上一篇我们概要的描述了无线电导航需要了解的相关术语，导航参数和引入无线电导航所能解决的一些问题和无线电导航实现的依据，本节我们来详细讨论一下多普勒甚高频全向信标在导航中的应用以及结合IFR4000讨论一下仪表着陆系统ILS在IFR4000上的具体应用并通过IFR4000对这些功能及相关测试进行还原帮助工程师更好地理解IFR4000作为标准导航测试工具箱对机载无线电导航系统测试的意义。
和我们平时使用手机进行导航类似，航空器导航的意义在于随时掌握飞机的位置（任意时刻），飞机往哪里飞（航向）和到目的地还需要飞行（或待飞）时间多久，了解了这3个基本问题后，我们就能随时掌握飞机的飞行动态。而这些导航参数的获取都可以通过测向（如VOR，ILS）及测距（如DME）给出导航的方位和距离信息。
多普勒甚高频全向信标(Doppler VHF omnidirectional range, DVOR)是一种高精度的非自主式相位测向近程导航系统，是目前民用航空主用的陆基测向导航系统，作为近程测角导航系统，通过机载VOR接收系统接收地面VOR导航台发射的电波，可为飞机提供相对于VOR台的方位角，飞机航向，VOR方位角等信息，VOR通常与测距机（DME）同台安装，可为飞机提供测角/测距定位而用于航路，也可布置在终端区，用作飞机进场导航系统。VOR系统由地面信标台和机载设备组成，工作频率在108～118MHz频段，它由地面发射台通过天线发出方位信息，机载设备接收和处理这个方位信息，并通过相关的指示器指示相应的方位信息，引导飞机完成飞行任务。
VOR导航台分为两类，一种是供飞机在航线上定向和定位的，称为航路VOR台（A类），另一种用于飞机在终端区着陆定向和定位，称为航站（终端区）VOR台（B类）。A类导航台频率范围112～118MHz,频道间隔50kHz，共120个波道，发射功率200W，作用距离200海里；B类导航台用于引导飞机进场进近，频率范围108～112MHz，共200个波道，其中有80个波道为VOR/LOC共用，十分位(小数点后面第一位)为偶数的频率共40个波道为VOR工作频率，为奇数的40个波道为LOC工作频率，发射功率为50W，作用距离25海里。
实际使用过程中，VOR，DME和ILS的频率是统一调配的，当选定了VOR或LOC的一个频率，就有一个DME频率和ILS下滑台（GS）频率与之对应。
全向信标是利用两个30Hz的低频信号进行比相来测定飞机方位的。这两个信号分别称为基准相位信号和可变相位信号。
1） 基准相位信号
基准相位信号是用30Hz低频信号先调频到9960Hz的副载波上，然后调幅到载频（108~118MHz）上，用无方向性天线发射。基准相位信号相当于全方位光线，其相位载VOR台周围的各个方位上相同；
2）可变相位信号
可变相位信号是用30Hz低频信号直接对载波调幅，然后由无方向性天线发射，可变相位信号相当于旋转光束，其相位随着VOR台的径向方位而变，如下图所示：
在相对于电台的任何方位上，通过测量基准相位信号和可变相位信号之间的相位差，即可确定飞机所在方位（获得飞机相对于DVOR台的磁方位）。
DVOR台信标除了辐射30Hz AM信号和30Hz FM信号这两个导航信号外，同时向外辐射识别信号（键控1020Hz识别音频）和话音信号， 话音和台识别信号，加到音频集成系统（AIS），供飞行员监听。
典型的VOR机载系统如下图所示由接收天线，控制面板，甚高频接收机和指示器组成，其主要作用有三个，其一是定义VOR航道，接收VOR信标的辐射场，给出飞机偏离预定航道情况；其二是指示飞机是否飞越某一VOR台；第三是获得并指示飞机相对VOR台的磁方位，飞机磁航向，VOR台方位和相对方位角等方位信息，飞机上通常安装两套完全相同的VOR，分别称为左VOR和右VOR系统。
VOR接收天线与ILS的航向信标（LOC）机载天线是共用的，它是一种具有50欧姆特性阻抗的全向水平极化天线，通常安装在飞机垂直安定面的顶部。
目前飞机上VOR控制盒是与ILS，DME共用的，其主要功能一是对机载VOR接收机调谐，可人工选择108～118MHz内间隔50kHz的任一工作频率。当选定LOC频率时，与之配对的下滑信标（GS）接收频率即被自动选定；当选定VOR或LOC频率时，与之配对的DME接收频率也被自动选定。
IFR4000作为专业的航线测试仪器，专门为验证机载近程测角导航系统提供了符合ICAO标准的VOR信标信号，在对机载VOR接收机进行验证时，IFR4000模拟一个甚高频全向信标地面站信号，向飞机发射标准VOR信源，通过空口（主要模式）或直连模式对机载甚高频导航接收机进行功能验证，IFR4000在对VOR机载系统进行验证时提供了如下内容：
