改进CQPSO算法的双频航向信标方向图优化

针对仪表着陆系统中的双频航向信标(localizer,LOC)阵列天线最大旁瓣电平抑制和覆盖性能优化问题,改进了一种混沌量子粒子群(chaos quantum particle swarm optimization,CQPSO)算法,对既定约束的LOC阵列天线方向图进行馈电参数寻优。在分析双频LOC覆盖形成的基础上,剖析了国际民航组织对LOC信号的覆盖要求,获得LOC方向图应满足的约束条件。为提升全局寻优能力和有效避免陷入局部最优,引入混沌思想和加权平均最优位置对CQPSO算法进行改进,使用改进的CQPSO算法对20阵元等间距LOC阵列天线进行约束条件下的馈电参数寻优,并依据所获得的馈电参数仿真分析LOC阵列天线的方向性。仿真实验表明,改进CQPSO算法寻优得到的馈电参数形成的方向图,相比于目前广泛使用的24阵元等间距LOC阵列天线的方向图,在天线数量减少16.67%的情况下,航道信号辐射的最大旁瓣电平降低了3.32 dB,且覆盖性能更好;而相比于目前广泛使用的20阵元不等间距LOC阵列天线的方向图,航道信号辐射的最大旁瓣电平降低了25.55 dB,证明了改进CQPSO算法的有效性。

双频航向信标水平辐射特性的实现

目前,民用航空的精密进近服务几乎由仪表着陆系统(ILS)支持,其提供水平引导信息的航向信标(LOC)水平辐射特性直接影响ILS的导航性能。利用三维电磁仿真软件FEKO,设计了目前LOC广泛使用的由7个对称振子组成的双层结构的对数周期偶极子天线(LPDA),在此基础上,结合双频LOC馈电方式,仿真实现了双频12单元LOC的辐射方向性图。结果表明:所设计的LPDA基本符合LOC阵元半功率波瓣宽度的要求,LOC阵列天线的水平辐射特性满足ICAO相关标准的覆盖要求。

双频ILS航向信标水平覆盖性能分析

基于三维电磁仿真软件FEKO,首先设计了目前航向信标(localizer,LOC)广泛使用的对数周期偶极子天线(log-period dipole antenna,LPDA);然后仿真分析了双频12/16/24单元LOC的水平覆盖性能;最后通过改变双频12单元LOC天线分配单元(antenna distribution unit,ADU)参数,分析了各参数对LOC水平覆盖性能的影响。结果表明:所设计的双频LOC的水平覆盖性能满足国际民航组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)《附件10》的要求;所阐述的LPDA设计、双频LOC阵列天线布设和阵元馈电方式可为ILS的国产化提供一定的借鉴和参考,并在LOC性能指标的监视和校飞时,为调整LOC的水平覆盖性能提供相应的理论依据。

NM7013型双频航向信标天线阵故障的判断及检修

海口美兰机场于1998年安装了两套挪玛克公司生产的NM7000系列仪表着陆系统，其中NM7013型双频航向信标就有两套，分别配有十六单元和十二单元天线阵，其中每个单元就是一个对数周期天线。对数周期天线具有非频变特性，辐射波束窄，能量集中，而且具有良好的前后辐射比，相互干扰小。