NM7000B航向設(shè)備DC-LOOP告警故障

徐津京

（中國(guó)民用航空華北地區(qū)空中交通管理局 北京市 100621）

NORMARC 7000B 系列儀表著陸系統(tǒng)是挪威NORMARC 公司生產(chǎn)的第四代ILS 信標(biāo)，其性能指標(biāo)符合國(guó)際民航組織附件10 的各項(xiàng)指標(biāo)要求。該系統(tǒng)采用先進(jìn)的電子元器件及微處理器，使得整套系統(tǒng)集成化程度高，并具有計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制維護(hù)和監(jiān)控的優(yōu)點(diǎn)。儀表著陸系統(tǒng)（ILS）是向正在著陸的飛機(jī)提供水平、垂直及距離引導(dǎo)信息，使飛機(jī)能夠安全可靠地降落在跑道上。目前在華北地區(qū)儀表著陸系統(tǒng)主流設(shè)備為NORMARC7000B。由于設(shè)備是24 小時(shí)不間斷發(fā)射信號(hào)，若出現(xiàn)設(shè)備告警情況，會(huì)直接影響到飛機(jī)在進(jìn)近或著陸過程中獲取的ILS 信號(hào)，從而影響飛機(jī)的飛行安全。因此做好設(shè)備的維護(hù)工作是保障空管設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。

1 原理介紹

1.1 航向信標(biāo)

航向信標(biāo)是儀表著陸系統(tǒng)的重要組成部分，其主要作用是給進(jìn)近和著陸的飛機(jī)提供對(duì)準(zhǔn)跑道中心線的信息。航向信標(biāo)輻射由150Hz 和90Hz 調(diào)制的兩個(gè)調(diào)幅信號(hào)組成的和信號(hào)（CSB 信號(hào)）和差信號(hào)（SBO 信號(hào)），機(jī)載接收機(jī)通過比較150Hz 和90Hz 這兩個(gè)信號(hào)的幅度大小，指示飛機(jī)“飛左”和“飛右”。由此可見，航向信標(biāo)的重要性。航向信標(biāo)（LOC）系統(tǒng)由LOC 機(jī)柜（發(fā)射機(jī)、監(jiān)控器）、天線分配網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)視合成網(wǎng)絡(luò)、航向天線系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程維護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)（RMS）及電源組成。其中天線分配網(wǎng)絡(luò)（ADU）、監(jiān)控合成網(wǎng)絡(luò)（MDU）是航向天線系統(tǒng)的重要組成部分。從發(fā)射機(jī)輸出的CSB 和SBO 信號(hào)，由天線分配網(wǎng)絡(luò)按照要獲得的CSB 和SBO 的場(chǎng)型，按照一定的幅度和相位，把射頻能量分配給天線陣中的每一個(gè)單元，由天線陣輻射到空間，從而得到所需的空間輻射場(chǎng)型，另外，一直流檢測(cè)信號(hào)通過DC—LOOP 檢測(cè)環(huán)也送到每一個(gè)天線以檢測(cè)天線的完好性。天線分配網(wǎng)絡(luò)主要包括微帶電路板、可變移相器、電纜等。[1]監(jiān)控合成網(wǎng)絡(luò)是通過對(duì)天線振子的信號(hào)進(jìn)行采樣，并將信號(hào)在監(jiān)視合成網(wǎng)絡(luò)中混合，模擬遠(yuǎn)場(chǎng)航道和航道扇區(qū)。通過合成處理后，模擬生成飛機(jī)處于遠(yuǎn)場(chǎng)時(shí)得到航道信號(hào)（CL）、航道扇區(qū)的寬度（DS）、余隙(CLR),再送回監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控合成網(wǎng)絡(luò)由微型帶狀電路板、航道線調(diào)整相移器、航道扇區(qū)調(diào)整相移器和連接電纜組成。

1.2 DC-LOOP

面對(duì)如此復(fù)雜、繁瑣的天線分配電路，我們又是如何監(jiān)控電路是否完好呢？在我們的遠(yuǎn)程維護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)中可調(diào)取監(jiān)控器維護(hù)參數(shù)，值班員可根據(jù)各項(xiàng)參數(shù)的變化，實(shí)時(shí)關(guān)注設(shè)備運(yùn)行的動(dòng)態(tài)。我們常說的DC-LOOP 即電纜與天線故障監(jiān)視電路，在儀表著陸系統(tǒng)設(shè)備中，它是檢測(cè)航向天線及天線電纜是否正常的重要電路。當(dāng)一條或多條天線電纜以及監(jiān)控電纜斷連時(shí)，導(dǎo)致發(fā)射機(jī)轉(zhuǎn)換或關(guān)閉，DC-LOOP 就會(huì)產(chǎn)生告警信息，從而影響到飛機(jī)的運(yùn)行安全。[2]

