NM7000A發(fā)射機(jī)維修實(shí)例

羅濤 李天白

【摘要】?jī)x表著陸系統(tǒng)是精密導(dǎo)航進(jìn)近的關(guān)鍵設(shè)備，由航向、下滑和指點(diǎn)標(biāo)等組成。系統(tǒng)發(fā)射的信號(hào)在跑道前方形成空中無(wú)線電通道，為飛機(jī)提供著陸引導(dǎo)信號(hào)。由于系統(tǒng)集成度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前國(guó)際上該領(lǐng)域產(chǎn)品只能由幾個(gè)公司提供?，F(xiàn)國(guó)內(nèi)民航空管系統(tǒng)的儀表著陸設(shè)備大多為NORMARC公司（現(xiàn)為INDRA公司）的NM7000系列儀表著陸系統(tǒng)。本文總結(jié)了近年來(lái)筆者處理過(guò)的兩例NM7000A發(fā)射機(jī)的修復(fù)過(guò)程，希望能對(duì)有相同經(jīng)歷的同行，提供一些幫助。因本人水平有限，錯(cuò)漏之處希望同行能多多指正。

【關(guān)鍵詞】ILS;儀表著陸;發(fā)射機(jī)

一、相關(guān)原理簡(jiǎn)介

儀表著陸系統(tǒng)ILS（Instrument Landing System）是“非目視”進(jìn)近和著陸的標(biāo)準(zhǔn)助航系統(tǒng)。它為飛機(jī)提供對(duì)準(zhǔn)跑道的航向信號(hào)和指導(dǎo)飛機(jī)下降的下滑道信號(hào)。簡(jiǎn)單說(shuō)，就是為飛機(jī)駕駛員提供對(duì)準(zhǔn)跑道的引導(dǎo)信號(hào)，使其能在不具備目視著陸條件的情況下，僅靠?jī)x表指示就能進(jìn)行安全著陸的系統(tǒng)。

儀表著陸系統(tǒng)采用機(jī)內(nèi)調(diào)制和空間調(diào)制結(jié)合，發(fā)射CSB和SBO兩個(gè)信號(hào)。CSB是機(jī)內(nèi)調(diào)制成的調(diào)幅波，包含載波和邊帶波，調(diào)制信號(hào)為90+150Hz此信號(hào)沒(méi)有方位信息;SBO是純邊帶信號(hào)，由90hz和150hz調(diào)制信號(hào)經(jīng)過(guò)反相處理得到，調(diào)制信號(hào)是90-150Hz。這兩個(gè)信號(hào)按一定的大小和相位關(guān)系經(jīng)天線陣發(fā)射出去后，CSB和SBO同時(shí)被飛機(jī)接收，因?yàn)閮蓚€(gè)信號(hào)具備嚴(yán)格的相位、幅度關(guān)系，故能在飛機(jī)接收機(jī)內(nèi)部形成一個(gè)包含飛機(jī)所處位置信息的調(diào)幅波。此合成信號(hào)經(jīng)過(guò)接收機(jī)內(nèi)部的檢波、濾波、整流電路，還原出90hz和150hz信號(hào)，再由加法器和減法器得到飛機(jī)所處位置點(diǎn)上DDM和SDM。當(dāng)飛機(jī)處于航道中線時(shí)DDM值為0。

對(duì)于CL和NF信號(hào)，定義的是發(fā)射的航道中線與物理跑道中心線的對(duì)應(yīng)程度。這兩個(gè)信號(hào)一個(gè)由天線陣取樣經(jīng)監(jiān)控合成網(wǎng)絡(luò)合成得到;另一個(gè)由天線中心前方上近場(chǎng)接收天線獲得。CL和NF標(biāo)稱值為0。

