微波着陆系统(Microwave Landing System,MLS)由地面台组和机载设备组成。地面台组有基本和扩展两种配套方式。基本配套方式由方位台(AZ)、仰角台(EL)等角度引导设备和精密测距器(PDME)组成,提供飞机进场时的方位、仰角和距离三维着陆引导信息;扩展配套方式在基本配套方式基础上增设了拉平台(FL)、反方位台(BAZ),能够提供飞机在拉平阶段离地面的高度信息和飞机离场、复飞时的方位信息。机载设备由天线、角度引导机载设备、精密测距询问器及控制显示设备组成。MLS地面台的场地配置情况如图所示。
MLS角度引导设备工作在C波段(5031.0~5090.7兆赫兹),采用时间式无线电导航测角原理,地面台站辐射一个很窄的波束,在相应的扇状覆盖区域内以固定速度进行往返扫描。对于方位台,“往”扫和“返”扫相当于波束在水平范围内左右扫描,对仰角台则相当于上下扫描。机载接收设备在接收到波束“往”和“返”两次扫描形成的脉冲信号后,测定这两个“往”“返”脉冲信号的时间差,该时间差与飞机在空中相对于跑道的角位置关系表达式为:
式中为波束扫描速率,为20 000度/秒;
为飞机位于跑道中线延长线上(
)时接收到的“往”“返”脉冲信号的时间间隔,对于固定的扫描范围它是一个确定的已知值。因此,只要测量出飞机接收到的“往”“返”脉冲信号时间差
,就能得到飞机相对于基准方位线(
时)的角位置信息。方位台和仰角台等不同角度引导设备信号发射采用时分多路复用技术。
PDME工作在L波段(962~1213兆赫兹),采用询问/回答式双程脉冲测距原理。为实现与普通测距器兼容和提高最终进近阶段的测距精度,PDME采用双模式/双脉冲工作方式,即采用初始进近(IA)和最终进近(FA)两种工作模式,其中IA模式完全与普通测距器兼容,FA模式采用快速上升的脉冲上沿和降低检测点等措施提高测距精度,以满足精密着陆引导需求。
MLS是国际民航组织为替代仪表着陆系统(ILS)而提出的先进着陆引导系统,克服了仪表着陆系统只能为大型飞机提供单一下滑道等缺陷,可为直升机、小型飞机、大型飞机甚至航天飞机进行着陆引导服务,理论上能够达到Ⅲ类着陆引导能力。虽然MLS未能按计划取代ILS,但未来仍将得到广泛的推广和应用。