冰雪天氣對儀表著陸系統下滑天線有效地面的影響

2018-11-22 02:23:54黑龍江省機場管理集團有限公司

電子世界 2018年21期

黑龍江省機場管理集團有限公司陳楊

引言：儀表著陸系統是引導飛機進行精密進近和著陸的無線電導航系統，相當于飛機飛行的指南針，它與飛行安全息息相關。由于哈爾濱冰雪天氣頻繁，對儀表著陸系統下滑信標影響較大，這無疑是給機場技術保障部門一個長期又艱巨的考驗。本文從冰雪天氣對下滑天線有效地面產生影響這個角度進行分析研究，并結合哈爾濱機場自身特點和工作經驗，制定相應的應急預案。

1.前言

哈爾濱太平國際機場現有雙向儀表著陸系統，它的地面設備包括航向信標、下滑信標等。其中，下滑信標的主要作用是給進近和著陸的飛機提供與地面成一定角度的下滑道（仰角）信息，即對飛機提供垂直引導（上/下引導）。

圖1 下滑信標反射區積雪、結冰

哈爾濱地處亞寒帶，冬季寒冷漫長，夏季短暫涼爽，春、秋季氣溫升降變化快。從多年觀察分析可以看出，冰雪天氣（尤其是雨夾雪）對下滑信標影響較大。冰雪天氣會造成下滑信標反射區積雪、結冰等，如圖1所示，下滑反射面自身特性和下滑天線有效地面會產生變化，從而導致下滑道上下的ddm值隨之改變，或下滑角的變化量超出規定容限等。因此，在日常工作中，我們須加強防范意識并制定周密的應急預案。

2.理論分析

零基準天線陣是一種最基本的下滑天線，下面就以它為例做詳細分析，其他兩種天線的理論分析與其類似。

2.1 H／h＝2∶1

ddm通用公式：

其中，θv是至信號接收點的任意仰角，m是邊帶波（Ecs）和載波（Ec）的峰值幅度之比，A是SBO天線中邊帶信號和CSB天線中邊帶信號的電流之比，H°和 h°分別為上、下天線離地高度，H°和h°應該以2∶1的比率變化，以保持常數。

當θv→0o時，求導：

當H／h＝2∶1時，ddm的上限出現在載波信號的零點，在θv＝0θ和θv＝2θ處，上限為4mA；且邊帶信號的零點即等于載波信號的零點，為旗告警，沒有假下滑道。

2.2 H／h＜2∶1

冰雪天氣導致有效地平面降低后，使下天線相對變化率大于上天線相對變化率，即導致H／h<2∶1。

例如：上天線的高度H＝30英尺、下天線的高度h＝15英尺，高度比H／h＝2∶1。若有效地平面降低2英尺，則H變為32英尺、h變為17英尺，H／h < 2∶1。

圖2 有效地平面降低后的輻射場型

其輻射場型如圖2所示，兩副天線的相對高度均有所增加，使兩副天線的輻射場型均有所降低；尤其是邊帶天線的高度增高，使實際的下滑角θ’降低，下滑道寬度變窄。

2.3 H／h＞2∶1

冰雪天氣導致有效地平面上升后，導致H／h＞2∶1。其輻射場型如圖3所示，兩副天線的相對高度均有所減小，使兩副天線的輻射場型均有所提高；尤其是邊帶天線的高度降低，使實際的下滑角θ’升高，下滑道寬度變寬。

圖3 有效地平面上升后的輻射場型

3.實際案例

某日，技術人員發現GP23、GP05外場監控器維護告警，立即向主管領導匯報，隨即三人迅速趕赴現場，一人在監控室留守。到達現場時，由于雪情較大，且地面積雪迅速結冰，造成反射區本身特性及其有效地面發生急劇變化，導致雙機關閉，技術人員立刻通知塔臺停止使用。此時，從維護端觀察到GP23、GP05的航道ddm值已迅速偏離至0.066、0.046，已經遠遠超出容限。技術人員即刻請示主管領導，聯系機場相關部門對下滑反射區進行除冰雪工作。冰雪清除后故障排除，設備恢復正常，聯系塔臺管制室。