THALES ILS410案例故障兩例淺析

張萌

摘要：目的：著陸時飛機(jī)飛行中的最后階段，對于著陸引導(dǎo)設(shè)備的依賴程度也最高。ILS（儀表著陸系統(tǒng)）是當(dāng)今民航最常用的幾種導(dǎo)航系統(tǒng)。導(dǎo)航設(shè)備維護(hù)是保障民航空管設(shè)施至關(guān)重要的組成部分。方法：以西安咸陽國際機(jī)場意大利THALES公司的ILS410導(dǎo)航設(shè)備為例展開分析。結(jié)果：對ILS410設(shè)備兩例故障進(jìn)行對比、研討并總結(jié)排故經(jīng)驗。結(jié)論：為THALES盲降設(shè)備維護(hù)工作者提供一定的經(jīng)驗和參考。

關(guān)鍵詞：ILS410 SYN-L2 MSG-C 故障

中圖分類號：TN957.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）03-0000-00

ILS（儀表著陸系統(tǒng)）是國際民航組織標(biāo)準(zhǔn)的著陸導(dǎo)航系統(tǒng)，它向正在進(jìn)行著陸過程中的航空器提供著陸引導(dǎo)信息，包括航向道信息，下滑道信息和距離信息。 ILS410是意大利THALES公司生產(chǎn)的導(dǎo)航設(shè)備，因其技術(shù)手段先進(jìn)、工作性能穩(wěn)定可靠、成熟度高，在國內(nèi)外大小機(jī)場廣泛使用。由于導(dǎo)航設(shè)備提供的信號質(zhì)量直接影響著飛行安全，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，如何迅速的理清排故思維，排除故障是每個導(dǎo)航維護(hù)人員所需的至關(guān)重要的技能。本文根據(jù)實際工作中遇到的故障案例進(jìn)行對比分析，分享給大家交流參考。

1故障案例一

1.1 故障現(xiàn)象

西安機(jī)場Thales ILS 410航向設(shè)備故障告警，通過設(shè)備軟件查看發(fā)現(xiàn)，雙監(jiān)控器顯示2號發(fā)射機(jī)航道參數(shù)包括航道頻率一切正常，而余隙通道的參數(shù)以及余隙頻率告警，如下圖1所示：

1.2 故障分析

告警轉(zhuǎn)機(jī)后，1號機(jī)工作正常，顯然此現(xiàn)象為單發(fā)射機(jī)板件故障。可以清晰的看到是2號發(fā)射機(jī)余隙通道參數(shù)以及余隙頻率告警，初步分析為余隙頻率故障。下面我們就頻率故障進(jìn)行分析，明確涉及到頻率故障時的故障板件以及故障點。儀表著陸系統(tǒng)分為單頻和雙頻，西安咸陽機(jī)場THALES ILS410為二類雙頻配置。雙頻系統(tǒng)中航道和余隙的頻率有著固定的頻差，圖2所示為Thales ILS410 雙頻系統(tǒng)發(fā)射機(jī)原理圖，圖中我們可以看到對頻率有較大關(guān)聯(lián)的兩個板件分別為頻率合成器（SYN-L2）和調(diào)制信號產(chǎn)生器-控制部分（MSG-C）。既然頻率出了問題當(dāng)然先考慮和分析2號發(fā)射機(jī)中頻率合成器的問題。

頻率合成器（SYN-L2）[1] 產(chǎn)生需要供應(yīng)到載波調(diào)制器（CS CSB）和邊帶調(diào)制器（CS SBO）、余隙載波調(diào)制器（CL CSB）和余隙邊帶調(diào)制器（CL SBO）的f1、f2 的射頻基波信號。為了保持射頻基帶信號的穩(wěn)定，SYN-L2采用了鎖相環(huán)路（Phase-Locked Loop，簡稱PLL），也就是采用相位負(fù)反饋系統(tǒng)使四路基帶信號的頻率、相位鎖定。SYN-L2板件中的鎖相環(huán)路由四部分組成：鑒相器PD、環(huán)路濾波器LF、壓控振蕩器VCO和反饋回路（分頻器FD），如圖3所示。

鑒相器對輸入信號和反饋回路信號的相位進(jìn)行比較，輸出一個代表兩者相位差異的信號；該誤差信號通過環(huán)路濾波器濾除高頻分量和噪聲后，輸出低頻信號，即直流電壓作為振蕩器（VCO）的控制信號；在控制電壓作用下， VCO 輸出頻率發(fā)生變化，直至鑒相器的兩路輸入信號沒有相位差，也就是頻率鎖定；反饋回路將VCO輸出的信號送回鑒相器，由于VCO 輸出頻率大于基準(zhǔn)頻率，因此需要使用分頻器以降低頻率。

頻率可被設(shè)置在108 和112MHz 之間。振蕩器（VCO）的頻率由頻率合成器的頻道特性模式（50kHz）決定。航道和余隙頻率的VCOs 經(jīng)鎖相環(huán)（PLL）以±6000Hz 頻差同步。