一般航向天線陣是由十幾或二十幾個(gè)天線振子組成，每一個(gè)振子內(nèi)部都有復(fù)雜的電路，為了保證匹配和相位中心在規(guī)定內(nèi)，低通濾波型匹配電路集成于位于天線前面的印刷電路板（FB），RF 變壓器和電阻網(wǎng)絡(luò)集成于位于天線背面的印刷電路板MO。根據(jù)天線數(shù)量和信號(hào)的不同，每條DC-LOOP 通路連接一定的數(shù)量天線。以某機(jī)場(chǎng)20 單元的航向天線陣為例，圖1 是DC-LOOP 的原理圖，圖1 中用箭頭指出的H 點(diǎn)是當(dāng)有天線電纜、天線或監(jiān)控電纜斷連時(shí)，會(huì)影響這點(diǎn)的電勢(shì)，即改變了DC-LOOP 值。如圖2 所示，在天線分配單元中，DC-LOOP 分配網(wǎng)絡(luò)中，共有4 條DC-loop 通路，每5 跟天線共用一條通路。

可以從上面的介紹了解到，DC-LOOP 從機(jī)柜輸出電壓信號(hào)，經(jīng)過機(jī)柜、網(wǎng)絡(luò)分配單元、發(fā)射電纜、發(fā)射天線以及監(jiān)控電纜。DC-LOOP 在設(shè)備安裝時(shí)期完成所有的鏈路連接，根據(jù)手冊(cè)中廠家給出的DC-LOOP 門限的建議值，調(diào)試人員再結(jié)合實(shí)際情況測(cè)出DC-LOOP 的告警門限，作為以后的一份參考數(shù)據(jù)。

2 航向天線陣DC-LOOP故障

現(xiàn)對(duì)某機(jī)場(chǎng)發(fā)生的NM7000B 航向信標(biāo)DC-LOOP 故障進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。

圖1：DC-LOOP 原理圖

圖2：DC-LOOP 的分組

圖3：設(shè)備安裝調(diào)試期間的DC-LOOP 測(cè)試記錄

2.1 故障現(xiàn)象描述

某日夜里，設(shè)備監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)航向臺(tái)航向信標(biāo)面板WARNING指示燈亮，通過計(jì)算機(jī)連接設(shè)備檢查發(fā)現(xiàn)設(shè)備監(jiān)控器DC-LOOP 項(xiàng)DL1 預(yù)警，其中的DL1 顯值：A1058。

2.2 故障分析

請(qǐng)注意DC-LOOP1 到DC-LOOP4 在一些手冊(cè)中被編號(hào)為DL0到DL3，包括下面的RMM 版本。在無故障的情況下，RMM 監(jiān)視器窗口中返回的DC 循環(huán)值通常為975-980.如果天線信號(hào)通路段開，則直流回路會(huì)在監(jiān)控系統(tǒng)中產(chǎn)生DC-LOOP 告警。若參數(shù)增加到大于1003 的值，這應(yīng)該是告警門限。讀取值將取決于哪一個(gè)天線可能是開路的。圖3 顯示了典型的告警值。以及矩陣中的哪些單元與特定的天線相關(guān)聯(lián)。例如，在DC 環(huán)路中參數(shù)為1047（mon1 和mon2），而其他所有值為976 意味著天線沒問題。A6 信號(hào)通路不正常。首先，為了確定A6 與DC-loop2 相關(guān)聯(lián)，需要與調(diào)試記錄文檔中的DC-loop 表進(jìn)行比較檢查，此外還需要將返回值與當(dāng)前值進(jìn)行比較。[3]由于直流回路正在從兩個(gè)MO 板獲得并聯(lián)的電壓，兩個(gè)監(jiān)視器通過直流回路來檢測(cè)錯(cuò)誤。如果有一塊單板出現(xiàn)故障，直流回路測(cè)不到故。

參考技術(shù)手冊(cè)中給出的建議，通過分析設(shè)備故障現(xiàn)象和對(duì)比設(shè)備安裝調(diào)試期間的DC-LOOP 測(cè)試記錄（圖3），判斷為航向天線振子A7 中的DC-LOOP 線路故障。

2.3 如何排除故障

（1）對(duì)DC-LOOP 電阻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢查，各元器件沒有明顯老化及燒毀跡象，對(duì)DC-LOOP 電路中各個(gè)接頭進(jìn)行檢查，全部解除良好，未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。

