Aircraft Communication Topic 10 instrument landing systems
1. FOR TRAINING PURPOSE ONLY
Introduction
The instrument landing system (ILS) is designed to allow pilots tthhee ooppppoorrttuunniittyy
ttoo llaanndd tthheeiirr aaiirrccrraafftt wwiitthh tthhee aaiidd ooff iinnssttrruummeenntt rreeffeerreenncceess..
AA ttyyppiiccaall IILLSS ssyysstteemm wwiillll aallllooww tthhee ppiilloott ttoo bbrriinngg aann aaiirrccrraafftt ttoo wwiitthhiinn 遜 MM ooff tthhee
rruunnwwaayy aanndd lleessss tthhaann 220000 fftt aabboovvee tthhee rruunnwwaayy wwiitthhoouutt aannyy eexxtteerrnnaall vviissuuaall
rreeffeerreenncceess..
AAtt tthheessee mmiinniimmuummss ((tthhee ddeecciissiioonn hheeiigghhtt)) tthhee ppiilloott mmuusstt iiddeennttiiffyy tthhee rruunnwwaayy
eennvviirroonnmmeenntt iinn oorrddeerr ttoo ccoonnttiinnuuee tthhee llaannddiinngg pprroocceessss..
If the runway environment cannot be identified, the pilot must execute a missed
approach procedure.
An extremely accurate ILS, called the Category IIIC approach, will allow for
aircraft landings with near zero visibility.
Both the airport facilities and the aircraft must be correctly equipped and
certified for a Category IIIC ILS approach.
Subject Code: AFD 31202
Malaysian Institute of Aviation Technology
Issue No : 000
3. FOR TRAINING PURPOSE ONLY
Instrument landing systems were developed in 1942 in response to the need
for pilots to locate and fly to an airport during times of poor visibility.
With the use of the ILS, the pilot is able to fly the aircraft, without outside visual
reference, along the approach path to a pre-determined decision height
(usually a minimum of 200 feet altitude) before establishing visual contact with
the runway approach lights.
If visual contact is not established at this point, tthhee ppiilloott mmuusstt::
rraaddiiaattee ddiirreeccttiioonnaall ssiiggnnaallss wwhhiicchh aarree rreecceeiivveedd bbyy tthhee aaiirrbboorrnnee rreecceeiivveerr..
Subject Code: AFD 31202
Malaysian Institute of Aviation Technology
sseelleecctt aann aalltteerrnnaattiivvee aaiirrppoorrtt iinn wwhhiicchh ttoo llaanndd tthhee aaiirrccrraafftt,, oorr
cciirrccllee tthhee aaiirrppoorrtt uunnttiill ssuucchh ttiimmee tthhaatt vviissiibbiilliittyy iimmpprroovveess..
TThhee IILLSS ttrraannssmmiitttteerrss llooccaatteedd aatt oorr nneeaarr tthhee aaiirrppoorrtt ffaacciilliittyy,,
Issue No : 000
4. FOR TRAINING PURPOSE ONLY
The directional signals are then processed to provide tthhee ppiilloott wwiitthh::
ddiissppllaayyeedd bbyy tthhee ""lleefftt//rriigghhtt"" nneeeeddllee oonn tthhee ccoouurrssee ddeevviiaattiioonn iinnddiiccaattoorr
((CCDDII))..
TThhee vveerrttiiccaall rreeffeerreennccee ssiiggnnaall,, oobbttaaiinneedd ffrroomm tthhee gglliiddeessllooppee ttrraannssmmiitttteerr,,
TThhee ppiilloott fflliieess aann IILLSS aapppprrooaacchh bbyy cceenntteerriinngg tthhee lleefftt//rriigghhtt aanndd uupp//ddoowwnn
nneeeeddlleess oonn hhiiss CCDDII
wwhhiillee mmoonniittoorriinngg tthhee mmaarrkkeerr ccuueess ttoo ddeetteerrmmiinnee pprrooggrreessss aalloonngg hhiiss oorr hheerr
ddeesscceenntt..
Subject Code: AFD 31202
Malaysian Institute of Aviation Technology
aa vviissuuaall hhoorriizzoonnttaall ddiirreeccttiioonnaall rreeffeerreennccee,,
vveerrttiiccaall rreeffeerreennccee,, aanndd
ddiissttaannccee rreeffeerreennccee aalloonngg tthhee aapppprrooaacchh ppaatthh..
