淺談關(guān)于THALES系列儀表著陸系統(tǒng)雙頻航向信標(biāo)系統(tǒng)航向信標(biāo)LOC411的基本原理，維護(hù)及天線陣故障的分析判斷及檢修

王偉全

摘要：本文主要同通過對(duì)THALES系列雙頻航向信標(biāo)LOC411的設(shè)備框圖了解其基本工作原理，各模塊功能，信號(hào)流程，THALES系列雙頻航向信標(biāo)LOC411出現(xiàn)的故障現(xiàn)象進(jìn)行分析判斷、確定故障點(diǎn)，并加以排除。

關(guān)鍵詞：航向信標(biāo)：原理；天線系統(tǒng)；故障：分析；排除

THALES系列儀表著陸系統(tǒng)安裝在廣州白云機(jī)場(chǎng)東西跑道，航向信標(biāo)型號(hào)為THALESLOC411。自開放使用至今，航向信標(biāo)工作運(yùn)行了十幾年，設(shè)備使用年限長(zhǎng)，存在老化現(xiàn)象。監(jiān)控參數(shù)受環(huán)境溫度產(chǎn)生漂移，不定期出現(xiàn)故障，加大設(shè)備維護(hù)，保障難度。在開放運(yùn)行過程中，航向天線系統(tǒng)也出現(xiàn)過一些故障。為此，就關(guān)于THALES航向設(shè)備的運(yùn)行，維護(hù)，分析故障及排除的一些經(jīng)驗(yàn)體會(huì)與大家一起學(xué)習(xí)交流。

本人對(duì)設(shè)備分析、維護(hù)檢修經(jīng)驗(yàn)，寫作水平有限，寫作過程難免存在不足和錯(cuò)漏之處，懇請(qǐng)專家教授與同行提出批評(píng)指正。

THALES LOCA11為雙頻雙發(fā)射機(jī)雙監(jiān)控器配置。航向信標(biāo)配有天線系統(tǒng)為21單元ANN105天線陣，天線單元為對(duì)數(shù)周期天線，具有天線振子相互干擾小輻射波瓣窄，前后輻射比幅大，具有良好非變頻特性天線安裝高度低等優(yōu)點(diǎn)。

在使用和維護(hù)中發(fā)現(xiàn)THALES盲降設(shè)備有一些缺陷，對(duì)機(jī)房溫度要求高。設(shè)備工作穩(wěn)定性受機(jī)房溫度影響大，機(jī)房溫度變化較大時(shí)監(jiān)控參數(shù)會(huì)產(chǎn)生一定的漂移，功率放大器模塊工作溫度高，功率放大器模塊故障率偏高等。發(fā)現(xiàn)這些問題后采取了相應(yīng)的措施，機(jī)房采用雙空調(diào)互為備份，空調(diào)溫度設(shè)定在22℃，保證機(jī)房保持在22℃左右，同時(shí)把機(jī)柜門打開一定角度，利用外置風(fēng)扇對(duì)準(zhǔn)機(jī)柜吹風(fēng)，使設(shè)備工作在更穩(wěn)定溫度環(huán)境下，減少了功率放大器模塊故障率，減少了監(jiān)控器參數(shù)漂移，參數(shù)更穩(wěn)定。

雙頻航向信標(biāo)組成示意框圖：

一、THALES LOG 411雙頻航向信標(biāo)基本組成：

·1發(fā)射機(jī)（TmnsmiRer）

·2監(jiān)控器（Moniter）

·3本地、遙控通信接口（LRCD

·4電源系統(tǒng)（BCPS）

·5 48V電池組（Battery）

·6天線系統(tǒng)（Antenna system）

·7遙控單元（RMMC）

ILS THALES LOC411機(jī)柜

雙頻航向信標(biāo)機(jī)組成主要由：發(fā)射機(jī)、監(jiān)控器等組成。

雙頻發(fā)射機(jī)產(chǎn)生航道、余隙的CSB SBO信號(hào)，載波上還調(diào)制了1020音頻認(rèn)識(shí)別信號(hào)。

通過功率分配后以一定電平和相位送到天線陣每一個(gè)天線單元輻射出去，在空間形成航向信號(hào)，給飛機(jī)提供對(duì)準(zhǔn)跑道中心線及偏離跑道中心線的引導(dǎo)信息。

