ETUDE DETAILLEE DU PRINCIPE DE MODULATION
DE L’INSTRUMENT LANDING SYSTEM

PRESENTATION DE L’INSTRUMENT LANDING SYSTEM 

L’ILS (Instrument Landing System) est un système automatique d’aide à l’atterrissage. Il fournit une aide à l’atterrissage lors d’approches en condition météorologiques dégradées. Il offre au pilote un guidage de précision dans les plans verticaux et horizontaux jusqu’au point d’impact sur la piste. L’ILS comprend :  un LOCALIZER qui fournit l’écart de l’avion par rapport à l’axe de la piste ;  un GLIDE PATH qui fournit l’écart de l’avion par rapport à la pente nominale d’approche (le plus souvent 3 degrés ou 5,2%).  Un DME atterrissage qui donne une distance par rapport au seuil de piste Il existe aussi un autre système, le MLS (Microwave Landing System), fonctionnant en hyper-fréquences, plus précis que l’ILS mais pas utilisé à l’ASECNA. 

Le localizer 

 Généralités

 Le localizer fournit des informations de guidage dans le plan horizontal. Ce dernier émet un faisceau radioélectrique grâce à un ensemble d’antennes (Fig. 2) dans le prolongement de l’axe de piste, permettant ainsi de fournir une indication d’écart horizontal par rapport à l’axe au pilote. Figure 2: Disposition des Antennes du LOC 17 La portée de ce faisceau doit être environ de 25 nm par rapport à l’antenne émettrice avec un angle d’ouverture de plus ou moins 10° en azimut (par rapport à l’axe de piste) et de 7° en site (par rapport à l’horizontale). Figure 3 : Disposition des sous−systèmes ILS [1] Figure 4 : Illustration du faisceau [1] 18 Les signaux sont transmis dans une bande de fréquences comprise entre 108,1 et 111,95 MHz (gamme VHF) et progressent par 100 KHz et 150 KHz impairs : 108,1-108,15 – 108,3 – 108,35 –108,5 – etc., soit un total de 40 fréquences dont deux sont réservées pour les tests (108,1 MHz et 108,15 MHz). Enfin, même si le GLIDE-PATH émet sur une bande de fréquences différente, on se cale sur la fréquence du localizer pour utiliser le système entier (les deux fréquences sont appariées).

 Le glide path 

 Généralités 

 Le glide path fait partie intégrante du système ILS (au même titre que le LOCALIZER). Il a pour but de fournir au pilote une information d’écart par rapport à un plan de descente standard, représentée sur le même indicateur que le LOC par une barre horizontale directionnelle. Deux ou trois antennes (en fonction du terrain et du système utilisé) polarisées horizontalement émettent des faisceaux radioélectriques dans le prolongement de l’axe de piste (Fig.5). Figure 5 : Représentation d’une antenne GLIDE Le GLIDE PATH est utilisé dans la bande de fréquence UHF entre 329,15 et 335 MHz. Chaque fréquence GLIDE est espacée de 150 kHz et est appareillée à une fréquence LOC. Ainsi le pilote doit se caler sur la fréquence LOC uniquement pour bénéficier de l’alignement de descente. Il y a en tout 40 fréquences GLIDE dont deux fréquences test 19 couplées à celle du LOC Le pourcentage de modulation des bandes latérales du signal GLIDE vaut deux fois celui du LOC (40%) car il n’y a pas de message d’identification. Principe de fonctionnement 

Le Glide émet des faisceaux radioélectriques dans le prolongement de l’axe de piste et assure une couverture en azimut de 8° de part et d’autre de l’axe ainsi qu’une couverture en site comprise entre 0,45  et 1,75  où  représente l’angle de site de l’alignement de descente et varie entre 2 et 4° (Fig. 5). Une partie des faisceaux radioélectriques émis par les antennes sont réfléchis sur le sol et ces derniers participent à l’élaboration du plan de référence.  Couverture en azimut  Couverture en site Figure 6 : Couverture en site et azimut de l’antenne GLIDE [2] Le principe de fonctionnement est quasiment identique à celui du localizer : c’est un système loc tourné virtuellement sur le côté dont le diagramme de rayonnement est semblable (Fig.7). 20 Figure 7 : Diagramme de rayonnement du système GLIDE [2] 

Récepteur Glide

 L’architecture du récepteur glide est identique à celle du récepteur loc. L’information d’écart par rapport au plan de descente est fournie au pilote par une barre horizontale qui indique le sens de la correction à effectuer (Fig.8). Figure 8 : Synoptique du récepteur glide [2] Le taux de modulation des bandes latérales varie selon la position de l’avion par rapport au plan de descente : 21  Position P1 : L’avion est sur le plan de descente, la DDM est nulle, l’aiguille est centrée (Fig. 9). Figure 9 : La barre horizontale est centrée [2]  Position P2 : L’avion est au-dessus du plan de descente. Le taux de modulation du signal 90 Hz est supérieur au taux de modulation du signal 150 Hz. La DDM n’est pas nulle et l’aiguille dévie vers le bas (Fig. 10). Figure 10 : La barre horizontale indique au pilote d’effectuer une correction vers le bas [2]  Position P3 : L’avion est en dessous du plan de référence. Le taux de modulation du signal 90 Hz est inférieur au taux de modulation du signal 150 Hz. La DDM n’est pas nulle et l’aiguille dévie vers le haut (Fig. 11). Figure 11 : La barre horizontale indique au pilote d’effectuer une correction vers le haut [2] Comme pour le système loc, la station sol du système glide comprend un émetteur principal et un de secours comportant chacun deux sorties (une pour le signal sans porteuse et une pour le signal avec porteuse), un bloc de surveillance qui mesure en permanence les caractéristiques des faisceaux radioélectriques ainsi que des amplificateurs de puissance et un module de dialogue à distance avec les opérateurs .