TThhee llooccaalliizzeerr ttrraannssmmiitttteerr pprroovviiddeess tthhee hhoorriizzoonnttaall rreeffeerreennccee ssiiggnnaall,,
rreessuullttss iinn aann ""uupp//ddoowwnn"" nneeeeddllee iinnddiiccaattiioonn oonn tthhee CCDDII..
Issue No : 000
5. FOR TRAINING PURPOSE ONLY
In order to provide pilots with an indication of their distance ffrroomm tthhee rruunnwwaayy,,
MMaarrkkeerr BBeeaaccoonn ttrraannssmmiitttteerrss aarree iinnssttaalllleedd..
MMaarrkkeerr BBeeaaccoonn ttrraannssmmiitttteerrss pprroovviiddee aann aauuddiioo ((ttoonnee)) aanndd vviissuuaall ((lliigghhtt)) iinnddiiccaattiioonn
aalloonngg tthhee aapppprrooaacchh ppaatthh..
TThhee mmaarrkkeerr--bbeeaaccoonn ttrraannssmmiitttteerr ooppeerraatteess aatt aa ffrreeqquueennccyy ooff 7755 MMHHzz aanndd
pprroodduucceess bbootthh aauurraall aanndd vviissuuaall ssiiggnnaallss..
Marker Beacon located at pre-determined distances from the end of the
runway.
Subject Code: AFD 31202
Malaysian Institute of Aviation Technology
The Outer-marker transmitter
The Mid-marker transmitter
The Inner-marker transmitter
Issue No : 000
6. FOR TRAINING PURPOSE ONLY
LLooccaatteedd aatt aapppprrooxxiimmaatteellyy 11//33 mmii [[11 kkmm]] ffrroomm tthhee rruunnwwaayy
PPrroodduucceess aa ssiiggnnaall mmoodduullaatteedd aatt 11330000 HHzz
IIlllluummiinnaattee aann aammbbeerr mmaarrkkeerr--bbeeaaccoonn lliigghhtt oonn tthhee iinnssttrruummeenntt ppaanneell..
Located approximately 1500 ft from the end of the runway.
Produced a signal modulated at 3000 Hz
Illuminate a white panel light when the aircraft is over the appropriate position.
The white lamp is usually labeled "FM/Z" because the 3000-Hz signal is
also produced by en route airway, or "Z," markers.
Subject Code: AFD 31202
Malaysian Institute of Aviation Technology
The outer-marker transmitter:
Located at approximately 5 mi [8 km] from the runway
Produces a 400 Hz intermittent signal
Illuminate a blue indicator light on the instrument panel.
TThhee mmiidd--mmaarrkkeerr ttrraannssmmiitttteerr ::
The inner-marker transmitter:
Issue No : 000
7. FOR TRAINING PURPOSE ONLY
Principles of Localizer (LOC)
Located 1,000 feet from the end of the runway and
Offset 300 feet from the runway centerline.
It has a horizontally-polarized antenna array
Radiates approximately 100 watts of RF power on one of 40 available
channels spaced alternately at 50 and 150 kHz apart
VHF frequency range of 108.10 MHz to 111.95 MHz.
Identified by the transmission of a four-letter identification code modulated
at 1,020 Hz and also by voice identification.
Subject Code: AFD 31202
Malaysian Institute of Aviation Technology
Localizer
A typical VHF localizer station:
Issue No : 000
8. FOR TRAINING PURPOSE ONLY
Principles of Localizer (contd)
The localizer station radiates a beam of information indicating tthhee hhoorriizzoonnttaall
cceenntteerrlliinnee ooff tthhee rruunnwwaayy..
TThhiiss bbeeaamm iiss pprroodduucceedd bbyy ttwwoo ttrraannssmmiitttteerrss::
OOppeerraattiinngg oonn tthhee ssaammee cchhaannnneell ffrreeqquueennccyy
AAmmpplliittuuddee--mmoodduullaatteedd wwiitthh ddiiffffeerreenntt aauuddiioo ssiiggnnaallss,, 9900 HHzz aanndd 115500 HHzz
TThhee ttrraannssmmiittttiinngg aanntteennnnaass aarree aalliiggnneedd ttoo rraaddiiaattee ttwwoo lloobbeess tthhaatt iinntteerrsseecctt tthhee
rruunnwwaayy cceenntteerrlliinnee..