二、具體案例分析

故障情況一：

現(xiàn)象為：監(jiān)控RMM程序指示CL、DS、NF三個(gè)主要測(cè)量參數(shù)告警，在每個(gè)參數(shù)內(nèi)所包含的DDM、SDM發(fā)生告警。CL、NF的DDM值為20%（正常為0%）、SDM的值為20%（正常為40%）。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，2號(hào)機(jī)無(wú)法工作。因?yàn)镽MM程序顯示CL、NF的DDM值為20%，且SDM為20%，基本上判斷有一個(gè)低頻信號(hào)沒(méi)有發(fā)射出去。所以在信號(hào)取樣、接收的過(guò)程中只反應(yīng)出一個(gè)低頻信號(hào)。再由DDM為20%得出90hz信號(hào)通路出現(xiàn)問(wèn)題。換機(jī)操作，確定故障位于2號(hào)機(jī)。對(duì)發(fā)射放大組件面板前的CSB、SBO檢測(cè)口進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)無(wú)正確的CSB和SBO波形輸出，只檢測(cè)到頻率為150HZ的正弦波，符合90HZ通路出現(xiàn)問(wèn)題的最初判斷。

2號(hào)機(jī)信號(hào)通路為：低頻板LF1223A產(chǎn)生的90HZ、150HZ信號(hào)與射頻板OS1221A產(chǎn)生的射頻信號(hào)送入發(fā)射放大組件LPA1230A。在LPA中，兩個(gè)低頻信號(hào)經(jīng)過(guò)AC幅度控制—PC相位控制—PA功率放大—FD反饋檢測(cè)—CD合成檢測(cè)，最終輸出CSB和SBO兩個(gè)信號(hào)。在整個(gè)放大合成過(guò)程中，在90HZ和150hz信號(hào)通路里加入了的幅度反饋和相位反饋，使各自的幅度保持穩(wěn)定，相互的相位關(guān)系正確。根據(jù)分析結(jié)果，應(yīng)首先檢測(cè)低頻信號(hào)產(chǎn)生板LF1223A的90hz低頻信號(hào)輸出是否正常。因?yàn)長(zhǎng)F90hz的輸出與LPA組件的AC板P1-1腳相連，所以直接用示波器測(cè)量該處的信號(hào)狀態(tài)。經(jīng)測(cè)試，P1-1的90HZ信號(hào)正常，表明LF低頻板沒(méi)有問(wèn)題，排除故障可能。再來(lái)看AC板的功能。AC板是幅度控制板，其功能是把低頻信號(hào)與FD板反饋回來(lái)的信號(hào)進(jìn)行比較，再送入調(diào)制電流驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行放大。實(shí)現(xiàn)比較功能和放大功能的管件主要為運(yùn)算放大塊OP400和BD135 NPN管。由LF來(lái)的90HZ信號(hào)送入P1-1腳經(jīng)級(jí)放大后，輸入OP400管U3的15腳，與14腳的反饋信號(hào)比較后，經(jīng)U3的16腳輸入到BD135管Q1的基極，再經(jīng)Q1放大后，送到PA板卡，作為調(diào)制電流。沿此通路進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)在U3的14腳無(wú)反饋信號(hào)，電壓只有0.1V，導(dǎo)致U3的16腳輸出為+15V電壓。90hz信號(hào)在此處中斷。對(duì)比150HZ通路，14的反饋信號(hào)為應(yīng)為4.4V+90HZ，與U3的15腳：-1.8V+90HZ進(jìn)行求差放大，得到U3的16腳：+3.8V+90HZ。

對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析得到兩種可能：一種是U3故障，導(dǎo)致通路中斷;另一種是在U3以后的通路里存在故障，導(dǎo)致無(wú)反饋信號(hào)。因?yàn)閁3（OP400四路運(yùn)算放大器）的另外三路放大工作正常，先暫時(shí)排除第一種可能。對(duì)第二種可能性進(jìn)行分析，信號(hào)經(jīng)過(guò)Q1（BD135）放大后，作為集電極調(diào)制的信號(hào)源，與來(lái)自PC板的載波信號(hào)一同加在PA功率放大板，被調(diào)制放大到15W左右。仔細(xì)觀察PA功放板和PC相控板，發(fā)現(xiàn)PA板子器件、接線較少，且可以代換，決定先從PA板著手排故。

