نظام هبوط الأجهزة
مبدأ التشغيل > مفهوم (ILS)

استخدم نظام (ILS)، الذي تم تطويره قبل بداية الحرب العالمية الثانية، نظامًا أكثر تعقيدًا من الإشارات ومجموعة هوائي لتحقيق دقة أعلى. يتطلب ذلك تعقيدًا أكبر بشكل ملحوظ في المحطة الأرضية وأجهزة الإرسال، مع ميزة أنه يمكن فك تشفير الإشارات بدقة في الطائرة باستخدام إلكترونيات بسيطة وعرضها مباشرة على الأجهزة التناظرية. يمكن وضع الأدوات أمام الطيار، مما يلغي الحاجة إلى مشغل لاسلكي لمراقبة الإشارات باستمرار ونقل النتائج إلى الطيار عبر الاتصال الداخلي.
مفتاح تشغيله هو مفهوم يُعرف باسم مؤشر تعديل السعة وهو مقياس لمدى قوة تطبيق تعديل السعة على تردد الموجة الحاملة الأساسي. في أنظمة الحزمة السابقة، تم تشغيل وإيقاف الإشارة تمامًا، بما يتوافق مع مؤشر تعديل بنسبة 100٪. يعتمد تحديد الزاوية داخل الحزمة على مقارنة القوة المسموعة للإشارتين.
في نظام (ILS)، يقوم نظام أكثر تعقيدًا من الإشارات والهوائيات بتغيير تشكيل إشارتين عبر العرض الكامل لمخطط الحزمة. يعتمد النظام على استخدام النطاقات الجانبية، وهي ترددات ثانوية يتم إنشاؤها عند خلط إشارتين مختلفتين. على سبيل المثال، إذا أخذ المرء إشارة تردد لاسلكي عند 10 ميغاهرتز ويمزج ذلك بنغمة مسموعة عند 2500 هرتز، سيتم إنتاج أربع إشارات، عند الإشارات الأصلية عند 2500 و 10000000، وكذلك النطاقات الجانبية 9997500 و 10002500. النسخة الأصلية 2500 إشارة تعديل هرتز منخفضة جدًا بحيث لا يمكن السفر بعيدًا عن الهوائي، لكن الإشارات الثلاث الأخرى كلها ترددات راديو ويمكن بثها بشكل فعال.
يبدأ نظام (ILS) بخلط إشارتين معدلتين مع الموجة الحاملة، واحدة عند 90 هرتز وآخر عند 150. يؤدي هذا إلى إنشاء إشارة بخمسة ترددات لاسلكية في المجموع، وهي الموجة الحاملة وأربعة نطاقات جانبية. تُرسل هذه الإشارة المجمعة، المعروفة باسم (CSB) لـ «الموجة الحاملة والنطاقات الجانبية» ("carrier and sidebands")، بالتساوي من صفيف الهوائي. يتم إرسال (CSB) أيضًا إلى دائرة تمنع الناقل الأصلي، تاركًا فقط إشارات النطاق الجانبي الأربعة. تُرسل هذه الإشارة، المعروفة باسم (SBO) لـ «النطاقات الجانبية فقط»، أيضًا إلى صفيف الهوائي.
للإرشاد الجانبي، المعروف باسم محدد الموقع، يتم وضع الهوائي عادةً بعيدًا عن الطرف البعيد من المدرج ويتكون من عدة هوائيات في مصفوفة عادةً بنفس عرض المدرج. يحتوي كل هوائي فردي على ناقل حركة طور يتم تطبيقه فقط على (SBO) بحيث تتأخر الإشارة بمقدار 90 درجة على الجانب الأيسر من المدرج وتتقدم 90 درجة على اليمين. بالإضافة إلى ذلك، 150 إشارة هرتز معكوسة على جانب واحد من النمط، وتغير آخر بمقدار 180 درجة. نظرًا للطريقة التي تختلط بها الإشارات في الفضاء، تتداخل إشارات (SBO) بشكل مدمر وتزيل بعضها البعض على طول خط الوسط، تاركة (CSB) فقط. في أي مكان آخر، على جانبي خط الوسط، لن يتم إلغاء (SBO) بالكامل.
سيتلقى المستقبل الموجود أمام الصفيف كلتا الإشارتين مختلطين معًا. باستخدام مرشحات إلكترونية بسيطة، يمكن فصل الموجة الحاملة الأصلية والنطاقين الجانبيين وإعادة تشكيلهما لاستخراج إشارات السعة الأصلية المعدلة بسعة 90 و 150 هرتز. يتم بعد ذلك حساب المتوسط لإنتاج إشارتين للتيار المباشر (DC). لا تمثل كل إشارة من هذه الإشارات قوة الإشارة الأصلية، بل تمثل قوة التشكيل بالنسبة إلى الموجة الحاملة، والتي تختلف عبر مخطط البث. هذا له ميزة كبيرة وهي أن قياس الزاوية مستقل عن النطاق.