VViieewweedd ffrroomm tthhee aapppprrooaacchh eenndd ooff tthhee rruunnwwaayy::
Subject Code: AFD 31202
Malaysian Institute of Aviation Technology
TThhee 115500--HHzz mmoodduullaatteedd lloobbee iiss oonn tthhee rriigghhtt
TThhee 9900--HHzz lloobbee iiss oonn tthhee lleefftt
Issue No : 000
13. FOR TRAINING PURPOSE ONLY
Subject Code: AFD 31202
Malaysian Institute of Aviation Technology
Localizer Circuit Theory (contd)
The control ssiiggnnaall sswwiittcchheess
tthhee iinnssttrruummeennttaattiioonn uunniitt ffrroomm
tthhee VVOORR mmooddee ttoo tthhee LLOOCC
mmooddee
TThhee LLOOCC ssiiggnnaall iiss
hhoorriizzoonnttaallllyy--ppoollaarriizzeedd..
AAlllloowwiinngg tthhee VVOORR
aanntteennnnaa ttoo aallssoo bbee uusseedd
ffoorr llooccaalliizzeerr rreecceeppttiioonn..
IInn ttyyppiiccaall llooccaalliizzeerr
iinnssttrruummeennttaattiioonn,, tthhee aauuddiioo
oouuttppuutt ffrroomm tthhee VVHHFF
nnaavviiggaattiioonn rreecceeiivveerr iiss ffeedd ttoo
ttwwoo ffiilltteerrss..
Issue No : 000
Typical localizer instrumentation block diagram
14. FOR TRAINING PURPOSE ONLY
Subject Code: AFD 31202
Malaysian Institute of Aviation Technology
One filter ppaasssseess tthhee 9900--HHzz
mmoodduullaattiioonn ccoommppoonneenntt,, aanndd
tthhee ootthheerr sseeppaarraatteess tthhee 115500--
HHzz ccoommppoonneenntt ffrroomm tthhee
ddeetteecctteedd llooccaalliizzeerr ssiiggnnaall..
TThhee ffiilltteerreedd ssiiggnnaallss aarree tthheenn
rreeccttiiffiieedd ttoo pprroodduuccee aa DDCC
ssiiggnnaall
IItt eenneerrggiizzeess aa
ggaallvvaannoommeetteerr mmoovveemmeenntt
ttoo ffoorrmm aa lleefftt//rriigghhtt nneeeeddllee
iinnddiiccaattiioonn oonn tthhee CCDDII
rreellaattiivvee ttoo tthhee llooccaalliizzeerr
ccoouurrssee..
Issue No : 000
Typical localizer instrumentation block diagram
Localizer Circuit Theory (contd)
15. FOR TRAINING PURPOSE ONLY
Localizer Circuit Theory (contd)
LOC steering information is obtained by comparing the difference iinn oouuttppuutt
lleevveellss ffrroomm tthhee ttwwoo bbaannddppaassss ffiilltteerrss..
IInn IILLSS mmooddee,, tthhee oouuttppuutt ooff tthheessee ffiilltteerrss aarree ssuummmmeedd ttooggeetthheerr ttoo pprroovviiddee tthhee
vvoollttaaggee nneecceessssaarryy ttoo ppuullll tthhee ""NNAAVV"" wwaarrnniinngg ffllaagg oonn tthhee CCDDII oouutt--ooff--vviieeww..
TThhee NNAAVV ffllaagg aappppeeaarrss ffrroomm bbeenneeaatthh aa ccuuttoouutt oonn tthhee ffaaccee ooff tthhee iinnddiiccaattoorr
wwhheenn tthhee oouuttppuutt ffrroomm eeiitthheerr oonnee oorr bbootthh ooff tthhee ffiilltteerrss ffaallllss bbeellooww aa uusseeaabbllee
lleevveell..
TThhee ttoo//ffrroomm iinnddiiccaattiioonn oonn tthhee CCDDII iiss iinntteennddeedd oonnllyy ffoorr VVOORR ooppeerraattiioonn
IItt iiss bbiiaasseedd oouutt--ooff--vviieeww iinn LLOOCC mmooddee aanndd ddiissaappppeeaarrss bbeenneeaatthh tthhee mmeettaall
ccuuttoouutt oonn tthhee iinnddiiccaattoorr..
Subject Code: AFD 31202
Malaysian Institute of Aviation Technology
Issue No : 000
16. FOR TRAINING PURPOSE ONLY
Subject Code: AFD 31202
Malaysian Institute of Aviation Technology
Localizer Receiver, S-TEC VIR-351
The VIR-351 tunes a frequency
range from 108.00 MHz to 117.95
MHz with 50-kHz spacing
between channels.
This spacing establishes 200
channels in which 40 are used for
localizer guidance on ILS
equipped runways.
