Théorie fonctionnement moyens radionavigation

• Théorie du fonctionnement du VOR
• Théorie du fonctionnement de l'ILS

Théorie du fonctionnement du VOR

1. Introduction

Le VOR (abréviation de VHF Omnidirectional Range) est un système de positionnement radioélectrique utilisé en navigation aérienne, depuis 1947 et fonctionnant, comme son nom l'indique, avec les fréquences de la bande VHF.

Un récepteur de navigation VOR (NAV-COM), permet de déterminer le relèvement magnétique d’un aéronef par rapport à une station radioélectrique au sol (balise émetteur VOR), dont la position est connue.

Le relèvement magnétique d’un aéronef par rapport à un VOR s'exprime par le rayon issu du VOR, sur lequel l’aéronef se trouve. Chaque rayon issu de la balise est appelé un RADIAL.

Chaque radial est nommé par l'angle qu'il forme en relation avec le nord magnétique. Cet angle était appelé QDR (appellation qui n'est plus utilisée).

Ainsi, le radial orienté (depuis la balise) :

• Plein EST sera le 090° ;
• Plein SUD sera le 180° ;
  
• Plein OUEST sera le 270° ;
  
• Plein NORD sera le 360° (on ne dit pas le radial 0°).
  

Un VOR n'indique toujours qu'un radial en éloignement. Il ne faut donc pas confondre le radial où se situe l’aéronef avec la route (cap) suivie par l’aéronef.

La route suivie par un aéronef (course), vers la balise et en référence au nord magnétique, s'appelait autrefois le QDM. Le QDM est l'opposé à 180° du QDR, qui est la course venant de la balise.

Depuis plusieurs années déjà, QDR et QDM ne sont plus employés. Les termes « radial en rapprochement » ou « radial en éloignement » sont préférés, afin, principalement, d'éviter les nombreuses confusions dans la réalisation des clairances. Pour plus de précisions, reportez-vous au paragraphe 5.6. du présent document.

Les avantages du VOR :

• Un relèvement magnétique de position par rapport à la balise ;
  
• Une précision angulaire de 1° à 5° ;
  
• Une consommation électrique moindre que celle d'une balise NDB.
  

Les inconvénients du VOR :

• La portée est plus réduite que les stations NDB (le signal ne suit pas la courbure terrestre) ;
  
• Le rayonnement est stoppé par les montagnes et les gros obstacles ;
  
• Sa mise en place au sol est plus complexe et nettement plus coûteuse que celle d'un NDB (cependant, la consommation en énergie étant plus faible, l'amortissement se fera à moyen terme) ;

2. Station au sol 

2.1Type de VOR

Les VOR sont implantés à des points stratégiques, en campagne pour la navigation en croisière et à proximité des aérodromes principaux, pour le guidage sur certaines approches IFR.

On rencontre donc deux types de VOR :

• Le VOR en-route a une puissance moyenne de 200 Watts et transmet sur des fréquences comprises entre 108,00 MHz et 117,95 MHz, avec des canaux espacés de 25kHz. Le rayon d'action est approximativement de 200 nm ;
  
• Le VOR Terminal (appelé aussi T-VOR) des aérodromes émet avec une puissance de 50 Watts environ, sur des fréquences comprises entre 108,00 MHz à 111,85 MHz dont la première décimale est paire, avec des canaux au pas de 25kHz (Ex : 108,00 MHz, 108,25 MHz). Il a une portée plus limitée, de l'ordre de seulement 40 à 50 nm (du fait, déjà, de la puissance plus faible, mais aussi du positionnement, pas forcément optimal, pour une réception à longue distance).
  

2.2 Fonctionnement

Un émetteur VOR transmet une information spécifique pour chaque degré d'azimut de son rayonnement.

Pour ce faire, il émet, simultanément, deux informations distinctes :

• Un premier signal de 30 Hz, omnidirectionnel, qui sert de référence ;
  
• Un second signal de 30 Hz, dit variable, qui est émis par une antenne directionnelle, tournant en permanence sur elle-même.

