NM7000B型儀表著陸系統(tǒng)航向信標(biāo)室外天線故障分析

董思文

[摘要]本文簡要介紹了NM7000B型儀表著陸系統(tǒng)航向信標(biāo)天線系統(tǒng)的工作原理，通過一次雷擊故障實(shí)例，對天線排故的過程進(jìn)行了分析，列舉出了多種檢查方法，并總結(jié)了一套針對性的天線檢修的方法。

[關(guān)鍵詞]NM7000B ILS；室外天線

引言

儀表著陸系統(tǒng)簡稱ILS（Instrument Landing System），又稱為盲降系統(tǒng)，是國際民航組織現(xiàn)用的標(biāo)準(zhǔn)著陸系統(tǒng)。目前全國大部分民用機(jī)場都配備了這套系統(tǒng)來引導(dǎo)飛機(jī)落地。這套系統(tǒng)包括了三類信標(biāo)：引導(dǎo)飛機(jī)對準(zhǔn)跑道的航向信標(biāo)、引導(dǎo)飛機(jī)下降的下滑信標(biāo)和提供飛機(jī)決斷點(diǎn)的指點(diǎn)信標(biāo)。其中航向信標(biāo)提供覆蓋跑道及其延長線的水平方向上的引導(dǎo)信號，這個(gè)引導(dǎo)信號由十對室外天線對外輻射，一旦天線部分出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致整個(gè)儀表著陸系統(tǒng)無法使用。在航班延誤問題嚴(yán)峻的今天，如何快速找出并排除故障，正是本文要討論的議題。

1.航向信標(biāo)天線系統(tǒng)原理

深圳機(jī)場安裝的是挪威Normarc公司生產(chǎn)的NM7000B型儀表著陸系統(tǒng)，于2011年投入使用，其中航向信標(biāo)由ILS機(jī)柜、天線分配網(wǎng)絡(luò)（ADU）、監(jiān)控合成網(wǎng)絡(luò)（MCU）、航向天線陣、近場監(jiān)控天線（NF）、遙控單元（RMS）、電源和遠(yuǎn)端維護(hù)系統(tǒng)組成。由ILS機(jī)柜輸出CSB和SBO信號至ADU，ADU以一定的幅度和相位將信號分配至每一根天線，天線陣輻射的信號在空中形成需要的場型，供飛機(jī)使用。

2.典型案例分析

2.1.故障現(xiàn)象及初步分析 深圳機(jī)場在經(jīng)歷一次強(qiáng)雷雨過程中，該航向信標(biāo)監(jiān)控器出現(xiàn)DS DDM、NF DDM、CLR DDM和CLR RF參數(shù)告警，導(dǎo)致該設(shè)備雙發(fā)射機(jī)關(guān)閉。由于是雙發(fā)射機(jī)雙監(jiān)控器告警，所以兩部監(jiān)控器或兩部發(fā)射機(jī)同時(shí)故障可能性很小，同時(shí)近場監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)告警，初步判斷是公共部分故障，即天線分配網(wǎng)絡(luò)、天線陣以及傳輸電纜。接下來需要一一排查。

2.2.故障分析及排查 2.2.1.初步檢查 由于故障時(shí)正值雷雨天氣，我們先進(jìn)行了室內(nèi)檢查。（一）檢查機(jī)房至天線陣電纜。第一步，分別斷開ILS機(jī)柜內(nèi)的輸入輸出電纜，在ADU與MCU內(nèi)用萬用表測試電纜電阻，電阻值均為無窮大；第二步，將機(jī)柜端輸入輸出電纜短路，同樣方法測得電阻值均為0。這說明機(jī)房至天線陣的發(fā)射和監(jiān)控電纜均正常。（二）檢查機(jī)房至ADU發(fā)射電纜。分別斷開機(jī)房ILS機(jī)柜內(nèi)的輸入輸出電纜，將網(wǎng)絡(luò)分析儀輸出端port1分別與ADU內(nèi)COU CSB、COU SBO、CLR CSB、CLR SBO發(fā)射電纜連接（不含天線振子）。將測得的衰減值與歷史記錄比較，結(jié)果一致，說明機(jī)房至ADU的電纜正常。（三）檢查監(jiān)控信號。開啟設(shè)備，至MANUAL位，在ILS機(jī)柜內(nèi)，將PIR輸入端與ILS機(jī)柜監(jiān)控電纜的輸出端連接。測得兩部機(jī)DS、CLR、CL、NF四個(gè)通道的DDM、SDM、RF值均正常，說明監(jiān)控器正常。（四）發(fā)射功率檢查。將設(shè)備開啟，至MANUAL位，在ILS機(jī)柜內(nèi)，將功率計(jì)輸入端與發(fā)射電纜的輸出端連接。結(jié)果如下：

與標(biāo)稱值比較，正向功率均正常，而CLR SBO反向功率偏大，說明發(fā)射機(jī)本身正常，信號發(fā)射受阻。

2.2.2.天線系統(tǒng)相位及耦合特性檢查 （一）檢查發(fā)射電纜、天線振子及相應(yīng)的監(jiān)控電纜。將網(wǎng)絡(luò)分析儀輸出端port1分別與ADU內(nèi)的發(fā)射電纜連接，輸入端port2與相應(yīng)的監(jiān)控電纜連接。逐一測量并記錄每一個(gè)發(fā)射電纜、天線振子及相應(yīng)監(jiān)控電纜回路的衰減和相位。結(jié)果如下：

表二 天線陣子的衰減和相位

明顯可以看出第11號、13號、20號天線的衰減過大，且相位有偏差，所以其相應(yīng)的發(fā)射監(jiān)控回路存在問題。

2.2.3.天線分配網(wǎng)絡(luò)檢查 （一）檢查余隙分配信號通路。；只開啟設(shè)備CLR發(fā)射機(jī)并將CLR功率調(diào)到1W，在天線分配網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，將PIR輸入端與ADU的輸出端連接。逐一測量并記錄發(fā)射信號經(jīng)過天線分配單元后輸出的CLR信號。結(jié)果并無異常，說明ADU余隙信號分配正常。用相同的方法，檢查航道信號分配，結(jié)果也無異常，說明信號分配單元ADU是正常的。根據(jù)上述檢查結(jié)果，排除了發(fā)射機(jī)、監(jiān)控器故障，排除了公共傳輸電纜故障，排除了天線分配網(wǎng)絡(luò)故障，鎖定故障點(diǎn)是A11、A13、A20三根天線陣子。于是打開這三根天線陣子，發(fā)現(xiàn)其中板件FB1526A上的一個(gè)電容有燒焦的痕跡，更換了新的板件，設(shè)備恢復(fù)正常。

方法總結(jié)：對于NM7000B設(shè)備故障，首先要根據(jù)故障現(xiàn)象，初步分析故障原因，確定大致方向，判斷是單機(jī)故障還是公共部分故障。首先通過測量發(fā)射機(jī)功率確認(rèn)發(fā)射機(jī)是否完好，檢測監(jiān)控信號確認(rèn)監(jiān)控器是否完好。下一步用網(wǎng)絡(luò)分析儀檢查公共傳輸電纜是否完好，在確認(rèn)傳輸電纜完好后，再去檢查每一根天線的發(fā)射監(jiān)控回路，查看是否是單根天線的問題。若非單根天線，可以再檢查ADU的功能，最后確定故障點(diǎn)。

結(jié)語

只要記錄好設(shè)備正常時(shí)的檢測數(shù)據(jù)，在設(shè)備故障時(shí)逐一檢查比對，就能很快找出故障點(diǎn)，迅速修復(fù)故障。