The VIR-351 navigation receiver
processes the VOR and localizer
signals separately while using
common video and deviation
amplifiers.
Issue No : 000
S-TEC VIR-351 localizer converter block diagram
19. FOR TRAINING PURPOSE ONLY
Subject Code: AFD 31202
Malaysian Institute of Aviation Technology
Localizer Receiver, S-TEC VIR-351 (contd)
TThhee iinnddiiccaattoorrss ffoorr
tthhee ssyysstteemm aarree
oofftteenn ccoommbbiinneedd
wwiitthh ootthheerr
iinnddiiccaattoorrss tthhaatt
pprroovviiddee aa nnuummbbeerr
ooff nnaavviiggaattiioonn
iinnddiiccaattiioonnss..
AAmmoonngg tthheessee aarree
tthhee aattttiittuuddee--ddiirreeccttoorr
iinnddiiccaattoorr ((AADDII)) aanndd
tthhee hhoorriizzoonnttaall--
ssiittuuaattiioonn iinnddiiccaattoorr
((HHSSII))
Issue No : 000
Attitude-director indicator
20. FOR TRAINING PURPOSE ONLY
Subject Code: AFD 31202
Malaysian Institute of Aviation Technology
Principles of Glideslope (GS)
Issue No : 000
GGlliiddee SSllooppee
TThhee ttyyppiiccaall gglliiddeessllooppee ttrraannssmmiitttteerr iiss uussuuaallllyy::
llooccaatteedd 775500 ffeeeett ffrroomm tthhee bbeeggiinnnniinngg ooff tthhee rruunnwwaayy aanndd
rraaddiiaatteess aa 55--wwaatttt RRFF ssiiggnnaall ffrroomm aa hhoorriizzoonnttaallllyy ppoollaarriizzeedd aanntteennnnaa aarrrraayy aatt
aann iinncclliinneedd gglliiddeeppaatthh aannggllee ooff 22..5500 ttoo 33..0000..
ooppeerraatteess oonn oonnee ooff 4400 aavvaaiillaabbllee cchhaannnneellss pprroovviiddeedd bbyy 115500--kkHHzz ssppaacciinngg
UUHHFF ffrreeqquueennccyy rraannggee ooff 332299..1155 MMHHzz ttoo 333355..0000 MMHHzz..
Like the localizer station, it also generates two separate directional lobes on
the same carrier frequency.
The lobe radiated above the glidepath angle is amplitude-modulated at 90
Hz.
The lobe below is 150 Hz amplitude-modulated.
The glideslope receiver compares the amplitude of the 90-Hz and 150-Hz
modulation components to determine the aircraft's position in the vertical plane.
21. FOR TRAINING PURPOSE ONLY
Subject Code: AFD 31202
Malaysian Institute of Aviation Technology
Principles of Glideslope (contd)
Issue No : 000
Flying the glidepath
22. FOR TRAINING PURPOSE ONLY
Principles of Glideslope (contd)
When the two signals are equal, the aircraft is centered oonn tthhee gglliiddeeppaatthh..
IItt iiss iinnddiiccaatteedd bbyy zzeerroo ddeefflleeccttiioonn ooff tthhee uupp//ddoowwnn nneeeeddllee oonn tthhee CCDDII..
TThhee gglliiddeessllooppee nneeeeddllee iiss mmuucchh mmoorree sseennssiittiivvee tthhaann tthhee llooccaalliizzeerr nneeeeddllee..
IIttss ccoouurrssee wwiiddtthh iiss sseett aatt 00..7700 ooffff--cceenntteerrss ffoorr ffuullll--ssccaallee ddeefflleeccttiioonn..
AAtt ffiivvee mmiilleess ffrroomm tthhee eenndd ooff tthhee rruunnwwaayy,, aa ffuullll--ssccaallee ddeefflleeccttiioonn ooff tthhee uupp//ddoowwnn
nneeeeddllee wwoouulldd ccoorrrreessppoonndd ttoo aa ddiissttaannccee ooff rroouugghhllyy 225500 ffeeeett aabboovvee oorr bbeellooww tthhee
cceenntteerrlliinnee ooff tthhee aapppprrooaacchh ppaatthh..
Subject Code: AFD 31202
Malaysian Institute of Aviation Technology
Issue No : 000
23. FOR TRAINING PURPOSE ONLY
Subject Code: AFD 31202
Malaysian Institute of Aviation Technology
Principles of Glideslope (contd)
Issue No : 000
Glideslope and Localizer path
29. FOR TRAINING PURPOSE ONLY
Glideslope Circuit Theory (contd)
Superheterodyne receivers are used to receive the UHF gglliiddeessllooppee ssiiggnnaallss..
