Наземный контроль характеристик излучения курсового и глиссадного радиомаяков инструментальной системы посадки воздушных судов

• Автор: Рождественский, Илья Николаевич
• Шифр специальности: 05.22.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 214 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

I. ОБЗОР МЕТОДОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК

ИЗЛУЧЕНИЯ ПО ИЗМЕРЕНИЯМ БЛИЖНЕГО

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО Г ЮЛЯ.

1.1. Прямой оптимизационный метод восстановления эквивалентных токов источника электромагнитного поля с преобразованием ближнего поля в дальнее с использованием только амплитудных данных.

1.1.1. Эквивалентное представление токов

1.1.2 Ценовая функция.

1.1.3. Пример применения метода.

1.2. Метод восстановления характеристик направленности по измерениям электромагнитного поля в ближней зоне излучающей системы

1.2.1. Представление ближнего поля

1.2.2. Геометрические свойства отображения
1.2.3. Алгоритм решения задачи
1.2.4. Результаты численного моделирования
1.3. Метод реконструкции токов источника и преобразования ближнего поля в дальнее с использованием распределения эквивалентных магнитных токов
1.3.1. Общее описание метода
1.3.2. Формулировка интегрального уравнения.
1.3.3. Формулировка матричного уравнения
1.3.4. Пример практического применения метода.
1.4. Метод биполярных бесфазовых измерений ближнего электромагнитного поля.
1.4.1. Двухплоскостные антенные измерения в ближней зоне с
помощью специального сканера
1.4.2. Оптимальная интерполяция биполярной выборки измеренных данных ближнего электромагнитного поля
1.4.3. Биполярный алгоритм восстановления фазы
1.4.4. Процедура оптимальной интерполяции амплитудных данных
1.4.5. Фурьеитерации.
1.4.6. Примеры измерений с помощью сканера ближней зоны
1.5. Метод восстановления диаграммы направленности антенны по измерениям амплитуды поля в ближней зоне на двух поверхностях.
1.5.1. Описание алгоритма.
1.5.2. Сходимость и проблема локальных минимумов
1.5.3. Численные примеры применения метода
1.6. Бесфазовый метод восстановления ближнего электромагнитного поля с известным начальным приближением
1.7. Выводы по главе I.
И. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ФАЗОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ В
АНТЕННОЙ СИСТЕМЕ КУРСОВОГО РАДИОМАЯКА ПО АМПЛИТУДНЫМ ИЗМЕРЕНИЯМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО
2.1. Антенная система курсового радиомаяка.
2.2. Реконструкция фазового распределения тока в антенной системе курсового радиомаяка.
2.2.1. Восстановление фазового распределения тока в антенне
двухмерная задача.
2.2.1.1. Зависимость СКО восстановления фазы от числа итераций и результат восстановления ФР для антенной
системы широкого канала.
2.2.1.2. Зависимость СКО восстановления фазы от числа итераций и результат восстановления ФР для антенной системы узкого канала.
2.2.1.3. Зависимость СКО восстановления ФР от величины СКО измерения параметров
2.2.2. Восстановление фазового распределения тока в антенне с учтом влияния земной поверхности в отражательной
трактовке.
2.2.2.1. Зависимость СКО восстановления фазы от числа итераций и результат восстановления ФР для антенной системы широкого канала.
2.2.2.2. Зависимость СКО восстановления фазы от числа итераций и результат восстановления ФР для антенной системы узкого канала.
2.2.2.3. Зависимость СКО восстановления ФР от величины СКО измерения параметров
2.2.2.4. Зависимость СКО восстановления ФР от ширины сектора измерений и числа точек измерений в данном секторе
для широкого канала.
2.2.2.5. Зависимость СКО восстановления ФР от ширины сектора измерений и числа точек измерений в данном секторе
для широкого канала.
2.2.3. Влияние геометрии поверхности измерений на ошибку метода
2.2.4. Рекомендации по выбору числа и расположения точек установки измерительного зонда
2.2.5. Выводы по главе II.
III. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ФАЗОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ В
АНТЕННОЙ СИСТЕМЕ ГЛИССАДНОГО РАДИОМАЯКА ПО
АМПЛИТУДНЫМ ИЗМЕРЕНИЯМ ЭМП
3.1. Описание принципа действия глиссадного радиомаяка.
3.2. Реконструкция фазового распределения антенной системы глиссадного радиомаяка.
3.2.1. Зависимость СКО восстановления ФР от числа точек измерения
в заданном угловом секторе
3.2.2. Зависимость СКО восстановления ФР от СКО измерения параметров для широкого и узкого каналов.
3.2.3. Зависимость СКО восстановления фазы от числа итераций и результат восстановления ФР для антенной системы узкого и широкого каналов.
3.2.4. Рекомендации по выбору числа и расположения точек установки измерительного зонда.
3.3. Выводы по главе III.
IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Описание методики измерений.
4.2. Восстановление фазового сдвига по данным амплитудных измерений
4.2.1. Описание экспериментальной установки
4.2.2. Методика проведения эксперимента
4.2.3. Результаты эксперимента
4.2.4. Выводы по главе IV.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


