淺析避雷引線對航向信標(biāo)的影響

段航宇

摘要：文章主要介紹西安咸陽國際機(jī)場由于大風(fēng)導(dǎo)致避雷引線劇烈晃動導(dǎo)致NM7000B型航向信標(biāo)設(shè)備關(guān)機(jī)故障。本文對此故障現(xiàn)象進(jìn)行理論分析，并在此基礎(chǔ)上給出了幾點(diǎn)建議措施。

關(guān)鍵詞：避雷引線；對數(shù)周期天線；航向天線陣

中圖分類號：V351.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）11-0213-02

1 NM7000B設(shè)備故障現(xiàn)象描述及處置

NM7000B自帶的RMM遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)顯示：航向信標(biāo)LOC因余隙射頻電平（CLR RF）監(jiān)控器參數(shù)告警導(dǎo)致設(shè)備關(guān)機(jī)。具體的監(jiān)控器告警參數(shù)由RMM窗口截圖得出，如圖1所示。

值班人員迅速到航向臺檢查，在本地模式下開啟設(shè)備，發(fā)現(xiàn)設(shè)備余隙射頻電平（CLR RF）、寬度射頻電平（DS RF）和航道射頻電平（CL RF）參數(shù)有些漂移，但是均在門限值范圍內(nèi)。同時，值班人員發(fā)現(xiàn)機(jī)房外和天線處風(fēng)非常大，通過氣象中心了解到，設(shè)備告警導(dǎo)致關(guān)機(jī)時刻的瞬時風(fēng)速到到18m/s。值班人員緊固發(fā)射和耦合電纜頭，并且同時風(fēng)速已變小，設(shè)備參數(shù)恢復(fù)正常。連續(xù)觀察1小時50分鐘，設(shè)備正常。

設(shè)備故障排查過程：開啟航向設(shè)備，設(shè)1號發(fā)射機(jī)（TX1）為主機(jī)。本地/遙控（LOCAL/REMOTE）開關(guān)放置在LOCAL位，人工/自動開關(guān)（MANUAL/AUTO）放置在MANUAL位。INDRA生產(chǎn)的7220A天線陣子在最大風(fēng)速不超過200km/h的時候，設(shè)備都能保持工作，所以回想當(dāng)天的極端天氣和現(xiàn)場場地環(huán)境，初步懷疑是避雷線引起的設(shè)備故障。模擬當(dāng)天設(shè)備工作環(huán)境，內(nèi)場組工作人員開始劇烈晃動避雷引線，設(shè)備監(jiān)控器參數(shù)告警情況與設(shè)備關(guān)機(jī)時情況基本相同，故障復(fù)現(xiàn)。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)RMM監(jiān)控器參數(shù)告警如圖2所示。

內(nèi)場工作人員在晃動避雷線的同時，使用便攜式ILS測量儀進(jìn)行外場測試，得出調(diào)制度差DDM值與射頻電平RF值保持不變，外場發(fā)射機(jī)信號輻射正常；測試MCU耦合信號發(fā)現(xiàn)信號不穩(wěn)，監(jiān)控耦合單元的數(shù)據(jù)如表1所示。

2 設(shè)備故障理論分析

2.1 對數(shù)周期天線陣

在實(shí)際工作中，我們希望天線能夠有很寬的波段，并且有很好方向性。比如，對稱振子天線，是駐波天線，輸入阻抗隨著頻率變化大，帶寬受到較嚴(yán)格的限制；而行波天線比如菱形天線，阻抗雖然隨頻率變化不大，但是方向性變化大，同樣受限制。這樣，人們設(shè)計(jì)了對數(shù)周期天線，它的方向性和阻抗可以在十比一甚至更寬的波段內(nèi)基本保持不變，也就是說，它是一種非頻變的或者超寬頻帶的天線。

2.3 對數(shù)周期天線的性能

對數(shù)周期天線的方向系數(shù)或者增益不大，大約在5到12分貝之間，原因是工作時多數(shù)振子對輻射沒有多大的作用。

天線的輸入阻抗主要取決與集合線的特性阻抗，輻射區(qū)前面的振子呈現(xiàn)大容抗，相當(dāng)于在集合線上附加電容，降低了集合線的特性阻抗；而輻射區(qū)近似于去吸收負(fù)載；而在輻射區(qū)以后的振子得到的能量非常小，末端的反射也就弱。所以，在集合線上基本是行波電流，阻抗穩(wěn)定。

2.4 理論分析

05L#ILS LOC和23R#ILS LOC的頻率為109.9MHz和110.3MHz，四分之一的波長約為68cm。INDRA與THALES生產(chǎn)的對數(shù)周期天線中，第二段振子的長度為68cm，也就是說這里是主要輻射區(qū)，第三、第四段振子是對數(shù)周期天線的反射區(qū)，后面的陣子不起輻射的作用。如圖3與圖4所示，由于ILS LOC的避雷引線是在第五與第六振子之間，所以避雷線劇烈晃動時，ILS LOC設(shè)備不影響輻射信號，只影響監(jiān)控信號。

3 結(jié)論與建議措施

在大風(fēng)天氣情況下，避雷引線劇烈晃動導(dǎo)致的航向信標(biāo)關(guān)臺較為罕見。為了避免此類故障再次發(fā)生，在設(shè)備維護(hù)工作中筆者給予以下建議措施：

（1）建議航向天線陣上方的避雷線與天線陣子之間的間距最低不能小于10cm；

（2）避雷線的支撐桿建議對稱安裝，建議不小于4個；

（3）避雷桿的材質(zhì)建議采取玻璃鋼材質(zhì)；

（4）避雷線與避雷桿的連接處需要防止避雷線因晃動而掉下來；

（5）建議避雷相關(guān)配件的材質(zhì)一定要防銹，方便日后以后維護(hù)。

通過案例的分析，不難看出，對ILS設(shè)備的維護(hù)已不僅局限于硬件與軟件故障的排除，而且還延伸到場地環(huán)境等其它問題的解決。希望此故障對大家的維護(hù)和維修工作提供一些幫助和參考，有不妥之處希望得到同行的指正。

參考文獻(xiàn)

[1]NORMARC 7000B Training Manual[Z].INDRA，NORWAY，2011.

[2]THALES ILS-410 Technical manuals[Z].THALES，Milano，2000.

[3]李炳軍.NM7000儀表著陸系統(tǒng)培訓(xùn)資料，天津民航學(xué)院，2012.

Abstract：This paper mainly introduces the failure of NM7000B localizer beacon equipment shutdown fault due to lightning lead wire Violent shaking caused by strong winds at Xi'an Xianyang International Airport. In this paper， the theoretical analysis of the phenomenon of failure， and on this basis， gives some suggestions.

Key Words：lightning lead wire；log periodic antenna；localizer antenna arrayendprint