（2）通過斷開A7 或M7 連接電纜頭，檢查發(fā)現(xiàn)設(shè)備監(jiān)控器各項(xiàng)主要參數(shù)變化明顯，其中航道射頻（CL RF）值：w2.68，達(dá)到預(yù)警值，進(jìn)場(chǎng)射頻（NF RF）值：a2.58，參數(shù)達(dá)到告警值。

重新連接后，設(shè)備監(jiān)控參數(shù)除DC-LOOP DL1 項(xiàng)有告警外，其他參數(shù)均恢復(fù)正常，說明A7 航向天線的發(fā)射通路和M7 的監(jiān)控信號(hào)通路正常。

（3）然后通過更換A7 航向天線振子的MO 板后，DC-LOOP故障現(xiàn)象沒有變化。

（4）最后通過更換A7 航向天線振子的FB 板后，DC-LOOP DL1 參數(shù)恢復(fù)正常值976。

2.4 結(jié)論

通過以上對(duì)DL-LOOP 故障分析，在排除設(shè)備故障中，首先要根據(jù)故障現(xiàn)象判斷是DC-LOOP 的公共部分還是單獨(dú)航向天線單元。然后根據(jù)DC-LOOP 的原始測(cè)試記錄，對(duì)比DC-LOOP 的監(jiān)控器檢測(cè)值判斷是對(duì)應(yīng)的那個(gè)航向天線振子，最后通過更換相應(yīng)板件排除故障。

3 針對(duì)DC-LOOP故障，如何加強(qiáng)維護(hù)NM7000B設(shè)備

（1）加強(qiáng)對(duì)DC-LOOP 參數(shù)的監(jiān)控。航向信標(biāo)是為飛機(jī)提供對(duì)準(zhǔn)跑道中線的信號(hào)，其設(shè)備的穩(wěn)定性直接關(guān)系到信號(hào)的準(zhǔn)確性。在日常的值班中，一直比較關(guān)注航道信號(hào)（CL）、航道扇區(qū)的寬度（DS）、余隙(CLR)的參數(shù)信息。今后，也要將DC-LOOP 參數(shù)作為監(jiān)控重點(diǎn)，實(shí)時(shí)關(guān)注設(shè)備參數(shù)細(xì)微的、潛在的變化，及時(shí)解決問題，以免對(duì)航班造成影響。

（2）做好巡檢工作。制定適用于設(shè)備運(yùn)行的巡視檢查計(jì)劃，巡檢人按要求對(duì)設(shè)備周圍環(huán)境、避雷、天線振子、饋線、電纜接頭等科目進(jìn)行檢查，檢查天線直流回路可用DC-LOOP 組件進(jìn)行判斷，方法為依次斷開天線電纜的接頭，測(cè)量電壓，只要有一個(gè)振子的電纜斷開，則繼電器都不吸合。還包括檢查電纜頭是否緊固，以及回路電纜、電阻網(wǎng)絡(luò)的情況，對(duì)發(fā)現(xiàn)的異常問題及時(shí)解決，才能保障設(shè)備的正常運(yùn)行。

（3）保證備件的充足。由于ILS 儀表著陸系統(tǒng)的航向天線、下滑天線都放置在室外，用于連接的電纜也埋在土地下面，長(zhǎng)期的風(fēng)吹日曬，難免會(huì)對(duì)設(shè)備的公共部分產(chǎn)生影響，一旦出現(xiàn)故障，會(huì)直接影響設(shè)備的正常運(yùn)行。單位應(yīng)梳理好自己的備件庫(kù)，對(duì)于缺少的板件，應(yīng)及時(shí)采購(gòu)。若設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)有可替換的板件，保障設(shè)備的正常運(yùn)行。

4 總結(jié)

隨著民航業(yè)的快速發(fā)展，空中交通狀況日益復(fù)雜，儀表著陸設(shè)備作為民航飛行的重要組成部分，設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行是保障飛行安全的基礎(chǔ)。作為設(shè)備維護(hù)人員，要加強(qiáng)安全意識(shí)，提高對(duì)設(shè)備告警的排故能力，一旦遇到故障，結(jié)合實(shí)際情況，將發(fā)射機(jī)、監(jiān)控器、功能板件、設(shè)備原理、信號(hào)流程進(jìn)行多方面分析，快速定位故障點(diǎn)，制定有效的解決措施。由于儀表著陸設(shè)備的特殊性，需要24 小時(shí)不間斷向空中發(fā)射信號(hào)，就像人們的心臟一樣，既不能休息還要將血液輸送到身體的各個(gè)部位，所以我們更要精心維護(hù)好設(shè)備。指引天空中的飛機(jī)找到回家的“路”，安全、平穩(wěn)地著陸機(jī)場(chǎng)。