Imaginez une antenne directionnelle, qui rayonne une simple porteuse en tournant sur elle même.
Un récepteur distant va alors percevoir un signal maximum quand l'antenne pointera exactement vers lui et le signal diminuera, pour atteindre un minimum, quand l’antenne lui tournera le dos.
Si l'antenne tourne à 1800 tours par minute, il y aura 30 variations chaque seconde. C'est ainsi que le simple fait de faire tourner l'antenne, produit une modulation d'amplitude (AM) de 30 Hz, dont les maxima d'amplitude (et donc, la phase) seront toujours fonction de l'orientation de l'antenne. C'est le signal VAR.

Un second signal de 30 Hz, fixe et stable, est émis avec la même force dans toutes les directions par une autre antenne. Il sert de référence et permet de faire une comparaison de phase avec le signal variable. Cette phase est alors l'image directe du gisement de l'aéronef vu par la balise. Elle peut évoluer de 0 ° à 360 °. Les modulations et la rotation du diagramme sont ajustées de sorte que le déphasage soit nul pour un aéronef situé exactement au nord magnétique de la station.

Cependant, il n'est pas possible de moduler directement deux fréquences identiques sur une même porteuse. Le récepteur serait incapable de différencier l'une de l'autre. Pour que ça fonctionne, on va moduler une sous-porteuse de 9960 Hz par cet autre signal de 30 Hz en modulation de fréquence (FM), qui, à son tour, modulera alors la porteuse VHF en modulation d'amplitude (AM). On se retrouve alors avec une porteuse VHF, modulée en amplitude par un premier signal de 30Hz (donc "contenant" ce signal), puis, par un second de 9960 Hz, ce dernier encapsulant le second signal de 30 Hz, en modulation de fréquence.

Ci dessous, exemples de signaux VOR 30Hz démodulés et modulés par le 9960Hz :

Des espaces de bande passante sont ménagés de façon à permettre l'émission de l'identification de la balise en code morse (1200Hz), mais aussi de pouvoir transmettre un message modulé en phonie en cas de nécessités (panne des moyens de radiocommunication d'un ATC, par exemple).

Tous ces signaux « basse-fréquence » modulent une porteuse VHF, qui est la fréquence indiquée sur les cartes aéronautique et syntonisée sur les instruments de navigation.

2.3 VOR conventionnel

A l'origine, la rotation de l'antenne directionnelle s'effectuait uniquement mécaniquement. La maintenance était alors importante. Il y avait des soucis d'usure des roulements et des connexions haute fréquence.

Les versions modernes des VOR n’utilisent plus d'antennes tournantes. Ils utilisent, maintenant, quatre antennes directionnelles, fixes, qui ont chacune des diagrammes d'émission déphasés de 90 °. La rotation est électroniquement simulée en jouant avec le déphasage des antennes.

Ces deux types de balise sont appelés VOR Conventionnel :

Photographie aérienne d'un VOR conventionnel "moderne"

Tout VOR possède au moins une antenne latérale additionnelle de réception, qui sert au monitoring de calibration. En cas d'écart relevé trop important, le système s'arrête (mieux vaut pas de balise qu'une balise transmettant des informations erronées)

2.4 VOR Doppler

Une seconde forme de VOR est le VOR Doppler. Un VOR Doppler possède quarante huit antennes disposées autour d'une antenne centrale, sur un cercle de 6,8 mètres de rayon.

VOR Doppler

De façon très simplifiée, imaginez maintenant un VOR classique mais sans antenne rotative. A la place, un système électronique complexe simule, par modulation d'espace, une petite antenne omnidirectionnelle qui se déplacerait très vite sur un rail virtuel formant un cercle de 13,4 mètres de diamètre, pour effectuer 30 tours par seconde. Selon l'effet Doppler, un récepteur distant va alors voir la fréquence de la porteuse augmenter quand l'antenne vient vers lui et diminuer quand elle s'en éloigne. NB : Aucun système mécanique ne pourrait permettre le déplacement physique d'une antenne sur un cercle, à pareille vitesse.