● 模拟VOR地面站发射台
● 模拟的发射台频率在108MHz至118MHz的甚高频频率下工作
● 提供用于比相测试定位的两个30Hz低频信号，包括基准相位信号和可变相位信号
● 基准相位信号包括
● 副载波上的30 Hz调频（FM）正弦波，振幅为9.96 kHz
● 用于监听的1020Hz调幅正弦波莫尔斯电码
● 可变相位信号（VAR）：30Hz AM调制正弦波
● 方位信号的VOR方位角选择BRG，包括预设方位角0°,30°,60°,90°,120°,150°,180°, 210°,240°,270°,300°,330° 或可变方位角（0.1°步进）
● 验证向背指示器的向背台指示，0度或180度
作为VOR机载系统的标准验证设备，IFR4000为商业飞机的VOR机载接收机功能验证测试提供了标准及校准信号源系统，是商业航空标准的导航维修检修仪器。
上一章节我们简要描述了一下仪表着陆系统的基本概念，今天我们结合IFR4000的具体应用来聊聊仪表着陆系统。
我们先来一个投票：
假设你准备降落在某个机场。然而气象部门在这个时候通过塔台告诉该空域里所有飞行员：目前，本场大雾有雨，能见度700米……
那么问题来了：如果您是飞行员，您会怎么做？
A. 撸起袖子直接降
B. 退后一步找备降
C. 默默调好ILS，严格按照仪表降落程序执行
仪表着陆系统（ILS）是一种非自主式的振幅测角近程导航系统，是目前民用航空主要的陆基导航系统，这是一种在诸如低云、低能见度的仪表气象条件下可以正常运行，使用无线电信号以及高强度灯光阵列来为飞机安全进近降落提供精密引导的陆基仪表进近系统。而这一套系统必须保证一定的精确度，因此，每隔一定时间都需要专用的设备对ILS的关键参数进行校准和验证。
和上面我们提到的VOR全向信标不同，ILS仅仅在终端区（一个提供给飞机爬升，下降的管制区域）使用。其本质就是由地面（航向台）发射的两束无线电信号实现航向道（localizer）和下滑道（glide slope）指引，建设一条虚拟路径，并在距跑道远，中，近分别设置指点信标（marker beacon）飞机通过机载接收设备，确定自身与该路径的相对位置，使飞机沿正确方向飞向跑道并且平稳下降高度，最终实现安全着陆。
航向信标台LOC
又称“跑道定位信标台”。是指仪表着陆系统中，为飞机提供相对于跑道中心线方位引导的地面无线电信标台。其天线阵架设在跑道末端以外的一定距离处，沿跑道中心线面向进近飞机发射两个水平交叉的辐射波瓣，在跑道左边的波瓣被90HZ低频信号调幅，右边波瓣用150HZ调制，使得跑道中心线上的信号其90HZ和150HZ调制信号电平（幅度）相等，而两边则不等，其差异随偏离大小而变化。其载波频率为108.00~111.95MHZ，如下图所示：
这些信号被显示在驾驶舱的仪表盘上。飞行员通过控制飞机使得仪表指针显示在正确的位置来保证飞机飞在ILS引导的航迹上。
位置信息是在通过评估波束信号解调后提供的调制深度差（DDM）。
DDM = m(x90) – m(x150)
因此，可能出现以下情况：
● 90Hz信号大于150Hz信号：飞机向左偏移，需要向右
● 150Hz信号大于90Hz信号：飞机向右偏移，需要向左
● 90Hz=150Hz，两束信号强度相等：飞机位于中央正确的路线
下滑信标台GS
下滑台使用的频率在328.6~335.4MHz之间。下滑道信标波束也是两个强度相等的波束信号，分布在与地平面成3°的下滑道的上、下两侧，上侧是用90Hz调幅信号，下侧是用150Hz调幅信号。飞机下降坡度高于标准下滑道，则90Hz的电波强；反之，则150Hz信号强。当两束电波强度相当，飞机则保持正常的3°坡度下降，如下图所示：
指点标Marker beacons
指点信标台发射频率均为75MHz, 而调制频率和台识别码各不相同，以便使飞行员识别飞机在哪个信标台上空。指点信标机向上空发射一束锥形波束，当飞机通过指点标上空时，飞机内的接收显示设备即发出灯光和音响信号，使飞行员知道自己所处位置。
仪表着陆系统的频率参数上一章已详细描述，这里就不再展开，下面我们以B747-400F/SF的ILS系统测试作为举例详细了解一下IFR4000进行ILS系统测试的过程以帮助大家更好的了解IFR4000的测试应用：