每根天線單元都有一感應(yīng)探頭。對(duì)每根天線發(fā)射信號(hào)進(jìn)行采樣，送整體混合網(wǎng)絡(luò)，模擬出航道POS信號(hào)、航道寬度信號(hào)，和余隙寬度信號(hào)，作為監(jiān)控信號(hào)送監(jiān)控器，同時(shí)在天線陣前方設(shè)置近場(chǎng)天線，對(duì)天線陣輻射的航道信號(hào)進(jìn)行采樣監(jiān)控，近場(chǎng)監(jiān)控信號(hào)也送至監(jiān)控器進(jìn)行監(jiān)控。

·1發(fā)射機(jī)由以下模塊組成：

·頻率臺(tái)成器Synthesizer.（SYN）

·載波調(diào)制器Modulator 110P（MOD110P）

·邊帶調(diào)制器Modulator 110（MOD110）

·控制耦合器Control coupler（CCP）

·調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器（信號(hào)）Modulation signal generator（signal）（MSG-S）

·調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器（控制）Modulation signal generator（control）（MSG-C）

·射頻轉(zhuǎn)換繼電器RF Duplexer（RFD-L23）

頻率合成器（SYN）

產(chǎn)生射頻頻率信號(hào)供給載波調(diào)制器（MOD110P）、邊帶調(diào)制器（MOD110）和產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)到控制耦合器（CCP）。

航道載波調(diào)制器Modulator 110P（MOD110P）

來自頻率合成器產(chǎn)生的射頻頻率信號(hào)與來自調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器（MSG-S）90+150HZ和信號(hào)調(diào)制音頻、1020HZ識(shí)別音頻信號(hào)通過航道載波調(diào)制器（MOD110P）調(diào)制，產(chǎn)生航道CSB信號(hào)

航道邊帶調(diào)制器（MOD110）

來自頻率合成器產(chǎn)生射頻頻率信號(hào)與來自調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器（MSG-S）90-150HZ差信號(hào)調(diào)制音頻、通過航道邊帶調(diào)制器產(chǎn)生航道SBO信號(hào)

余隙載波調(diào)制器Modulator 110P（MOD110P）

來自頻率合成器產(chǎn)生射頻頻率信號(hào)與來自調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器（MSG-S）90+150HZ和信號(hào)、1020音頻識(shí)別信號(hào)通過余隙載波調(diào)制器（MOD110P）產(chǎn)生余隙CSB信號(hào)，余隙射頻頻率低航道載波頻率12KHZ

余隙邊帶調(diào)制器（MOD110）

來自頻率合成器產(chǎn)生射頻頻率信號(hào)與來自調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器（MSG-S）90-150HZ差信號(hào)調(diào)制音頻通過余隙邊帶調(diào)制器（MOD110）產(chǎn)生余隙SBO信號(hào)，余隙射頻頻率低航道載波頻率12KHZ

調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器（MSG-S）

調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器（MSG-S）調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器（MSG-C）組成了調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器，產(chǎn)生用于載波調(diào)制器、邊帶調(diào)制器的調(diào)制信號(hào)，和控制所以發(fā)生在發(fā)射機(jī)中運(yùn)行序列控制。

控制耦合器CONTROL COUPLER（CCP）

其作用：用于改善載波調(diào)器和邊帶調(diào)制器的輸出信號(hào)

射頻轉(zhuǎn)換繼電器RF duplexer（RFD-L）

用于轉(zhuǎn)換發(fā)射機(jī)上天線與接負(fù)載的切換，

·2監(jiān)控器

·監(jiān)控器由以下組件組成：

·監(jiān)控器信號(hào)處理器Monitor signal proocssor（MSP-L）

·邏輯控制表決器Control and selector logic（CSL）

·監(jiān)控器接口適配器Monitor interface asapter（MIA-L）

·監(jiān)控器分配開關(guān)（MDS-L13）

MSP-L對(duì)監(jiān)控信號(hào)進(jìn)行處理量化，對(duì)監(jiān)控參數(shù)進(jìn)行量化，

邏輯控制表決器：CSL其中相應(yīng)的信號(hào)送到CSL實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)的轉(zhuǎn)換繼電器的控制，對(duì)電池控制以及對(duì)過放電保護(hù)。