La Modulation d’espace est le nom donné aux rayonnements complexes des 48 antennes, combinés dans l’espace, en tout point, qui s’ajoutent ou se retranchent pour réaliser le déplacement virtuel des antennes.
Une antenne omnidirectionnelle est une antenne qui rayonne à la même puissance dans toutes les directions sur 360° d’angle.

En fait le système « simule » deux antennes, diamétralement opposées sur le cercle, émettant, l’une avec un offset positif (par rapport à la fréquence centrale de la porteuse) et l'autre avec un offset négatif, une sous porteuse AM de 9960 Hz. C'est cette dernière qui se trouve donc modulée en fréquence (FM) par le déplacement spatial des émissions « mobiles » sur les 48 antennes (+/- 480Hz).

Au final, le 30 Hz de référence est émis de manière omnidirectionnelle en AM et c'est le 30 Hz variable, contenu dans la sous porteuse 9960Hz, qui est alors modulé en FM. Sachant que la FM est moins sujette aux perturbations externes que l'AM, la précision est ainsi améliorée.

Pour le récepteur, il n'y a que très peu de différence entre le spectre d'un VOR Conventionnel et celui d'un VOR Doppler. Seules des bandes latérales plus étendues que celle d'un VOR Conventionnel y sont présentes, mais elles sont purement et simplement éliminées par les filtres passe bande du récepteur. A l'usage du pilote, il n'y a aucune différence d'exploitation entre un VOR Conventionnel et un VOR Doppler.

Les avantages en précision du VOR Doppler sont indéniables, mais il demande plus d'espace au sol et est nettement plus coûteux à implanter.

Quand un observateur placé sur le bord d'une route et entend un camion de pompier arriver vers lui, il entend une certaine hauteur de son (Tonalité). Cette dernière augmente (plus aiguë) quand le camion se rapproche et baisse lorsqu’il s'éloigne (plus grave) : c’est l’effet Doppler.

Ce changement de hauteur des sons est dû au fait que la vitesse de déplacement du camion s'ajoute ou se retranche à la fréquence du son émis. Ce phénomène vaut pour tous les spectres d'ondes, qu'ils soient sonores, radioélectriques ou lumineux.

2.5 TACAN et VORTAC

Le TACAN est une variante militaire du VOR. Leurs principes de base et leurs fonctionnements respectifs sont assez identiques. Les différences résident dans les fréquences utilisées pour un TACAN, qui se situent dans la bande UHF (Ultra High Frequency) et dans le fait qu'il inclut, d'office, la fonction de calcul de la distance.

Un TACAN, seul, ne peut donc être exploité totalement (fonction d'indication du radial) que par un récepteur TACAN (récepteurs militaires UHF). Mais la fonction d'indication de la distance est commune avec les DME.

Ainsi, un avion civil peut toujours exploiter la fonction DME d'un TACAN seul et de plus, il doit considérer tous les VORTAC (VOR + TACAN) exactement comme des VOR/DME (indication du radial et de la distance)

2.6 Distance de réception ou portée radioélectrique

Les fréquences VHF ont une portée plus réduite que les ondes moyennes utilisées pour les NDB. Elles sont stoppées ou déviées par les gros obstacles (montagnes).

Leur rayonnement se propage en ligne droite et d'une façon simple, on peut dire que la portée de ces émetteurs est à peu près équivalente à la portée visuelle.

La formule ci dessous permet de la calculer plus précisément :

Nous pouvons voir facilement que plus la hauteur au dessus du sol de l’aéronef est grande, plus la distance de réception du VOR sera étendue.

Les fréquences UHF ont les mêmes propriétés que les VHF et sont même plus facilement stoppées par les gros obstacles. Cependant, leur longueur d'onde, plus courte, permet une meilleure précision angulaire.

2.7 Passage à la verticale du VOR

A la verticale d'un VOR, le signal VAR n'a plus aucun effet directionnel. Le récepteur VOR devient alors incapable de différencier un radial d'un autre. Le drapeau OFF apparaît sur l'afficheur et l’information du radial se met en butée droite ou gauche pour éviter toute erreur, jusqu'à ce que l'aéronef ait dépassé cette zone critique.