В.З, измерения токов, определяющих ширину курсового сектора в точках 1 и 3, которые выбираются на расстоянии примерно 5 м от оси ВПП. В точке 4 производится измерение токов индикатора глиссады, определяющих угол наклона линии глиссады и ширину верхнего и нижнего полусекторов глиссады. Точка 4 должна находиться на линии, проходящей через антенну ГРМ параллельно оси ВПП, и, в зависимости от рельефа, может быть удалена на расстояние 0. ГРМ. В процессе проверки каждое измерение значения тока производится неоднократно, а затем результаты измерений усредняются. ПАЛ, что негативно влияет на результаты измерений на аэродромах со сложным рельефом местности. В качестве альтернативного способа контроля характеристик излучения могут быть применены косвенные методы, основанные на измерении характеристик излучения тестируемой антенной системы в е ближней зоне. После того, как получены данные о характеристиках электромагнитного поля ЭМП в ближней зоне антенны осуществляется восстановление е характеристик излучения в дальней зоне характеристик направленности. ЭМП. Однако измерение фазы сопряжено иногда с большими трудностями сложность и высокая стоимость измерительного оборудования, наличие генератора опорного сигнала и т. Основной их особенностью является то, что в процессе диагностики антенны производится измерение только лишь амплитуды поля в ближней зоне, без какихлибо измерений фазы. При этом фазовое распределение восстанавливается по данным измеренных амплитудных значений. Таким образом, возникает актуальная научнотехническая задача обеспечить контроль характеристик излучения курсового и глиссадного радиомаяков с необходимой точностью в наземных условиях методом бесфазовых измерений. Решение этой задачи позволит частично отказаться от использования облтов средств РТОП. Целью работы является разработка наземного метода контроля характеристик излучения курсового и глиссадного радиомаяков инструментальной системы посадки. КРМ и ГРМ СП. Данные исследования были выполнены с использованием теории радионавигации, теории антенн и устройств СВЧ, теории матричного исчисления и линейной алгебры, методов математического моделирования процессов, а также с использованием разработанной экспериментальной установки. Разработанный метод бесфазового контроля характеристик излучения курсового и глиссадного радиомаяков. Рекомендации по выбору мест установки измерительного зонда при проведении технического обслуживания КРМ и ГРМ. Разработанное программное обеспечение для восстановления фазового распределения и характеристик излучения КРМ и ГРМ. Проведн анализ и сравнение существующих методов восстановления характеристик излучения по результатам бесфазовых измерений в ближней зоне излучающих систем. Теоретически обоснована и подтверждена в процессе проведения эксперимента возможность восстановления фазового распределения ЭМП по измеренным амплитудным данным. Предложена методика контроля антенных систем инструментальной системы посадки СП. Разработано программное обеспечение для проведения наземных измерений в процессе технического обслуживания. Классифицированы методы бесфазового восстановления характеристик излучения. Проведн эксперимент, подтверждающий реализуемость бесфазового метода диагностики. Разработан алгоритм измерений характеристик антенных систем КРМ и ГРМ и программное обеспечение для реализации данных измерений. КРМ и ГРМ. Результаты выполненных исследований докладывались на научнотехнических конференциях в МГТУ ГА, МАТИ . Основные результаты диссертационной работы внедрены в МГТУ ГА, Рыльском авиационнотехническом колледже и НПО ЛЭМЗ. Достоверность результатов основана на корректном использовании различных методов математического моделирования на ПЭВМ и на экспериментальных результатах, полученных в процессе проведения эксперимента на разработанной установке. Данная диссертационная работа состоит из Введения, четырх глав, Заключения, одного Приложения и списка используемых источников. Диссертация содержит 3 страницы текста, 8 рисунков, 9 таблиц, список литературы, включающий наименования. Общий объм диссертационной работы составляет 4 страниц.