基于信號流程儀表研究著陸系統(tǒng)故障的排除方法

任俊生　李俊輝

摘 要：通過分析儀表著陸系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成和信號流轉(zhuǎn)模型，本文研究了一套具有嚴(yán)密邏輯性的設(shè)備故障排除方法。實際排故效果很好地驗證了該方法。

關(guān)鍵詞：儀表著陸系統(tǒng);故障排除;信號流

中圖分類號：V525 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）20-0013-02

Research on Troubleshooting Method of Landing System

Based on Signal Flow Instrument

REN Junsheng LI Junhui

（Henan Province Airport Group Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 451161）

Abstract： By analyzing the system composition and signal flow model of the instrument landing system， this paper studied a set of equipment troubleshooting methods with strict logic. The actual troubleshooting effect is a good proof of the method.

Keywords： instrument landing system;troubleshooting;signal flow

儀表著陸系統(tǒng)（Instrument Landing System，ILS），行業(yè)內(nèi)俗稱盲降系統(tǒng)，是目前國內(nèi)各民用航空運輸機場應(yīng)用最廣泛、性能最穩(wěn)定的飛機精密進近和著陸引導(dǎo)系統(tǒng)[1，2]。該系統(tǒng)的基本原理是由地面發(fā)射的無線電信號實現(xiàn)航向道橫向和下滑道縱向的引導(dǎo)，在空間建立了一條由跑道延伸至空中的虛擬航道，飛機通過機載接收設(shè)備接收無線電信號，進而確定自身與該航道的相對位置，使飛機沿正確方向?qū)?zhǔn)跑道并且按照安全容限范圍內(nèi)的角度平穩(wěn)下降高度，最終實現(xiàn)安全著陸。儀表著陸系統(tǒng)的硬件組成一般包括航向信標(biāo)、下滑信標(biāo)和指點信標(biāo)（指點信標(biāo)根據(jù)飛行程序的要求可選擇不安裝）。本文主要根據(jù)無線電信號從產(chǎn)生到發(fā)射至空中的信號流程，排查設(shè)備故障。

1 系統(tǒng)構(gòu)成及信號流型

1.1 系統(tǒng)構(gòu)成

因航向信標(biāo)和下滑信標(biāo)的構(gòu)成基本類似，本文以航向信標(biāo)為例展開研究。航向信標(biāo)的信號流程為：信號的產(chǎn)生—信號的調(diào)制—信號的放大—信號的發(fā)射—信號的空間檢測。航向信標(biāo)的功能模塊由控制單元、監(jiān)控單元、天線單元和發(fā)射控制單元組成。航向信標(biāo)的雙機相互備份模塊包括監(jiān)控單元和發(fā)射控制單元，二者均為雙機相互備份[3]。故障可以分為發(fā)射通路故障和檢測通路故障。

1.2 信號流型

電源模塊為其他模塊（天線單元除外）提供電能及電壓分配?？刂颇K發(fā)出控制電平信號，通過通信電纜傳遞給發(fā)射控制單元，發(fā)射控制單元各模塊先后產(chǎn)生載波和調(diào)制信號，后經(jīng)過功放板調(diào)制放大，向空間發(fā)射引導(dǎo)航空器的無線電信號。同時，各發(fā)射天線的信號采集點采集監(jiān)控信號，經(jīng)通信電纜傳輸至監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò)進行混合后，與近場監(jiān)控信號一起傳輸至監(jiān)控單元，在監(jiān)控單元進行數(shù)模轉(zhuǎn)換后將監(jiān)控信號傳輸至控制單元，形成閉環(huán)。系統(tǒng)構(gòu)成及信號流如圖1所示。

2 故障排查流程

根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)成和信號流型，人們可以確定以下故障排除流程。

①首先對設(shè)備進行換機，以確認(rèn)故障點位于公共部分還是雙機相互備份模塊。公共部分是指控制單元和天線單元。如設(shè)備換機后正常，則初步判斷故障點位于雙機相互備份模塊，即監(jiān)控單元和發(fā)射單元。

②使用外場測試儀（PIR）在實地對無線電空間信號進行測量，如信號正常，則排除發(fā)射單元故障，初步確定為監(jiān)控單元故障。對監(jiān)控單元進行備件更換，如設(shè)備依然不正常，則確定為連接監(jiān)控單元的通信電纜故障。如外場測試儀測試信號不正常，則初步判斷發(fā)射單元故障，逐一更換發(fā)射單元備件，確定故障點。

③如發(fā)射單元更換備件后，設(shè)備依然不正常，則確定為連接發(fā)射單元的電纜故障。如換機后設(shè)備不正常，則初步判斷故障點位于公共部分，首先更換控制單元備件，如設(shè)備正常，則確定故障點為控制單元。

④如在更換控制單元備件后設(shè)備依然不正常，則確定故障點位于天線單元，繼而使用外場測試儀實地測量信號。如信號正常，則故障點位于監(jiān)控混合網(wǎng)絡(luò);如設(shè)備不正常，則故障點位于天線或天線分配單元。

⑤使用示波器或網(wǎng)絡(luò)分析儀在天線前端接入天線分配單元，與標(biāo)準(zhǔn)信號參數(shù)進行比對。如正常則故障點位于天線，如發(fā)現(xiàn)異常信號，則故障點位于天線分配單元。

3 結(jié)語

儀表著陸系統(tǒng)是目前我國國內(nèi)民航系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛、也最穩(wěn)定的精密進近導(dǎo)航系統(tǒng)，能否快速地排查故障，直接關(guān)系著航班能否正常、安全地運行。本文基于儀表著陸系統(tǒng)的系統(tǒng)組成和信號流型，構(gòu)建了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)呐殴世碚撃Ｐ?，這是一種高效的、邏輯性強的、深入淺出的故障排查方法。

參考文獻：

[1]鮑煥榮.電子儀器儀表的智能化介紹ILS系統(tǒng)的外場測試儀[C]//2001信息技術(shù)電子儀器儀表學(xué)術(shù)會議.2001.

[2]蔡玉偉.民航導(dǎo)航設(shè)備的維護和維修經(jīng)驗淺談[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018（4）：163.

[3]劉勇，吳德偉，王永勝.儀表著陸系統(tǒng)輻射場型的場地影響分析[J].無線電通信技術(shù)，2004（2）：31-33.