Cette dernière est appelée cône de silence (Le silence est une expression imagée pour signifier que le récepteur ne peut pas déterminer une valeur de radial, exactement comme si le VOR ne transmettait pas). C’est un cône renversé dont le sommet est la balise VOR et le diamètre de la zone est en fonction de l’altitude de l’appareil. Le diamètre de la zone de silence traversée par l’aéronef est déterminable par la formule simplifiée suivante :

Exemple :

• à 20000ft, cette zone de silence aura un diamètre D = 20/2 = 10 NM ;
  
• à 4000ft (durant une approche), la zone de silence aura un diamètre D = 4/2 = 2NM.

3. Fonctionnement de la détection

Comme précédemment expliqué, un VOR émet, simultanément, deux informations distinctes :

• Un premier signal de 30 Hz, omnidirectionnel, fixe, qui sert de référence ;
  
• Un second signal de 30 Hz, directionnel et dit variable,.
  

Nous avons également vu que, pour que cela fonctionne, on module l'un des signaux directement en AM sur la porteuse et le second, en modulation de fréquence (FM) sur une « sous porteuse » AM de 9960 Hz.

Ci-dessous, est donné le synoptique d'un récepteur VOR (ou récepteur de NAV)

Synoptique d'un récepteur NAV-VOR

• Tout d’abord, les ondes électromagnétiques VHF sont reçues par l’antenne ;
  
• Le signal de la balise désirée est syntonisé, amplifié et filtré dans les premiers étages du récepteur ;
  
• Le détecteur AM (Modulation d’Amplitude) réalise ensuite une démodulation AM de la porteuse afin de récupérer les deux signaux la modulant en amplitude, soit le premier des deux 30 Hz et la « sous porteuse » de 9960 Hz (qui, elle, transporte le second signal 30 Hz, la modulant alors en FM) ;
  
• La branche du bas est la récupération, par un filtre passe-bas dédié, du premier signal 30Hz AM ;
  
• La branche du haut est le filtrage passe-bande du signal 9960Hz, puis, la démodulation en fréquence du second signal 30 Hz FM ;
  
• La fonction comparateur est là pour calculer le déphasage entre les deux signaux 30 Hz et ainsi pouvoir interpréter l’angle du radial sur lequel se situe l’avion ;
  
• L’information est ensuite filtrée, pour éliminer les bruits parasites et envoyé vers l’afficheur.

Théorie du fonctionnement de l'ILS

1. Introduction

L’ILS (Instrument Landing System) est un système automatique d’aide à l’atterrissage, utilisé dans l'aviation civile. Il permet une approche de précision compatibles avec des conditions météorologiques dégradées, en offrant un guidage dans les plans vertical et horizontal jusqu’au seuil.

L’ILS comprend :

• Un système de guidage horizontal appelé LOCALIZER ;
  
• Un système de guidage vertical appelé GLIDE SLOPE ;
  
• Un système d’identification par code morse attaché au glide.
  

Le localizer fournit les informations de guidage dans le plan horizontal. Ce dernier émet, grâce à un réseau d’antennes directrices situées dans le prolongement de la piste, un faisceau radioélectrique permettant de fournir au pilote une indication d’écart horizontal par rapport à l’axe de piste.

Le glide slope ou appelé simplement glide fournit au pilote une information d'écart par rapport au plan de descente. Il émet des faisceaux radioélectriques dans le prolongement de l’axe de piste permettant de fournir au pilote une indication d’écart vertical par rapport à la pente de descente nominale.

Le système d’identification par indicatif en code morse en est un moyen de s'assurer du bon fonctionnement de l'ILS (sauf dans certains cas de panne et lors de sa maintenance).

Un équipement de contrôle et surveillance est présent sur les installations. Il sert à contrôler les émissions en permanence et permet d’avertir en cas de panne.

Un balisage spécifique pour les ILS catégories III, permet d’assurer le maximum de précision aux signaux envoyés et éviter que un aéronef ne s’approche trop prêt des antennes qui pourrait déformer le rayonnement radio électrique des antennes.

La plupart des ILS en France sont couplés avec un DME qui permet de connaître la distance à parcourir pour atteindre le seuil de piste (elle représente la 3e composante de guidage pour une approche de précision).

