陈建华
（民航中南空管局，广州 510405）
摘 要：仪表着陆系统（ILS）设备的宽度告警可引起设备关闭中断服务,严重影响航空安全。维护人员在日常维护要加强该参数监控，当发现该问题应及时处理。本文介绍了航向与下滑两个典型案例，根据航向天线系统复杂、部件众多的特点，制定检修流程，提高故障定位的准确性和效率；着重分析下滑监控的原理，在正确理论指导下排查疑难杂症。思路和方法为技术维护人员提供参考和实践指导。
关键词：常见问题；宽度参数告警；原理分析；解决思路
1.前言
仪表着陆系统的航向与下滑设备是最重要的空管导航设备，它负责引导飞机在恶劣天气下进近着陆，其正常运行是确保飞行安全的关键。设备目前被广泛安装使用于国内各机场，为我国民航事业稳定发展作出了很大的贡献。在实际维护运行中,设备的宽度参数因为涉及多天线的载波和边带信号的合成,部件多电路结构复杂易发生故障,而且天线处于室外易受外界环境因素的干扰,引起该参数较敏感,容易产生参数不稳和漂移等情况。设备出现宽度参数告警或参数不稳，将形成了安全的隐患，困扰着众多的维护人员。本文以两个维修案例为基础着重介绍解决以上问题的方法和思路。
2.航向设备宽度参数检查流程制定与应用
一套型号为TLALES LOC411的航向设备出现宽度监控参数DDM Course Width Integral漂移产生预警，检查两部发射机均存在该参数漂移的现象。涉及该问题的部件众多，包含双发射机、天线分配单元，21根天线组成的天线阵，监控混合网络等等，告警参数和部分部件如图1。
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图1 告警参数和众多的组件
为了有方向性地排查故障，降低排故难度，制定图2思路及检查方法流程。
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图2 思路及检查流程
流程选取关键节点为判断依据，从设备公共部分开始检查，关键节点把故障点定位对应设备某一部分，经节点后向两端逐级检查。流程具体如下：
1）关键节点1：监控混合网络的输出，该节点可以区分故障是监视器还是监控混合网络及发射部分引起。使用PIR外场测试仪进行测量。节点1正常，可以判断机柜内的监视器及天线系统到机柜的线路存在故障；节点1不正常，可以判断机柜发射部分、天线分配网络和监控混合网络存在故障。
2）关键节点2：机柜的SBO输出功率，该节点可以区分故障是室内机柜还是室外天线系统引起。使用功率计进行测量。节点2不正常，可以判断机柜发射部分及线路存在故障；节点2正常，可以判断天线系统存在故障。
3）关键节点3：监控混合网络的输入，该节点可以区分故障是由天线系统的发射部分还是监控部分引起。使用PIR测量监控混合网络的输入信号强度，根据信号分布规律，判断是否正常。节点3正常，可以判断监控混合网络存在故障；节点3不正常，可以判断天线或天线分配单元存在故障。
利用以上流程解决本次THALES LOC411航向设备宽度漂移故障的过程如下：
1）选取关键节点1：监控混合网络的输出。在设备宽度漂移出现预警的情况下，PIR测量监控混合网络宽度输出为-16.3%，与最近一次年维护数据-15.6%存在0.7%偏差；
2）节点1不正常，可以判断机柜发射部分、天线分配网络和监控混合网络存在故障；
3）选取关键节点2：机柜的SBO输出功率。测量机柜输出SBO功率1.41w/1.37w，与最近一次年维护数据1.4w/1.3w，基本吻合，功率正常。
4）节点2正常，可以判断天线系统及线路存在故障。
5）选取关键节点3：监控混合网络的输入。测量监控混合网络输入的信号强度，发现16号天线信号强度弱于17号天线，存在异常。
6）节点3不正常，可以判断天线或天线分配单元存在故障，对天线发射、天线-监控环路、天线分配网络逐级检查，在任一级出现不正常情况，则定位故障在该级。
7）测量天线回波损耗，均满足RF值小于-20dB的要求，可以判断天线发射正常。
