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1、仪表着陆系统双频航向信标覆盖分析摘要通过MATLAB仿真仪表着陆系统双频20单元和24单元航向信标(LOC)辐射 场的覆盖，得出增加阵元数会增强航道信号的方向性与幅值，从而减小多径效应 产生的结论，并给出机场建设LOC设备时天线系统的选择建议。一、双频20单元LOC的覆盖为清晰直观反映LOC辐射场的覆盖，本文使用MATLAB对NOMARC公司生产的 双频20单元以及双频24单元LOC水平辐射的方向性进行仿真分析。航道(COU) 信号和余隙(CLR)信号使用的载波分别为110.10MHz+5kHz和110.10MHz-5kHz,按照表1设置的参数对20单元的LOC阵列天线馈电，获得的LOC水平辐
2、射 方向性图见图1。表1双频20单元LOC馈电参数天到COCOCCOCLCLCCL线中心UUOUU SBORRLRR距离编CSCSS相CSCSSSB号(BBBO位BBBOOm)幅相幅(幅相幅相度位度)度位度位(V)(V)(V)()V)1-110326.03.00.29902-1504-09022.54.00.2090.323-2905-6.1809019.23.00.7590650.324-4506-5.1816.09.00.59906505-6606-11180-13.13.00.6690.720.54906-8206-11180-10.34.00.0090.720.32907-9304-3
3、2184-7.73.00.8290.170.32908-1003-1204-5.300.00.3890.86.329093.0410 0.95101 .95132 .04153 .30174 .73115 0.34116 3.131001-94189-0.00.8990.600.25909300-2003-.00.55904.837.5290930090200390.00.554.837.5210019094189900.00.89.600.251003901204900.00.38.86.329304903218490.00.82.170.328206901118090.00.00.810.
4、326606901118090.00.66.810.546.09.0006.5990 5. 1865 01129058 9.23.00.7590 5.6518 00 .32 90121504909 2.54.00.200.32 90116.03.000 3 90.29图1双频20单元LOC水平辐射方向性图由图1可见，COU CSB主瓣信号在0方位具有最大值；COU SBO信号在0 方位具有最小值，其第一零值点位于跑道中心线。COU辐射信号具有良好的方向 性，提高了主瓣相对旁瓣的信号强度比，减弱了因障碍物引起的多径效应；CLR 辐射信号拥有较宽的波束范围，对跑道中心线一定角度以外的区域提供比CO
5、U旁 瓣更高的功率覆盖，能有效抑制假航道的产生。二、双频 24 单元 LOC 的覆盖按照表2设置的参数对24单元的LOC阵列天线馈电，获得的LOC水平辐射方向性图见图 2。表 2 双频 24 单元 LOC 馈电参数天到CCCCCCCC线中心OUOUOUOULRLRLRLR距离SBO编CCSCCSS号(SBSBBO相SBSBBOBOm)幅相幅位幅相幅相度位度(度位度位(V()(V)(V()V)1-102-23.22.6.59062-102-21.44.8.79023-203-19.32.4.7904-304-17.31.4.69045-405-15.31.6.49006-505-13.22.6.
6、99067-606-11.23.7.19028-705-9.184.3.8909-805-317.143.9.1903.128010 5.1011 3.0612 1.02113 .02134 .06155 .10176 .14197 .18904-111.6.0906.5680902-811-7.1.5902.79801.5990100-102-00.0.99065.589.80901009102900.0.9065.589.800902981197.1.502.79801.5909049111.6.006.56808059313.9.103.128070594.3.803.7.12.6.91
7、.6.41.4.62.4.74.8.72.6.5118 1.22119 3.26210 5.30211 7.34212 9.38223 1.42224 3.26图2双频24单由图 2 可以看出，24 单元 LOC 的 COU 信号辐射主瓣变得更窄，旁瓣更加密集 且辐射强度有了明显的规律性，降低了大角度方向的辐射强度，使 LOC 天线的辐 射具有更强的方向性，能够进一步降低多径干扰。CLR信号辐射的大角度覆盖得 以进一步提升，并且在主航道以外方位的信号强度明显大于同方位的 COU 信号， 防止了多径效应以及假航道的产生。三、阵元数选择分析由图1和图2可以看出，无论是20阵元还是24阵元LOC的覆
8、盖均能满足国 际民航组织“附件10”的要求，但随着LOC阵列天线阵元数量的增加，双频LOC 设备会拥有更好的方向性以及更强的辐射强度，两个载波之间的功率比也会进一 步增大以保证CLR信号的覆盖，防止形成低余隙区和假航道。在选取适合所在机 场的 LOC 天线系统时，应考虑机场周边地势以及场面布局，在地势平坦及开阔地 区可选用阵元数量相对较少的天线系统；若航道附近因地势或建筑物等原因存在 障碍物，应考虑阵元数量相对较多的天线系统来增强辐射信号的方向性，以减轻 多径效应的影响，但不可避免的是这会导致设备成本的增加。四、结论本文对20阵元和24阵元LOC天线系统水平辐射方向性进行了仿真和分析， 得出随阵元天线的增加，会增强COU信号方向性与信号强度，且增大两个载波之 间的功率比，从而减弱多径效应影响的结论，并给出机场建设LOC时天线单元数 量的选择建议。
