干擾信號對儀表著陸系統(tǒng)的影響分析

陳禹作

【摘 要】論文首先從儀表著陸系統(tǒng)的原始概念出發(fā)，介紹了儀表導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理，并著重介紹了信標(biāo)場地、設(shè)備安裝不善以及電磁信號對信號的干擾影響，針對極端氣候和下滑場地環(huán)境惡化產(chǎn)生的不利影響對信號干擾進(jìn)行了相關(guān)解析，旨在為廣大從事一線機(jī)場導(dǎo)航的工作人員提供相關(guān)參考，排除造成信號干擾的直接和間接原因，為行業(yè)安全提供有效保證。

【Abstract】Based on the original concept of instrument landing system， this paper introduces the working principle of instrument navigation system， and introduces the influence comes from the signal field， poor equipment installation and the influence of electromagnetic signal on signal interference. In view of the adverse effects of the extreme climate and the environment deterioration of the decline field， the signal interference is analyzed. The purpose of this paper is to provide a reference for the majority of front-line staff engaged in airport navigation， eliminate the direct and indirect causes of signal interference， and provide effective guarantee for industry security.

【關(guān)鍵詞】儀表著陸系統(tǒng)；干擾信號；影響 ；機(jī)場導(dǎo)航

【Keywords】instrument landing system； interference signal； influence； airport navigation

【中圖分類號】V241 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）05-0161-02

1 引言

隨著當(dāng)前航班任務(wù)的日益頻繁，相關(guān)的飛機(jī)試駕次數(shù)不斷增加，而飛機(jī)起飛和著陸事故的現(xiàn)象時有發(fā)生，且當(dāng)前的儀表著陸系統(tǒng)與場地及電磁環(huán)境息息相關(guān)，因此，需要針對干擾信號對儀表著陸系統(tǒng)的影響，開展針對性的分析討論，以確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

2 儀表著陸系統(tǒng)的概念與作用機(jī)理

儀表著陸系統(tǒng)（Instrument Landing System， ILS） 也稱儀器降落系統(tǒng)，盲降系統(tǒng)，是應(yīng)用最為廣泛的飛機(jī)精密進(jìn)近和著陸引導(dǎo)系統(tǒng)。它的作用是由地面發(fā)射的兩束無線電信號實現(xiàn)航向道和下滑道指引，建立一條由跑道指向空中的虛擬路徑，飛機(jī)通過機(jī)載接收設(shè)備，確定自身與該路徑的相對位置，使飛機(jī)沿正確方向飛向跑道并且平穩(wěn)下降高度，最終實現(xiàn)安全著陸，因此，儀表著陸系統(tǒng)能在低天氣標(biāo)準(zhǔn)或飛行員看不到任何目視參考的天氣下，引導(dǎo)飛機(jī)進(jìn)近著陸。[1]

儀表著陸系統(tǒng)通常由一個甚高頻（VHF）航向信標(biāo)臺、一個特高頻（UHF）下滑信標(biāo)臺和幾個甚高頻（VHF）指點標(biāo)組成。航向信標(biāo)臺給出與跑道中心線對準(zhǔn)的航向面，下滑信標(biāo)給出仰角2.5°-3.5°的下滑面，這兩個面的交線即是儀表著陸系統(tǒng)給出的飛機(jī)進(jìn)近著陸的準(zhǔn)確路線。

3 儀表著陸系統(tǒng)信號抖動的影響因素分析

3.1 信標(biāo)場地及設(shè)備安裝的影響

下滑信標(biāo)場地的不規(guī)范對輻射信號的影響主要表現(xiàn)在，當(dāng)場地設(shè)置不規(guī)范時，形成的鏡像反射面就會因不夠平整而不能形成清晰的鏡像，從而不能形成預(yù)期的場型，另一方面，當(dāng)下滑天線前方存在障礙物時，可能會產(chǎn)生二次發(fā)射，影響信號的反饋，若二次反射能夠輻射到下滑道，可能會引起信號波形的改變，從而影響在儀表著陸系統(tǒng)上的信號接收。設(shè)備自身的安裝不規(guī)范問題可能是引起儀表著陸系統(tǒng)信號不穩(wěn)定的內(nèi)在原因， 當(dāng)場地因素?zé)o法規(guī)避而必須對天線及設(shè)備的電氣參數(shù)進(jìn)行調(diào)整時，就會因機(jī)械安裝的問題給信號的發(fā)射和接受產(chǎn)生不利影響，而且此類影響帶有較強(qiáng)的主觀性，當(dāng)對天線的橫向偏置設(shè)置不符合相關(guān)要求時，會從形式上改變進(jìn)場時的天線的輻射相位，從而對信號入口的高度產(chǎn)生較大影響，影響對飛機(jī)導(dǎo)航的位置判斷[2]。