用射頻轉(zhuǎn)接線和跳線將90HZ與150HZ的PA板進(jìn)行對(duì)換，故障依舊。這樣就把故障點(diǎn)暫時(shí)縮小到AC板的Q1和PC相位控制板上。代換Q1，故障依然沒(méi)有解決。排故的范圍縮小到PC相控板卡上。

PC相位控制板器件布局清晰，上部為150HZ射頻通路，下部為90HZ射頻信號(hào)通路，中間為比相電路和±15V、8.5V穩(wěn)壓電路。來(lái)自O(shè)S射頻板的射頻信號(hào)在板塊前端一分為二入上下兩路。因?yàn)槠骷姸?，逐?jí)排查難度較大，且無(wú)參考值，故在RMM中同時(shí)關(guān)閉90hz和150hz信號(hào)。這樣，在比相電路中沒(méi)有輸出，變?nèi)荻O管CD1的端電壓不會(huì)發(fā)生改變，所以就能上下對(duì)比，進(jìn)行排查。由J1輸入開始，逐級(jí)排查Q11/Q1、Q12/Q2、U11/U1、Q14/Q4，在檢查到Q4時(shí)，發(fā)現(xiàn)異常，Q4是90hz的輸出級(jí)，型號(hào)為BFG135A寬帶NPN三極管，雙射極鎮(zhèn)流電阻鑲?cè)胧皆O(shè)計(jì)，集電極較寬，管腳有脫焊現(xiàn)象。對(duì)集電極進(jìn)行補(bǔ)焊，在RMM中恢復(fù)90hz和150hz信號(hào)后，告警消除。

故障情況二：

現(xiàn)象為：監(jiān)控RMM程序指示CL、DS、NF三個(gè)測(cè)量參數(shù)告警，在每個(gè)參數(shù)內(nèi)所包含的DDM、SDM發(fā)生告警。觀察告警參數(shù)數(shù)值，發(fā)現(xiàn)CL、NF的DDM值為20%（正常為0%）、SDM的值為20%（正常為40%）。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，2號(hào)機(jī)無(wú)法工作。

1）先對(duì)設(shè)備進(jìn)行換機(jī)，確定故障點(diǎn)位于2號(hào)機(jī)內(nèi);測(cè)量LPA前面板的SBO、CSB口，確定發(fā)射機(jī)的合成輸出是否正常;檢查后發(fā)現(xiàn)無(wú)90hz輸出。

2）測(cè)量LF低頻板，檢查90hz、150hz信號(hào)是否正常;確定正常后用示波器對(duì)LPA的AC幅度控制板P1：1進(jìn)行測(cè)量。檢測(cè)到90hz正常輸入LPA。

3）檢測(cè)AC板上的TP3測(cè)試點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)的90hz被正常放大，送入比較放大器;繼續(xù)向后檢查BD135管Q1，輸入輸出正常。

4）檢查PC相控板的J1，測(cè)量109.5Mhz射頻頻率正常，J3的射頻輸出也未見異常。

5）檢查PA功率放大板。測(cè)量Q1的基極，射頻信號(hào)正常;測(cè)量P1，90hz信號(hào)輸入正常;在Q2的柵極檢測(cè)到信號(hào)被正常放大，但是在其輸出沒(méi)有檢測(cè)到放大信號(hào)。查手冊(cè)Q2為摩托羅拉MOS場(chǎng)效應(yīng)管MRF134，雙源極N溝道增強(qiáng)型功率放大管。用萬(wàn)用表檢查發(fā)現(xiàn)Q2柵源間短路。用相同型號(hào)管子代替后，故障消除。注意，由于MRF134的輸入電阻很高，而柵-源極間電容又非常小，極易受外界電磁場(chǎng)或靜電的感應(yīng)而帶電，而少量電荷就可在極間電容上形成相當(dāng)高的電壓（U=Q/C），將管子損壞。故焊接時(shí)應(yīng)將四管腳短路，先從源極起焊。操作時(shí)應(yīng)使用接地良好的防靜電手環(huán)和防靜電烙鐵進(jìn)行焊接操作。

參考文獻(xiàn)

[1]NORMARC Instrument Landing Systems Training Manual.

[2]NM7011 Localizer Schematics and Parts Lists.