TThhee iinnssttrruummeennttaattiioonn cciirrccuuiittrryy ffoorr gglliiddeessllooppee ooppeerraattiioonn iiss iiddeennttiiccaall ttoo tthhaatt uusseedd
ffoorr tthhee llooccaalliizzeerr..
TThhee ddeetteeccttoorr ssuupppplliieess tthhee 9900--HHzz aanndd 115500--HHzz mmoodduullaattiioonn ccoommppoonneennttss ttoo ttwwoo
bbaannddppaassss ffiilltteerrss..
IItt sseeppaarraatteess tthhee ssiiggnnaallss ttoo pprroovviiddee aann oouuttppuutt ttoo ddrriivvee tthhee uupp//ddoowwnn nneeeeddllee
oonn tthhee CCDDII..
AA ""GGSS"" ffllaagg iiss aallssoo pprroovviiddeedd ttoo iinnddiiccaattee aann uunnuussaabbllee gglliiddeessllooppee ssiiggnnaall wwhheenn
tthhee ffllaagg aappppeeaarrss oonn tthhee iinnddiiccaattoorr..
Subject Code: AFD 31202
Malaysian Institute of Aviation Technology
Issue No : 000
30. FOR TRAINING PURPOSE ONLY
Glideslope Circuit Transmitter
The glide slope transmitter operates on a principle similar ttoo tthhaatt ooff tthhee
llooccaalliizzeerr..
TThhee gglliiddee ssllooppee ttrraannssmmiitttteerr iiss llooccaatteedd aatt aa ddiissttaannccee ffrroomm tthhee aapppprrooaacchh eenndd ooff
tthhee rruunnwwaayy..
Subject Code: AFD 31202
Malaysian Institute of Aviation Technology
AApppprrooxxiimmaatteellyy 1155 ppeerrcceenntt ooff tthhee lleennggtthh ooff tthhee rruunnwwaayy..
Issue No : 000
A schematic of radiation pattern from a glide slope transmitter
31. FOR TRAINING PURPOSE ONLY
Glideslope Circuit Transmitter (contd)
If an airplane is approaching the runway and is above tthhee gglliiddee ppaatthh::
TThhee gglliiddee ssllooppee rreecceeiivveerr wwiillll pprroovviiddee aann oouuttppuutt ffoorr tthhee ccrroossss--ppooiinntteerr iinnddiiccaattoorr
TThhee ppiilloott wwiillll hhaavvee aa vviissuuaall iinnddiiccaattiioonn ooff tthhee aaiirrppllaannee''ss ppoossiittiioonn wwiitthh rreessppeecctt
ttoo tthhee gglliiddee ppaatthh..
Subject Code: AFD 31202
Malaysian Institute of Aviation Technology
TThhee 9900--HHzz ssiiggnnaall wwiillll pprreeddoommiinnaattee
IIff tthhee aaiirrppllaannee iiss bbeellooww tthhee gglliiddee ppaatthh::
TThhee 115500--HHzz ssiiggnnaall wwiillll pprreeddoommiinnaattee
IIff tthhee hhoorriizzoonnttaall ppooiinntteerr iiss aabboovvee tthhee cceenntteerr ooff tthhee iinnddiiccaattoorr
TThhee aaiirrppllaannee iiss bbeellooww tthhee gglliiddee ppaatthh..
Issue No : 000
32. FOR TRAINING PURPOSE ONLY
Subject Code: AFD 31202
Malaysian Institute of Aviation Technology
Glideslope Circuit Transmitter (contd)
A beam pprroovviiddeedd bbyy tthhee
ccoommbbiinnaattiioonn ooff llooccaalliizzeerr aanndd
gglliiddee ssllooppee ttrraannssmmiitttteerr iiss
eelleeccttrroonniiccaallllyy eexxaacctt
PPrroovviiddeess aa pprreecciissee ppaatthh
bbyy wwhhiicchh aann aaiirrppllaannee mmaayy
aapppprrooaacchh aa rruunnwwaayy
RReeaacchh tthhee ppooiinntt ooff
ttoouucchhddoowwnn..
TThhiiss iiss aa mmoosstt vvaalluuaabbllee
aaiidd iinn ccoonnddiittiioonnss ooff ppoooorr
vviissiibbiilliittyy iinn tthhee vviicciinniittyy ooff
aann aaiirrppoorrtt..
Issue No : 000
ILS transmission pattern from localizer and glide slope