：31122331()2sin(sin )2sin(sin )2sin(sin )sin(sin )a n n n E A kd A kd A kd A kd ϕϕϕϕϕ==++=∑不管怎样，最终的总的场，还是()()()tot e a E E E ϕϕϕ=⨯。
三、镜象理论在地面上立一个天线辐射信号，在P 点接收到的信号主要是两部分，直达波和地面反射波，如图4－8所示。
图4－8 镜像天线辐射图这两个波可以认为是平行的，反射信号可以看作是一个类似镜子中的装在地下的天线-A ，同样的道理，和二元天线阵一样，场强的表达以及信号的延迟等都是一样的。
图4－9 镜像天线辐射矢量图和信号的场强是22sin2sin sin 2E A A H ϕπθλ⎛⎫== ⎪⎝⎭。
第三节ILS航向天线理论一、双天线的航向天线阵我们知道航向天线阵的天线是对称分布的，以最基本的两个天线A3、A4为例，看一下航在这个表格里，CSB和SBO信号的矢量相位分别以指定的数值馈送到A3、A4。
那么在远场点P，可以将信号看成是平行的射线。
A3 A4CSB（90）θ+SBO（90）R3的结果R4的结果最终90Hz的合成结果在A3和A4间就有个延迟2sin d ϕ，换算成角度为022sin d πθϕλ=⨯。
通过比较90和150的幅度，会知道90Hz 的幅度远大于150Hz 的幅度，也就是说P 点是在跑道中心线的右手边（从天线阵看），90Hz 占优势。
而在跑道中心线上和延长线上，两个音频的调制度是一样的，因为这个位置上不存在延迟2sin d ϕ。
对于150Hz 的情况是类似的：CSB （150）SBO （150）最终的150Hz 结果CSB 和SBO 的场型：对于A3、A4来说，CSB 是同相馈电的，SBO 是反相馈电。
就会有以下的形状：图4－10 CSB 和SBO 的场型图CSB 在中心线上有最大的场型，SBO 在中心线上不辐射。
举例：图4－11 场型图d=1.19m(0.87λ) λ=2.72m ϕ=100022cos sin 22lg cos 1.19sin10 1.77642.72CSB CSB CSB E A d E πϕλπ⎛⎫= ⎪⎝⎭⎛⎫=⨯= ⎪⎝⎭0(%)()22sin sin 220.1637sin lg1.19sin100.15042.72220.15040.0691.776415016.9%,16.916415.5SBO SBO SBO A E A d E SBO DDM CSB DDM DDM Aμπϕλπμ⎛⎫= ⎪⎝⎭⎛⎫=⨯⨯= ⎪⎝⎭⨯⨯=====⨯=图4－12 合成图二、航向天线的一些特性：在前面我们学习过天线的镜象理论，地面上的天线在工作时可以“产生”假想的地下天线。
当信号与地面间的辐射角度低于7度时，就可以得到一个比较完美的假想天线了。
当我们使用的天线是等方向性天线时，就有 22sin sin E A h πθλ⎛⎫=⨯⎪⎝⎭图4－13 航向天线方向性图举例：331h m A θ===0()1022sin 3sin 32.7220log 0.71 2.9dB E E dBπ⎛⎫=⨯ ⎪⎝⎭==-需要我们注意的是，天线前面的反射场，不可能是理想的平整如镜的，也不是所有的地方反射场的物理性质也相同。
会存在着一定漫反射，以及吸收等问题。
根据反射区的不同情况，前人总结出“菲涅尔反射系数”，用R （θ）来表示。
三、航向天线阵的增益天线阵的增益取决于单元天线的增益a G 、天线阵的增益LPDA G 和天线阵的方向性lobing G 。
array G a LPDA lobing G G G =⨯⨯而()2a 2G n n A A =∑∑，这里的n A 是馈送到第N 个振子的幅度，()2nA ∑ 是最大功率密度，2n A ∑是总的辐射功率。
22sin sin lobing G h πθλ⎛⎫= ⎪⎝⎭，h 是天线振子的高度， θ是天线阵的仰角。
简单举例：6单元航向天线阵，h =3米，θ=30，LPDA G =10，()225101052 4.48425100100254a G +++++==+++++，lobing G =0.71，则：10log 10log 20log array a LPDA lobing G G G G =++ =10log 4.4810log1020log0.7113.5dB ++=四、对数周期天线阵在实际工作中，我们希望天线能够有很宽的波段，并且有很好方向性。
比如，对称振子天线，是驻波天线，输入阻抗随着频率变化大，带宽受到较严格的限制；而行波天线比如菱形天线，阻抗虽然随频率变化不大，但是方向性变化大，同样受限制。
这样，人们设计了对数周期天线，它的方向性和阻抗可以在十比一甚至更宽的波段内基本保持不变，也就是说，它是一种非频变的或者超宽频带的天线。
对数周期天线见图4－14：图4－14 对数周期天线阵原理图 其尺寸存在着下列关系：1111n n n n n nL R d L R d τ---===，τ称为周期率，天线的张角为2α，所有振子都接在中央的集合线处，集合线对各振子交叉馈电。
如果振子向短缩，直至无限小，向长延展至无限大，那么从馈电点往外看，每当频率变化τ倍，天线结构的电尺寸相同，只是向外移动一个振子的位置而已，天线的性能完全不变。
就是说在各个频率点上，212,,,.........n n n n n f f f f f ττ--==天线的性能是一样的。
在112:,:,.......n n n n f f f f ---频P 率间隔内，电性能的变化规律相同；天线的性能呈周期性的变化，虽然频率的周期不同，但是频率对数的周期是相同的，因为：1121ln ln ln ,1ln ln ln ...................n n n n f f f f ττ----=-=天线的性能包括方向性、阻抗等随着频率的对数周期作周期变化。