2. Station au sol

2.1 Type de localizer

Le localizer émet dans la bande VHF. La fréquence étant fixe et prise entre 108,10 MHz et 111,95 MHz avec la première décimale impaire (Ex: 108,10 – 108,15 – 108,30 – 108,35 etc...). 

Il existe plusieurs système de localiser ayant de 13 à 41 antennes de type « log périodique » directrices ou « type quad » mise en réseau.

Il y a deux types de localizer :

• Single Antenna ;
  
• Capture Effect.
  

Les antennes des anciens localizer rayonnaient de l’énergie vers l’arrière (lobes de rayonnement secondaires), ce qui créait un faisceau semblable à celui émis vers l’avant. Ce rayonnement parasite pouvait être utilisé pour :

• Le guidage lors des départs ;
  
• Les approches de non-précision appelées approches localizer « back course ».
  

Exemple d'utilisation d'un LOC en back-course pour une remise de gaz à Aspen (KASE)

Sur les nouveaux systèmes LOC, une émission localizer en back-course est possible grâce à des antennes spécifiques permettant de reconstituer le faisceau arrière.

Le faisceau arrière est différent du faisceau avant :

• Son gain n’est pas aussi élevé que celui du faisceau avant ;
  
• Sa précision est plus faible ;
  
• Aucun glide-slope disponible.
  

Les approches localizer back course sont considérées comme des approches de non précision au même titre que les approches VOR.

Les approches back courses ne sont disponibles que si ce type d’approche est publié sur les aéroports.
Les approches back course sont interdites en France

2.2 Type de glise slope

Le glide (slope) utilise des fréquences UHF comprises entre 328.65 et 335.40 MHz. Ces dernières sont appariées aux fréquences des localizer et sont automatiquement définie en interne dans l’aéronef, de façon transparente. Le pilote n’a qu’à rentrer la fréquence du localizer pour avoir la fréquence glide active.
Le glide est composé de deux ou trois antennes polarisées horizontalement, disposées verticalement sur un pylône situé sur l'un des côtés au travers de la zone de toucher des roues.

La réflexion du sol est nécessaire afin de constituer le diagramme de rayonnement du Glide.

Il existe cinq systèmes homologués qui sont :

• Null-reference ;
  
• Sideband-reference ;
  
• Capture-effect ;
  
• Endfire ;
  
• Waveguide.
  

Les trois premiers sont appelés des systèmes à effet d'image (image glide slope system). Ils utilisent la réflexion du sol pour générer leur diagramme de rayonnement dans l'espace. La stabilité de leur diagramme dépend beaucoup des conditions météorologiques (exemple : un terrain enneigé ou abondamment mouillé, va modifier le diagramme de rayonnement).

Les deux derniers sont référencés comme systèmes sans image (non image glide slope system) car ils n'utilisent pas le sol pour réaliser le diagramme de rayonnement. Ils sont employés lorsque les conditions du terrain sont telles qu'un système image est inutilisable. Leurs antennes sont radicalement différentes et ne dépassent pas 1,5 mètre de hauteur.

Si le terrain environnant l'aérodrome est trop dénivelé, on utilisera des variantes permettant de compenser ce défaut.

Par exemple, il sera préféré:

• Un système « sideband- reference », si le terrain descend en bout de piste ;
  
• Ce sera plutôt un système « capture-effect », si le terrain remonte en bout de piste.

2.3 Précision de l'ILS

Les chapitres précédents ont mis en lumière les difficultés imposées par le terrain et l'existence de réponses techniques variées.

L'OACI a donc décidé de classifier ces systèmes ILS en trois catégories distinctes, ceci en fonction des infrastructures aéroportuaires et de leurs capacités techniques :

		INSTALLATION SOL
		Écart max toléré sur la trajectoire	Écart max toléré sur les modulations	Durée maximale d'absence d'émission
LOCALIZER	CAT I	0,031 DDM à OM 0,015 DDM à MM 0,015 DDM après	± 2,5 %	10 s
	CAT II	0,031 DDM à OM 0,005 DDM à MM 0,005 DDM après	± 1,5 %	5 s
	CAT III	0,031 DDM à OM 0,005 DDM à MM 0,005 DDM après 0,005 à 0,001 DDM après	± 1,0 %	2 s
GLIDE	CAT I	0,075 θ	± 2,5 %	6 s
	CAT II	0,075 θ	± 1,5 %	2 s
	CAT III	0,040 θ	± 1,0 %	2 s

Catégories d'ILS selon l'OACI avec indication des écarts de guidage et des tolérances techniques

Ces trois catégories d'ILS permettent des opérations d'approche de précision.

