谈航向天线阵信号的相位关系及其应用论文

《谈航向天线阵信号的相位关系及其应用论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、谈航向天线阵信号的相位关系及其应用论文【摘要】本文从天线辐射原理阐述了航向天线阵辐射信号（CSB/SBO）的相位关系，及该特殊的相位关系在实际设备维护调试中的应用【关键词】空间调制二元点阵航道结构仪表着陆系统(InstrumentlandingSystem)简称ILS，一般称之为盲降，从它的称呼可以理解ILS在仪表导航中的重要作用。ILS由航向（LOC）和下滑（GS）设备组成，分别向带有ILS接收设备的飞机提供偏离下滑道左右和上下的信号指示。航向与下滑设备的基本原理相同，本文对航向天线的论述方法同

2、样可以适用于下滑天线系统。希望以下的讨论可以为大家正确理解ILS设备的工作原理提供帮助。航向天线阵将机房送来的RF信号CSB和SBO进行幅度与相位的分配，以不同的幅度和相位关系馈给每个天线单元，通过电磁信号的辐射.freel，设其工作频率为110MHz，则由λ=c/f=2.727m根据公式φ=arcsin(nλ/2d)n=0时，φ=0，CSB信号有第1个最大值，SBO信号有第1个最小值n=1时，φ=58.9°，CSB信号有第2个最大值，SBO信号有第2个最小值n=2时，φ=73.3°，CSB信号有

3、第3个最大值，SBO信号有第3个最小值根据公式φ=arcsin(nλ/4d)n=0时，φ=39.7°,CSB信号有第1个最小值，SBO信号有第1个最大值n=3时，φ=68.2°，CSB信号有第2个最小值，SBO信号有第2个最大值需要说明的是，在实际的情况中，由于对数周期天线的方向性很强，不存在那么多的最大值和最小值。所以，在正常的航向设备中，左右天线单元中的CSB信号正是采用了同相馈电使跑道中心线上信号幅度达到最大值。而左右SBO信号采用反相馈电，在中心线上信号幅度得到最小值为0，如图8所示。因此

4、在理想的情况下，跑道中心线上的DDM为0。在航向设备的调试中，需要修剪每对天线馈线的长度，使中心线DDM为0，其实就是调整左右天线SBO的馈电相位，使之在中心线上左右天线的SBO信号刚好反相，得到SBO的幅度最小值0，DDM也为0。上面讨论了一对天线中左右天线的CSB信号之间以及左右天线的SBO信号之间的相位关系。在实际的情况下，空间某一处的DDM，与该点CSB与SBO之间的相位关系有着相应的关系。根据空间调制的理论，图11CSB与SBO正交时，空间调制为0，同相或反相时产生最大调制，空间调制表达

5、式m=Asbo/Acsb*cosΦ，其中A为幅度，Φ为CSB与SBO相差。为了简化，我们只讨论一对天线的情况，假设左天线信号为CSB1和SBO1，并且假设SBO1落后CSB1为90度，根据前面的结论，右天线的信号为CSB2和SBO2，CSB2与CSB1同相，SBO2与SBO1反相，其矢量图如图9。在空间任一点，左右天线信号以任一相位差合成，由图10可见，只要每个天线单元中CSB与CSB正交就可以使合成信号CSB与SBO同相合成，产生最大的空间调制。航向天线阵正是采用了这种特定的相位关系，使SBO信

6、号在CSB信号上产生最大的调制，达到最大的DDM值。所以在航向天线分配单元的每个天线输出端口中，CSB与SBO信号始终是正交的。这在需要一定航道宽度的情况下，可以让SBO的发射功率降至最低。SBO发射功率降低也同时降低了SBO信号的反射，减少了对航道结构的影响。理论上讲，最佳的CSB/SBO相位也就可以达到最佳的航道结构。同时，我们也可以从图中看到一个特殊情况，就是在跑道中心线上，左右天线信号不存在相位差，SBO1与SB02互相抵消，CSB1与CSB2最大合成,所以在航向中心线上，接收信号电平也是

7、最大的。如果讨论一下另外的一个特殊情况，就是SBO信号进行移相90度，使左天线中CSB1与SBO1同相，则右天线中CSB2与SBO2反相，根据矢量图11，我们发现合成信号CSB与SBO始终正交，无法产生空间调制，DDM为0。以上这两种特殊情况为我们调整和测试航向设备CSB与SBO相位提供了两种简单而方便的方法。在实际的应用中，比如在设备调试维护或飞行校验中需检查CSB/SBO相位的相位时，我们可以在SBO通道中串入90度电缆，使SBO的相位偏离正常值90度，然后在远场测试DDM或者测量在单个天线分

8、配输出馈线中取样信号的DDM，调整CSB/SBO的相对相位，使DDM指示为0，这也表示单个天线输出信号中的CSB/SBO信号相位差别是0或180度，然后我们移除SBO通道中的90度电缆，就得到了CSB/SBO信号相位差别为90或270度的状态。当然相差270度的状态不是实际需要的，可以通过外场信号测试的DDM占优情况来判断。KII与MK10提供了相位检测的接口，其信号就是以1R或2R中取样；NORMARC与THALES也提供了有关的测试器件和方法。