ثم يتم إرسال إشارتا التيار المستمر إلى مقياس الفولتميتر التقليدي، حيث يسحب خرج 90 هرتز الإبرة يمينًا والآخر يسارًا. على طول الخط المركزي، سيتم إلغاء النطاقين الجانبيين وستكون كلا الفولتية صفرًا، مع ترك الإبرة في المنتصف في الشاشة. إذا كانت الطائرة بعيدة إلى اليسار، فإن إشارة 90 هرتز ستنتج جهدًا قويًا للتيار المستمر وإشارة 150 هرتز لا شيء على الإطلاق، مما يؤدي إلى سحب الإبرة إلى اليمين. هذا يعني أن مقياس الفولتميتر يعرض بشكل مباشر اتجاه وحجم الدوران اللازمين لإعادة الطائرة إلى الخط المركزي للمدرج. نظرًا لأن القياس يقارن أجزاء مختلفة من إشارة واحدة بالكامل في الإلكترونيات، فإنه يوفر دقة زاوية أقل من درجة، ويسمح ببناء اقتراب دقيق.
على الرغم من أن مخطط التشفير معقد ويتطلب قدرًا كبيرًا من المعدات الأرضية، فإن الإشارة الناتجة تكون أكثر دقة بكثير من الأنظمة القديمة القائمة على الحزمة وهي أكثر مقاومة لأشكال التداخل الشائعة. على سبيل المثال، ستؤثر السكون في الإشارة على كلتا الإشارتين الفرعيتين بالتساوي، لذلك لن يكون لها أي تأثير على النتيجة. وبالمثل، فإن التغييرات في قوة الإشارة الإجمالية مع اقتراب الطائرة من المدرج، أو التغييرات بسبب الخبو، سيكون لها تأثير ضئيل على القياس الناتج لأنها ستؤثر عادة على القناتين بالتساوي. يخضع النظام لتأثيرات تشويه متعدد المسارات بسبب استخدام ترددات متعددة، ولكن نظرًا لأن هذه التأثيرات تعتمد على التضاريس، فهي ثابتة بشكل عام في الموقع ويمكن حسابها من خلال التعديلات في الهوائي أو مبدل الطور.
بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن ترميز الإشارة داخل الحزمة يحتوي على معلومات الزاوية، وليس قوة الحزمة، فلا يلزم تركيز الإشارة بإحكام في الفضاء. في أنظمة الحزم القديمة، كانت دقة منطقة متساوية الإشارة دالة على نمط إشارتين اتجاهيتين، والتي تتطلب أن تكون ضيقة نسبيًا. يمكن أن يكون نمط (ILS) أوسع بكثير. عادة ما تكون أنظمة (ILS) مطلوبة لتكون قابلة للاستخدام في غضون 10 درجات على جانبي خط الوسط للمدرج عند 25 ميل بحري (46 كـم؛ 29 ميل)، و 35 درجة على كلا الجانبين عند 17 ميل بحري (31 كـم؛ 20 ميل). هذا يسمح لمجموعة متنوعة من مسارات الاقتراب.
يعمل المنحدر الانزلاقي بنفس الطريقة العامة للمترجم ويستخدم نفس التشفير، ولكن يتم بثه عادةً لإنتاج خط مركزي بزاوية 3 درجات فوق الأفق  من نقطة بجانب المدرج بدلاً من النهاية. الاختلاف الوحيد بين الإشارات هو أن المُحدد يبث باستخدام ترددات حاملة أقل، باستخدام 40 قناة محددة بين 108.10 ميغاهرتز و 111.95 ميغاهرتز، بينما يحتوي المنحدر الانزلاقي على مجموعة مقابلة من 40 قناة بين 328.6 و 335.4 ميغاهرتز. ينتج عن الترددات الأعلى عمومًا أن تكون هوائيات البث منحدر انزلاقي أصغر. أزواج القنوات ليست خطية؛ توجد قناة localizer 1 عند 108.10 وتقترن مع glideslope عند 334.70، بينما القناة الثانية هي 108.15 و 334.55. هناك فجوات ويقفز من خلال كلا النطاقين.
غالبًا ما تُظهر العديد من الرسوم التوضيحية لمفهوم (ILS) أن النظام يعمل بشكل أكثر شبهاً بأنظمة الحزمة مع إشارة 90 هرتز من جانب و 150 في الجانب الآخر. هذه الرسوم التوضيحية غير دقيقة. يتم بث كلتا الإشارتين عبر مخطط الحزمة بأكمله، ويتغير عمق تشكيلهما النسبي.