Ces approches de précision sont classifiées en trois catégories différentes : CAT I, CAT II et CAT III qui tiennent compte :

• Des équipements additionnels autres que radio-électriques (marquage, éclairage…) ;
  
• Des capacités techniques de l'aéronef ;
  
• De la qualification des équipages ;
  
• Des minimums spécifiques à chaque plateforme.

Catégorie ILS	DH	RVR
CAT I	200ft ≤ DH	RVR ≥ 550m
CAT II	100ft ≤ DH < 200ft	RVR ≥ 300m (aéronef CAT A,  B et C) RVR ≥ 330m (aéronef CAT D, E)
CAT IIIa	50ft ≤ DH < 100ft	RVR ≥ 200m
CAT IIIb	DH < 50ft	75m ≤ RVR < 200m
CAT IIIc	Pas de minimum	RVR < 75m

Une approche CAT III ne pourra être menée que sur un ILS de CAT 3

Une approche CAT I pourra être menée sur un ILS de CAT 1 à CAT 3

La CAT III est subdivisée en trois sous-catégories : CAT IIIa, CAT IIIb et CAT IIIc.

L'aéronef et l'équipage doivent être certifiés pour la catégorie d'opération envisagée.

En France, toutes les installations radio-électriques sont de CAT 3. Mais toutes les plateformes ne sont pas certifiées pour des opérations de CAT III.

La RVR (Runway Visual Range) ou portée visuelle de piste est une mesure de la visibilité, effectuée par des transmissomètres disposés le long de la piste. Ces derniers mesurent la distance maximum jusqu’à laquelle un pilote, placé sur l’axe de la piste, peut voir les marques ou les feux qui délimitent la piste, ou qui balisent son axe.

La DH (Decision Height) ou hauteur de décision est la hauteur au-dessus du sol à laquelle la référence visuelle est indispensable pour la poursuite de l'approche.

2.4 Fonctionnement du 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 coté 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.

Les fréquences et les amplitudes des deux porteuses sont identiques et chacune est modulée à 40 % par son signal défini. Le spectre rayonné par chaque antenne présente donc un pic central qui est la porteuse et deux petites bandes latérales correspondant aux enveloppes des deux modulations.

En réalité l’émission est réalisée par un réseau d’antennes qui génère une modulation d’espace. Chaque antenne émet une partie du 90Hz et du 150Hz afin de générer un faisceau de guidage latéral dans l’espace. Le récepteur reçoit ainsi de l’énergie des deux antennes et le champ électromagnétique combiné par l’aéronef possède les deux amplitudes de modulation du 150Hz et du 90Hz.

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

Nous avons DDM = TM₉₀ - TM₁₅₀

La portée de du faisceau du localizer est d'environ 25NM 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 jusqu’à 7° en site (par rapport à l’horizontale).

2.5 Fonctionnement du glide slope

Le glideslope 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 (nous ne détailleront pas les principes identiques).

Il émet des faisceaux radioélectriques dans le prolongement de l’axe de piste qui assurent une couverture en azimut de 8° de part et d’autre de l’axe ainsi qu'une couverture en site comprise entre 0,45 x θ et 1,75 x θ de (θ étant l’angle de la pente nominale de descente et varie entre 2 et 6°).

• 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.

• L’antenne haute est située à 8,5 m du sol et rayonne uniquement les bandes latérales des deux modulations 90 et 150 Hz. On utilise une modulation d’amplitude avec porteuse supprimée

2.6 Zone de couverture

En pratique, les antennes sont moyennement directives, mais précisément espacées les unes des autres et couplées en réseau afin de créer un diagramme de rayonnement commun, suffisamment étroit.