1）给IFR4000接上天线，IFR4000提供了两种测试天线，其中标准75MHz的固定长度天线为Marker Beacon测试用天线，另外一根可伸缩天线为ILS测试用天线
2）开启IFR4000，按MODE按键将屏幕切换到ILS界面，如下图所示：
3）在FREQ频率设置处将频率设置为108.100MHz，如果频率为其他频率，可按下FREQ键调整频率到108.100MHz
4）将IFR4000放置在飞机雷达罩前方（前方地面即可，不要求在雷达罩的正前方）
5）驾驶舱内，按AMM要求设置各个旋钮和跳开关
6）设置HDG（Heading航向）（飞机IRS aligned后，ND（导航显示器）上会显示HDG数字，在AFDS（自动驾驶指引系统）上设置该数字
7）在CDU（控制显示单元）上按下 "NAV/RAD"，（左，右CDU皆可），在CDU上输入频率和HDG，输入格式为108.10/***）***为HDG
8）按下ILS左边的行选键，此时，ILS下方会显示刚才输入的数字，原先显示的是 "PARK"同时ND上会显示频率108.100MHz，左边的ND显示ILS L，右边的ND显示ILS R
9）地面上，调节IFR4000的位置，直到PFD（主飞行显示）和ND（导航显示）上显示下滑道和航向道信标，如下图所示：
左显示屏为PFD，右显示屏为ND
10）调节IFR4000的位置，包括调节IFR4000天线与飞机的夹角（有时可能为45度）
11）按下IFR4000上右下角的LOC和G/S的调节按键来设置LOC和G/S的信标
12）确保PFD和ND上的下滑道和航向道信标随着IFR4000上设置的变化而变化
13）测试完成后将飞机设置恢复
除了ILS测试以外，由于飞机上一般安装有1套或者2套高频及甚高频通信系统，IFR4000也可以对这类的电台进行日常的维护性参数测试，包括AM/FM/SSB电台的参数验证测试，另外，选择呼叫（SELCAL）用于地面塔台通过高频或者甚高频通信系统对指定飞机或一组飞机进行呼叫联系。当地面呼叫指定飞机时，以灯光和谐音的形式通知机组进行联络，从而免除机组对地面呼叫的长期守候。它不是一种独立的通信系统，是配合高频通信系统和甚高频通信系统工作的，为了实现选择呼叫，机上高频和甚高频通信系统必须调谐在指定的频率上，并且把机上选择呼叫系统的代码调定为指定的飞机代码，当地面呼叫某飞机时，通过HF或者VHF电台发射的两对音调编码经飞机选择呼叫译码器译码，若与本飞机的编码相符，则灯亮，并发出谐音，完成呼叫该飞机的任务。IFR4000为选择呼叫系统的功能验证提供了基于ARINC 596标准的选呼标准音以供工程师对选择呼叫系统进行功能验证。
而且，作为机载电台的常用工具，IFR4000人性化的提供了机载应急电台的测试选项，应急电台的作用是在飞机发生事故时，生还人员使用它发出呼救信号，以便得到救援。应急电台的工作频率为121.5MHz和243MHz（民用警告频率 ）。检查应急电台的方法是将一台通信接收机调到应急电台频率上，然后使应急电台段时间工作，此时用加有121.5/243 MHz Emergency Beacon的IFR4000的测量应急电台工作的频率，输出功率及调制信号即可验证应急电台的工作状态是否符合要求。
最后，IFR4000的选件4000OPT1ELT也可以对紧急无线电示位标设备406 MHzCOPAS/ SARSAT紧急定位发射机（ELT）、无线电紧急定位信标（EPIRB）和个人定位信标（PLB）的进行监测，紧急无线电示位标，是指在遇险或紧急情况下用以发射无线电报警信号，为搜寻救助提供识别、位置等信息的装置。常安装在驾驶台的甲板上，能手动或自动启动，是一种实现船对岸报警的专用装置。全球海上遇险与安全系统使用甚高频紧急无线电示位标和卫星紧急无线电示位标。紧急无线电示位标在船/海洋平台下沉后，自动弹出浮到水面，发求救信号，信号通过COSPAS-SARSAT系统转发到地面站。与多用于海上用户的紧急无线电示位标相类似，陆上应用的类似产品叫做个人示位标（PLB，Personal Locator Beacon），航空应用的类似产品叫做航空无线电示位标（ELT）如下图所示：
IFR4000包括对406 MHz COPAS/SARSAT发射机频率和功率。信标使用BPSK数据将发送远程导航系统或GPS接收机产生的位置信息。它支持COSPAS/SARSAT G.005第2期第1版中定义的所有协议，包括6个用户协议（附加一个测试协议）、5个位置协议（附加一个测试协议）。IFR 4000将自动完成协议管理和数据字段解码，并可实现监测发射机频率和功率等测试应用。