3.2 電磁信號的干擾影響

電磁信號的干擾對于儀表著陸系統(tǒng)信號不穩(wěn)的影響較為直接，究其原因可能是因為機(jī)場附近的企業(yè)部門或者個人不按照相關(guān)的使用無線電頻段，一些非法的電臺及無線電愛好者的干擾，對相關(guān)信號頻率的干擾，當(dāng)信號頻率與儀表著陸系統(tǒng)的頻率相近時，會形成波形的疊加，造成對既有機(jī)場航道導(dǎo)航設(shè)置的偏移，使儀表著陸系統(tǒng)的信號抖動，造成導(dǎo)致機(jī)組信號的不穩(wěn)定。另外，導(dǎo)致電磁波對儀表著陸系統(tǒng)的相近波段的信號干擾的影響源還包括，通信雷達(dá)及導(dǎo)航發(fā)射設(shè)備的通信，包括各類移動通信站，交通系統(tǒng)的電磁輻射干擾，包括電氣化鐵路和有軌、無軌電車，電力系統(tǒng)的電磁輻射干擾，包括高壓輸變電線路及地下電纜和變電站等設(shè)備的干擾，最后，各類工業(yè)及醫(yī)療科研高頻設(shè)備都可能對機(jī)場導(dǎo)航的信號產(chǎn)生干擾，工業(yè)的設(shè)備如高頻感應(yīng)加熱設(shè)備，科研設(shè)備如電子加速器和電磁灶等，醫(yī)療設(shè)備如高頻、超短波和紫外線理療機(jī)等。[3]

3.3 不利氣候條件對信號的影響

在不利氣象條件下，如極冷氣候?qū)τ趦x表著陸系統(tǒng)的影響主要表現(xiàn)在天線對輻射和電波接收的能力取決于天線系統(tǒng)的功率，在天線系統(tǒng)中，由于外在介質(zhì)的損耗或者熱損失導(dǎo)致在傳輸過程中會損失部分能量而無法全部轉(zhuǎn)換為電磁波信號，當(dāng)氣候極為惡劣時，寒冷天氣導(dǎo)致的積雪會在天線的輻射振子上集聚，使其傳輸損耗加大，發(fā)射功率降低，與此同時，在天線振子輻射面上會出現(xiàn)凹凸不平的積雪，這部分不平整規(guī)則的冰雪會對電磁波的強(qiáng)弱產(chǎn)生不等的輻射和吸收，破壞天線的方向性函數(shù)，降低天線增益，對信號的輻射和吸收產(chǎn)生不利影響[4]。

3.4 下滑臺保護(hù)區(qū)的惡化對信號的影響

依據(jù)相關(guān)規(guī)定，對于儀表著陸保護(hù)區(qū)的設(shè)計分為A、B、C三區(qū)。在A區(qū)不能生長超過0.3米使得農(nóng)作物和雜草，縱向坡度與跑到坡度相同，且該區(qū)不允許停放車輛和飛機(jī)，不允許存在地面的交通活動，B區(qū)應(yīng)該盡量地面平坦，當(dāng)存在地形起伏時，應(yīng)保持在允許的范圍內(nèi)，該允許值根據(jù)具體情況，與天線到地形變化處的距離及天線的高度有關(guān)。C區(qū)不允許有高于10米的金屬建筑、高壓輸電線及樹木、山丘及堤壩的存在。當(dāng)實際條件不滿足相關(guān)的規(guī)定，導(dǎo)致保護(hù)區(qū)的環(huán)境惡化時，會使得下滑道彎曲，引起儀表著陸系統(tǒng)的信號抖動以及結(jié)構(gòu)超限等問題存在，從而給航班落地造成極其嚴(yán)重的不良后果，該現(xiàn)象也是筆者針對近幾年的飛行校驗報告得到的，關(guān)于下滑臺的環(huán)境惡化的實際情況，得出的相關(guān)具有實際意義的對信號干擾造成影響的一大關(guān)注問題[5，6]。

4 結(jié)語

綜上所述，只有加強(qiáng)對儀表著陸系統(tǒng)自身的校驗和維護(hù)，從外在的環(huán)境變化角度入手，積極總結(jié)出針對干擾信號對儀表著陸系統(tǒng)的影響原因，作為一名實際工作在機(jī)場的導(dǎo)航一線的工作人員，只有平時注意觀察信號干擾的細(xì)微差別，針對機(jī)場的具體情況和設(shè)備的變化情況，善于發(fā)現(xiàn)和積極探討相關(guān)的技術(shù)問題，才能增強(qiáng)對實際經(jīng)驗的學(xué)習(xí)能力，不斷完善相關(guān)的知識技術(shù)體系，為確保飛機(jī)的正常起飛和著陸做好后勤保障。

【參考文獻(xiàn)】

【1】向曉晗.儀表著陸系統(tǒng)干擾原因分析[J].通訊世界，2016（12）：264-265.

【2】秦偉，王芳，機(jī)場飛機(jī)等待及停放位置對儀表著陸系統(tǒng)信號的干擾研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（8）：56-56.

【3】劉曉萌.關(guān)于場地因素影響下滑道結(jié)構(gòu)的分析[J].中國科技縱橫，2016（20）：224-224.

【4】翟建華.凝凍氣候下MK10型ILS設(shè)備故障實例與分析[J].黑龍江科技信息，2016（10）：40-40.

【5】肖偉成.分析混凝土道面對導(dǎo)航信號的影響[J].工程技術(shù)（文摘版），2016（3）：289-289.

【6】黃鉅江.下滑信標(biāo)場地測量和天線精確安裝的重要性[J].科技資訊，2015（13）：73-74.