Cependant, même émis avec un diagramme étroit dans l'axe, les signaux du localizer présentés précédemment ne garantissent pas une sécurité suffisante.

En effet, il est toujours possible de voir un aéronef se diriger vers le seuil de la piste en suivant une direction différente de celle de son axe. Ceci est du à la présence des lobes secondaires sur les diagrammes de rayonnement des antennes directives (phénomène physique inévitable).
Ces lobes se situent de part et d’autre de l’axe de piste et sortent largement de l’enveloppe -20° - +20° souhaitée. Un pilote pourrait donc suivre un faisceau secondaire qui, en apparence, semble tout à fait normal. 

Pour remédier à ce problème avec l’aide d’un ensemble d’antennes directionnelles, une zone de couverture a été mise en place.
Cette zone couvre les faisceaux incorrects (faisceaux latéraux et arrière) par l’émission d’un signal dont la fréquence est décalée (si ces signaux étaient à une fréquence identique, ils s’ajouteraient et accentueraient le phénomène). Cette émission supplémentaire ne fournit pas d'indication de guidage, mais uniquement une information du type « tout à gauche » ou « tout à droite ».

Le signal principal du localizer s’appelle le signal directionnel et le signal secondaire est le signal de couverture.

L’émetteur de guidage utilise une fréquence inférieure de 4,75 kHz à la fréquence nominale du canal (fréquence centrale) et l’émetteur de couverture une fréquence de 4,75 kHz encore en dessous.

3. Représentation sur les cartes

Les ILS sont graphiquement représentés par un symbole spécifique sur les cartes Jeppesen :

Cependant sur les cartes d’approche du SIA, les ILS ne sont pas représentés avec un signe particulier. Seul le cartouche de l’approche fait foi en donnant la fréquence, l’identification morse.

L’approche ILS est représenté par la trajectoire rectiligne de l’aéronef.

4. Fonctionnement de la détection

4.1 Principe du récepteur

Le principe pour la réception est extrêmement simple. Il s'agit de comparer les amplitudes de deux signaux de fréquences différentes. Pour cela, après détection, les signaux sont appliqués à des filtres passe bande de 90 Hz et 150 Hz qui vont en effectuer la séparation. Une fois redressées les tensions résultantes sont envoyées à l'afficheur.

Le pilote n’a plus qu’à regarder la position des aiguilles sur l’instrument pour voir sa position par rapport à l’axe d’approche idéal représenté par le centre de l’instrument (voir instrument ci-dessus).

4.2 Localisation avec le localiser

4.2.1 Sur l'axe de piste

Le récepteur reçoit autant d'énergie des deux antennes à cause de la symétrie. L’amplitude de modulation du 150Hz est égale à l’amplitude du 90Hz.

Nous avons DDM = TM₉₀ - TM₁₅₀ = 0 µA

4.2.2 Sur la gauche de la piste

L’énergie reçue du rayonnement du 150Hz est plus grande que celle reçue du rayonnement du 90Hz.
L’amplitude de modulation du 150 Hz est supérieure à l’amplitude de modulation du 90 Hz.
La DDM n'étant pas nulle, une indication de déviation vers la gauche est alors transmise à l'afficheur.

Nous avons DDM = TM₉₀ - TM₁₅₀ < 0 µA

4.2.3 Sur la droite de la piste

L’énergie reçue du rayonnement du 150Hz est plus petite que celle reçue du rayonnement du 90Hz.
L’amplitude de modulation du 150 Hz est inférieure à l’amplitude de modulation du 90 Hz.
La DDM n'étant pas nulle, une indication de déviation vers la droite est alors transmise à l'afficheur.

Nous avons DDM = TM₉₀ - TM₁₅₀ > 0 µA

4.3 Localisation avec le glide slope

La même réflexion est à apporter pour le plan de descente. Nous ne rappellerons pas les calculs qui suivent le même principe. Nous ne présenterons que les images.

4.3.1 Sur l'axe de descente

4.3.2 En dessous de l'axe de descente

4.3.3 Au dessus de l'axe de descente