圖4所示為SYN-L2原理圖，由基準(zhǔn)振蕩器產(chǎn)生的20MHz 時鐘用于PLL0 電路（D7）、頻率選擇電路（D11），和從 MSG-C 獲得的控制信號一起設(shè)置主VCO 需要頻率的電壓控制值。PLL 確保這頻率的穩(wěn)定；這主信號被分配控制航道和余隙的VCOs。航道和余隙載波頻率的差別是由不同產(chǎn)生支路內(nèi)的鎖相環(huán)（PLL）耦合穩(wěn)定。PLL提供的電壓作為校正邊帶VCOs的控制信息。航道和余隙之間的差頻在混合器U1（余隙）和U2（航道）的支持下產(chǎn)生，然后在PLL（D3，D4）和參考頻率比較差異，而且用于形成航道和余隙VCO控制電壓。每個射頻輸出被賦值一個BIT檢測（BFC1、BFSB1、BFC2、BFSB2、BFR1、BFR2），經(jīng)由MSG-S告知MSG-C射頻信號是存在和正確的，附加的BIT（BLPLL0、BLPLL1、BLPLL2）告知MSP-L有關(guān)SYN-L2的運行情況，信號（BFM0、BFM1、BFM2）用于在MSP-L上頻率的測量。

1.3故障處理與總結(jié)

根據(jù)上述分析并結(jié)合故障現(xiàn)象可知，單獨余隙通道故障，而航道射頻及頻率均正常，可判斷為SYN-L2中單獨余隙頻率鎖頻失效。故為SYN-L2故障，更換SYN-L2板件后，設(shè)備恢復(fù)正常。

2 故障案例二

2.1 故障現(xiàn)象

Thales ILS 410航向設(shè)備TX2告警轉(zhuǎn)機(jī)后，TX1工作正常。通過軟件操作設(shè)備旁路，開啟TX2后發(fā)現(xiàn)雙監(jiān)控器所有參數(shù)都在告警，包括呼號、識別以及航道和余隙的頻率等，如下圖5

2.2 故障分析

由于所有通道幾乎都沒有輸出，特別是識別以及航道和余隙的頻率也在告警，也是較為典型的頻率故障現(xiàn)象。同樣從與頻率相關(guān)的板件SYN-L2與MSG-C上進(jìn)行分析與排除，航道與余隙的頻率均告警，暫時無法一下排除SYN-L2是否故障。雖然參數(shù)均都在告警，但要學(xué)會找到最關(guān)鍵的告警參數(shù)點，而本案例中最關(guān)鍵的故障現(xiàn)象就是呼號及識別參數(shù)的缺失。究其根源，呼號及識別參數(shù)從何而出，即為本案例的故障點。

MSG-C和MSG-S構(gòu)成調(diào)制信號產(chǎn)生器，它產(chǎn)生和控制發(fā)射機(jī)信號。MSG-C的功能是要控制所有的發(fā)生在發(fā)射機(jī)中的運行次序，它包含一個80C186微處理器作為一個嵌入的控制器，連同外圍設(shè)備完成需要的各種不同用途。它經(jīng)由串行接口連接LCSU的控制狀態(tài)版（CSB），這一接口被用于設(shè)定發(fā)射機(jī)參數(shù)、報告測量結(jié)果和狀態(tài)信息。MSG-C的處理器在MSG-S的秉性寄存器和D/A轉(zhuǎn)換器的支持下完成發(fā)射機(jī)控制任務(wù)，例如載入調(diào)制存儲、載波功率和調(diào)制深度的設(shè)定[2]。在發(fā)射識別信號（ILS-LOC、VOR、DVOR）的系統(tǒng)中，處理器還產(chǎn)生鍵控的1020Hz信號。MSG-C也提供其他的控制和狀態(tài)寄存器，A/D轉(zhuǎn)換器和接口電路，包括產(chǎn)生信號的信號隨機(jī)存儲器，如圖6所示MSG-C原理框圖：

通過以上分析可以得出：由于本故障現(xiàn)象中航道和余隙兩個頻率都受到影響，而且所有通道都無輸出，包括射頻值在內(nèi)，及識別與呼號，因此判斷為MSG-C板故障。

2.3故障處理與總結(jié)

判斷故障在MSG-C板故障，更換MSG-C板件，設(shè)備即恢復(fù)正常。還有一個判斷MSG-C故障的直接快捷方法就是先看MSG-C板件上的自檢燈是否是亮的，可作為排故時初步的大致判斷，若燈不亮，說明自檢未過，板件就有故障，當(dāng)然也存在自檢燈本身故障而不亮的情況，但是比較少見。

3 結(jié)語

本文所述的兩個案例是日常設(shè)備維護(hù)中會遇到的比較典型的頻率故障的例子，放在一起，對比分析，可明確排故的思路。案例一中的SYN-L2僅為余隙部分頻率故障，告警現(xiàn)象單一，比較容易明確故障點，若是當(dāng)航道與余隙同時故障，現(xiàn)象會與MSG-C故障相似，所以，排故人員在遇到設(shè)備告警時，要保持頭腦冷靜，根據(jù)故障現(xiàn)象，學(xué)會利用軟件參數(shù)、及THALES設(shè)備特有的BIT參數(shù)進(jìn)行分析，清晰排故的思路。同時熟悉重要板件的典型故障現(xiàn)象，都能對迅速判斷故障起到重要作用。

以上是我個人在THALES ILS410設(shè)備維護(hù)過程中的一些經(jīng)驗和體會，與導(dǎo)航人員分享交流，如有不妥之處，敬請批評指正。

參考文獻(xiàn)

[1]THALES-ILS410盲降設(shè)備培訓(xùn)資料[Z].中南空管局設(shè)備監(jiān)控中心，2007：50-61.

[2]ILS 410 Localizer LOC 411 Equipment Description[Z].THALES，Milano，2011.（3）16.