MIA-L混合了備機(jī)的監(jiān)控信號(hào)送到監(jiān)控信號(hào)處理組件MSP-L進(jìn)行處理。

MDS-L13對(duì)來自整體混合網(wǎng)絡(luò)的三路監(jiān)控信號(hào)和一路近場(chǎng)信號(hào)以及備機(jī)監(jiān)控信號(hào)通過MIA-12信號(hào)通過監(jiān)控器分配開關(guān)（MDS-L13）監(jiān)控通道的信號(hào)進(jìn)行分配選擇

·3本地、遙控通信接口（LRCI）

·LRCI單元用于通過MODEM與RMMC之間通信聯(lián)系以及與子系統(tǒng)發(fā)射機(jī)的MSG-C及監(jiān)控器的子系統(tǒng)聯(lián)系。

LRCI由以下組件組成，本地控制及狀態(tài)顯示單元LCSU、專線Moden zua29程控ModenLGN14.4和語音放大電路vAM組成

·4電源系統(tǒng)BCPS

·BCPS完成交，直流轉(zhuǎn)換，提供ILS設(shè)備所需要的電壓以及電池充放電功能

·BCPS有以下組件組成。

·AC-DC轉(zhuǎn)換器ACC-54輸入220V、50HZ輸出54V11A供整機(jī)使用

·DC-DC轉(zhuǎn)換器DCC-05輸入54V輸出5V5A供監(jiān)控器SCL

·DC-DC轉(zhuǎn)換器DCC-28輸入54V輸出28V

·DC-DC轉(zhuǎn)換器DCC-MV輸入54V，輸出28V，+15V2A，+5V5A供發(fā)射機(jī)使用

·5 48V電池組（Battery）用于設(shè)備應(yīng)急電源

·6航向天線系統(tǒng)：

型號(hào)21單元AAN105天線，通過功率分配將來自發(fā)射機(jī)的CSB和SBO信號(hào)以一定幅度和相位分配給1-21號(hào)天線輻射出去，形成航向信號(hào)，提供正在著陸飛機(jī)準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)及偏離跑道中心線的引導(dǎo)信息。

近場(chǎng)監(jiān)控天線：天線陣前方設(shè)置近場(chǎng)天線，對(duì)天線陣輻射的航道信號(hào)進(jìn)行采樣監(jiān)控，近場(chǎng)監(jiān)控信號(hào)也送至監(jiān)控器進(jìn)行監(jiān)控用于對(duì)航道信號(hào)的監(jiān)控

監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)：對(duì)每根天線發(fā)射信號(hào)進(jìn)行取樣，通過整體混合網(wǎng)絡(luò)模擬空間等效航道POS信號(hào)、航道寬度信號(hào)，和余隙寬度的監(jiān)控信號(hào)，送至監(jiān)控器進(jìn)行監(jiān)控。

·7遙控單元（RMMC）用于遠(yuǎn)程控制本地設(shè)備。

二、航向天線陣故障

故障現(xiàn)象

雙機(jī)告警關(guān)臺(tái)

告警參數(shù)

DDM Course width integral，雙發(fā)射機(jī)，機(jī)雙監(jiān)控器道整航體寬度DDM參數(shù)超門限告警

TX1 MON1：-18.2，MON2：-18 3%

TX2MON1：-18.6，MON2：-18 7%

故障前該參數(shù)這個(gè)正常值是為：TX1 MON1：-15.2%，MON2=-15.3%。

TX2 MON1=-15.6%，MON2=-15.6%。

DDM Course width integral告警門限為：上限UL-13.5%下限LL-17.5%

故障分析：

初步分析：出現(xiàn)雙機(jī)告警關(guān)臺(tái)，相同參數(shù)告警，基本可判斷故障點(diǎn)出在公共部分，接下來判斷是發(fā)射還是監(jiān)控出現(xiàn)問題，檢查近場(chǎng)，遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)控信號(hào)RF SDMDDM正常，然后通過PRI在跑道頭左105米、右105米寬度點(diǎn)測(cè)量RF SDM DDM正常，說明了發(fā)射信號(hào)沒問題，檢查問題重點(diǎn)在監(jiān)控公共部分和與整體參數(shù)有關(guān)的組件和相應(yīng)的連線和接頭上。

檢查故障：

先開TX2出現(xiàn)故障現(xiàn)與TX1相同告警參數(shù)，在監(jiān)控測(cè)量窗口Measurement Aerial：雙監(jiān)控器DDM Course Width integral為：-18.3、-18.7告警，雙機(jī)同時(shí)出現(xiàn)相同的告警參數(shù)。檢查發(fā)射機(jī)BITE正常，進(jìn)一步說明雙發(fā)射機(jī)均正常，基本判斷故障問題出在公共部分。