8）测量天线-监控环路，并与历史正常情况的基准数据比较，发现16号天线耦合性能变差0.5dB，将故障定位在16号天线的监控耦合板。
从实际的应用证明，故障检查流程思路清晰，覆盖有关的众多部件，定位故障点作用明显高效，流程具有实际意义。
3.下滑宽度告警的原理分析
下滑信标监控参数中，宽度是较活跃的参数，天气温度的改变，会使宽度DDM产生变化，但是宽度的变化应在一定范围内，不应达到或超出告警门限，当出现双发射机双监控器的宽度变化告警时，因涉及到天线系统等公共部分，且调整与射频相关的部件均应进行飞行校验，所以通常难于处理。因其联系到的不仅是SBO与CSB的幅度比，而且和CSB、SBO之间的相位也有很大关系。遇到双机宽度告警时，关键在于区分是信号的幅度还是相位引起故障，处理相位问题时更要熟悉设备整机的相位调整方法，现详细介绍双机双监控器宽度告警的一个故障检修案例过程：
一套捕获效应下滑在持续的雨天后，双机双监控器宽度值下跌到接近告警门限。判断故障点应在天线分配网络、天线系统和监控混合网络等公共部份。仔细检查上、中、下天线的正、反向功率和设备正常时记录的数值一样，再用PIR检查单根天线的取样监控信号，其幅度基本上没有变化，由此可以肯定问题是在相位方面。
分析捕获效应下滑监控混合网络的原理[1]（图3）：通过移相器调整上天线取样信号的相位，抵消掉下天线取样信号中的SBO和余隙信号，然后下天线CSB信号分为两路。一路作为航道DDM检测；另一路和经过相位调整的中天线取样信号进行比较得出宽度DDM，中天线取样信号相位调整的原则是使其SBO信号与下天线CSB相位保持一致，使两者相位差Φ值为0°。
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图3 下滑监控混合网络的原理
利用其原理进行检查，断开航道整体检测器，连接PIR，航道DDM值在宽度正常和告警时基本保持不变，从监控器检查航道DDM也是很稳定的。由此证明上、下天线及其附属的器件都正常，问题应在中天线上。再断开宽度整体检测器，连接PIR，DDM值与监控器的显示值同样出现较大变化。另外更发现在正常和告警两种情况下，在SBO通道串接90°线，DDM值远离只发射CSB信号时的基准值。另取一个移相器连接中天线监控电缆进行调整，可达到要求值。在校飞后按设备附带手册的标准重调监控混合网络，设备宽度参数一直保持在正常范围内。
宽度DDM参数反映的是SBO调制度，其取决于CSB和SBO之间的幅度和相位，SBO形成的调制度为SBO/CSB*COSΦ（Φ是CSB与SBO的相位差）。假如Φ值不为0°，从COSΦ函数来看，离0°值越远，其切线的斜率越陡，也就是相角变化时引起幅值的变化率越大，这也是我们调整设备相位时采用最小法取其变化较灵敏，而不用最大法的原因。设备长期使用过程中由于各种的原因使相位与初装时相比有一定的变化，监控混合网络移相器的移相没有及时修正，温度湿度的改变使天线内的耦合信号相位出现微小变化时，宽度值就产生较大的变化。实测在设备上，移相器调整正确时，发射机面板上边带相位调整1格时，宽度值变化仅为0.005DDM，而移相器偏移正确值1格时，相同的发射机边带相位变化却引起宽度值变化0.018DDM。假如发现设备监控器的射频电平和宽度之间的变化没有一定关系（LVL↑、WIDTH↓和LVL↓、WIDTH↑）时，建议检查一下监控混合网络的中天线相位调整。
4.结束语
正常的宽度参数方便飞行中的进近航班如常地捕获航道，过大或过小的宽度值都会影响飞行员对准航道的操作，造成安全隐患。在ILS系统中宽度的形成使用空间合成信号的复杂理论而且天线系统庞大部件众多，这些是造成宽度参数出现告警不稳定的客观原因。通过两个案例处理，利用制定航向检查流程和对下滑宽度原理的分析成功解决设备的问题。过程中详细描述信号流程和宽度合成原理，对于技术人员理解设备原理具有较好指导作用和作为检查处理故障的参考。
［参考文献］
[1] ILS - LOC 411/ GS 412 - Technical Manual Description, Operating, Maintenance