FONCTIONNEMENT DES ELEMENTS (ILS)

Localizer

Le système équivaut à deux antennes directives, présentant des faisceaux très étroits, situées de part et d’autre de la piste et qui émettent, dans le prolongement de son axe, des signaux modulés en amplitude à des fréquences différentes. L’antenne située sur le côté droit de la piste rayonne une porteuse modulée par un signal AM de 150 Hz et l’antenne située sur le côté gauche, émet une autre porteuse, modulée par un signal AM de 90 Hz. [37] Ce plan est défini par le rayonnement de deux types de signaux :  Signal porteuse : appelé CSB (Carrier Side Bande) ou P+BL ;  Signal à 2 bandes latérales seules : appelé SBO (Side Bande Only). Les deux types de rayonnement sont reliés en pratique par la formule suivante : 𝐷𝐷𝑀 = 2 ∗ 𝑆𝐵𝑂 𝐶𝑆𝐵 (15) Pour un réseau pair, le signal SBO et signal CSB s’écrivent sous la forme suivante : 𝐶𝑆𝐵(𝛼) = 𝑓(𝛼) ∗ [ ∑ 2 ∗ 𝐾𝑖 ∗ 𝑐𝑜𝑠(( 2𝜋𝑑 𝜆 ) ∗ 𝑠𝑖𝑛(𝛼))] 𝑛 𝑖=1 (16) 𝑆𝐵𝑂(𝛼) = 𝑓(𝛼) ∗ [ ∑ 2 ∗ 𝐾′ 𝑖 ∗ 𝑠𝑖𝑛(( 2𝜋𝑑 𝜆 ) ∗ 𝑠𝑖𝑛(𝛼))] 𝑛 𝑖=1 (17) Avec : 𝑓(𝛼) : Diagramme propre d’une antenne ; 𝐾𝑖 , 𝐾′ 𝑖 : Les antennes ; 𝑑: Distance séparant chacune des antennes ; 𝛼 : L’angle entre l’axe de piste et la position de l’avion ; 𝜆: La longueur d’onde. Le plan du localizer est défini par l’égalité des taux de modulation c’est-à-dire la DDM=0. La variation de la DDM est linéaire à l’intérieur du secteur d’alignement et est symétrique de part et d’autre du plan LOCALIZER [38]. Le diagramme de rayonnement est ouvert d’environ 35° dans le plan horizontal et 7° dans le plan vertical. La zone de guidage linéaire ne couvre quant à elle qu’une ouverture maximum de +/-3° autour de la position d’axe. [39] Remarque: DDM = différence du taux de modulation (entre les signaux à 90Hz et 150Hz) TM = taux de modulation (de chaque signal) par rapport à l’amplitude de la porteuse. 

Performances du localizer

La portée horizontale se situe aux environs de 25 milles nautiques NM (46 km) à ± 10° de l’axe et à 17 NM à ± 3,5° de l’axe. Les signaux doivent pouvoir être reçus aux distances horizontales spécifiées à une hauteur égale ou supérieure à la plus grande des deux hauteurs suivantes :  2000 ft au-dessus de l’altitude du seuil de piste ;  1000 ft au-dessus de l’obstacle le plus élevé à l’intérieur des aires d’approche intermédiaire et finale et jusqu’à une surface partant de l’antenne et inclinée de 7°. La précision pour un localizer de catégorie II est ± 0.1°. L’information du localizer est sensible à la présence d’obstacles (problèmes de réflexion des signaux). L’information reçue à bord est la résultante du champ direct et du champ réfléchi. On remédie à ce problème en plaçant des écrans supprimant ce phénomène de réflexion parasitaire. La puissance de l’émetteur sol est de 100 W. La déviation de l’aiguille du localizer en fonctionnement ILS est de ± 2.5°. [41] V.2 Glide –path [42] Le glide-path fonctionne quasiment sur le même principe mais dans le plan vertical. La bande de fréquence utilisée est différente (UHF), mais le diagramme de rayonnement est semblable.  L’antenne basse se situe à 4,25 m au-dessus du sol et rayonne la porteuse de fréquence (f p) et les bandes latérales correspondant aux modulations 90 et 150 Hz. Elle est modulée en amplitude. 67 Spectre de rayonnement de l’antenne basse Source : Section Instruction – IVAO TM division France , ILS  L’antenne haute est située à 8,5 m du sol et rayonne uniquement les bandes latérales des deux modulations 90 et 150Hz. On utilise une modulation d’amplitude avec porteuse supprimée. Spectre de rayonnement de l’antenne haute Source : Section Instruction – IVAO TM division France , ILS V.3 Distance Measuring Equipement Les markers fonctionnent dans la gamme de très hautes fréquences VHF 75 MHz et ne diffèrent entre eux que par leur modulation. La puissance rayonnée est de 3 à 5 W. En finale, le pilote vérifie qu’étant bien aligné sur son plan (ILS), il passe les markers à la bonne hauteur, conformément à la fiche de percée (‘’approach final chart’’). Cela permet d’éviter d’intercepter des ‘’faux glides’’. 

Principe de fonctionnement

 Un émetteur/récepteur à bord de l’aéronef envoie des paires impulsions codées vers la station au sol sur une fréquence UHF entre 962 et 1150 MHz pour l’interrogation et entre de 962 et 1213 MHz pour la réponse. Après un retard de 50 µs pour le canal X et 56 µs pour le canal Y la balise au sol transmet à son tour des paires impulsions sur une fréquence décalée de 63 MHz. Le temps nécessaire pour le voyage aller-retour de cet échange de signal est mesuré par l’instrument DME de l’aéronef puis est traduit et affiché en distance (miles nautiques). Exemple : Si l’aéronef envoie à 𝑡0 une interrogation et reçoit à 𝑡1 la réponse, le temps mesuré de l’aller et retour est de : 𝒕 = 𝒕𝟎 − 𝒕𝟏 = 𝟐𝒅 𝒄 + 𝟓𝟎𝝁𝒔 (18) Avec c=vitesse de la lumière Et la distance oblique (DO) de l’aéronef à la balise sol est donnée par la formule suivante: 𝒅 = 𝒄(𝒕−𝟓𝟎𝝁𝒔) 𝟐 (19) Exemple : -l’interrogation se fait sur la fréquence 965 MHz -la réponse se fera sur la fréquence 965+63= 1028 MHz Ce couple de fréquences est appelé canal. L’IFF (Identification friend or foe) ayant le même principe de fonctionnement utilise les fréquences 1030MHz pour l’interrogation et 1090 pour la réponse. Ces deux fréquences sont réservées et ne sont pas disponibles pour l’aviation.

Zone de couverture des éléments

Localizer 

Couverture volumétrique C’est le volume délimité dans l’espace où les signaux ILS sont normalement reçus. Le rayonnement arrière d’un ILS ne peut en aucun cas être utilisé comme un moyen de guidage ou de confirmation de position. En effet, quel que soit le type de matériel, ce rayonnement, lorsqu’il existe, n’est jamais surveillé et peut fournir des informations aberrantes. V.4.1.2 Couverture en azimut La plage d’utilisation normale du radiophare d’alignement de piste est de ±35° sur 17NM, et ±10° sur 25NM. Dans certains cas le premier secteur peut même être plus étroit du fait de perturbations dues à l’environnement.