是出在發(fā)射問題還是監(jiān)控問題呢？為了區(qū)分是屬于發(fā)射部分還是監(jiān)控部分造成的監(jiān)控參數(shù)告警，我們進(jìn)一步檢查近場(chǎng)監(jiān)控信號(hào)RF SDM DDM參數(shù)正常，檢查遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)控信號(hào)RF SDM DDM參數(shù)正常，并用PRI進(jìn)行航向信號(hào)外場(chǎng)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果RFSDM DDM值測(cè)試均正常。測(cè)得跑道頭左105米處DDM值-0.1556、右105處DDM值0.1559正常，跑道中心線上零DDM值居中。進(jìn)一步說明了發(fā)射信號(hào)正常。

這樣可以把故障定位鎖定在監(jiān)控問題和與整體參數(shù)有關(guān)的組件和相應(yīng)的連線和連接上。監(jiān)控信號(hào)Measurement Aerial的信號(hào)來自Integral Network監(jiān)控整體混合網(wǎng)絡(luò)CRPOS、CRWIDTH、CLWIDTH和來自于近場(chǎng)天線Near Field四路監(jiān)控信號(hào)，送到MDS-L23模塊。航向機(jī)柜的頂上有這四路監(jiān)控信號(hào)連接接口，一路是從近場(chǎng)天線回來的檢測(cè)信號(hào)，三路來自于整體混合監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控信號(hào)：CRPos、CRWidth、CLWidth檢測(cè)信號(hào)。

我們利用PRI對(duì)三路來自于整體混合網(wǎng)絡(luò)的CR Pos、CR Width、CL Width監(jiān)控信號(hào)進(jìn)行RF SDMDDM測(cè)量，測(cè)的航道寬度DDM值0.1863，不正常，其他參數(shù)正常，這時(shí)可把故障點(diǎn)壓縮定位控整體混合網(wǎng)絡(luò)上。整體混合網(wǎng)絡(luò)上與航道寬度DDM值信號(hào)有關(guān)模塊有：MC-PMD-P和ME-P這三個(gè)模塊，為了進(jìn)一步查找故障點(diǎn)，采用了排除故障的基本方法進(jìn)行，通過排除法把故障定位MC-PMD-P ME-P模塊及天線單元感應(yīng)信號(hào)部分。

把設(shè)備關(guān)閉，打開MC-P MD-P ME-P模塊外蓋進(jìn)行外觀檢查沒異常，檢查相關(guān)各電纜連接正常。檢查天線單元監(jiān)控感應(yīng)信號(hào)部分從簡(jiǎn)到繁地檢查。在天線分配箱里旋開擰下21天線根部監(jiān)控感應(yīng)信號(hào)的接頭，用比較法，逐一用萬用表測(cè)量天線監(jiān)控接口的阻值比較，發(fā)現(xiàn)其中第四根天線電阻值明顯與其他天線阻值不一樣，電阻無窮大，正常天線感應(yīng)信號(hào)接頭電阻值為199歐，此時(shí)判斷其中4號(hào)天線故障，將4號(hào)天線單元拆下來，把內(nèi)芯抽出檢查發(fā)現(xiàn)分有一監(jiān)控信號(hào)感應(yīng)信號(hào)線路板故障，修復(fù)感應(yīng)信號(hào)線路板，恢復(fù)第4號(hào)天線單元后，恢復(fù)所有連接線后，開啟發(fā)射機(jī)設(shè)備恢復(fù)工作正常?？偨Y(jié)語：

在儀表著陸系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)、維修過程中，維護(hù)人員除應(yīng)了解設(shè)備工作原理，信號(hào)流程，各模塊功能等，還要仔細(xì)了解設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)，THALES儀表著陸系統(tǒng)設(shè)備對(duì)機(jī)房溫度要求高，溫度變化會(huì)使監(jiān)控參數(shù)產(chǎn)生漂移，嚴(yán)重時(shí)甚至可造成告警關(guān)臺(tái)，維護(hù)人員必須引起高度重視，及時(shí)采取有效措施，保證機(jī)房溫度在規(guī)定范圍內(nèi)，確保設(shè)備正常運(yùn)行，保障安全生產(chǎn)。