27下滑故障案例分析

毛晓冬

摘要：本文简要介绍了27下滑设备天线遭遇台风威马逊后故障现象和维修过程以及校飞发现的问题，分析解决问题实现故障修复的思路和方法。本文介绍了如何利用原理分析告警现象，从而达到进一步保障设备安全稳定运行，保障设备更稳更精确地为飞机提供着陆信号，提高安全保障能力的目的。

关键字：27下滑、上天线、CLR、CL、DDM

GP Antenna Fault Analysis

Abstract：this article introduces the 27 GP Antenna Fault which is caused by terrible typhoon and the problem that be found during the calibration. What is more， the article tell us that we use the principle to explain why this fault happens and how can we do to prevent the fault， in order to maintain the machine.

keyword： 27GP＼up antenna＼CLR＼CL＼DDM

1、故障现象：

2014年8月02日15时30分，美兰机场27下滑台双机出现CL DDM及CLR RF参数告警，导致关机。故障发生后，值班人员迅速进行相关通报，保存数据，并赴外场检查。15时35分，通过遥控面板重新开机成功。由于2014年7月第九号超强台风威马逊先后三次登陆海南。我科室工作人员初步怀疑设备是受到台风的一定影响。

2、故障现象分析：

NM7000 ILS主要由ILS机柜、天线分配网络、监控合成网络、航向/下滑天线阵、近场监控天线、遥控单元、电源、远程监控维护系统（RMS系统）八部分组成。

根据图1可以知道整个下滑信标的组成框图，其核心部分是由下滑信标机柜和一个下滑天线系统（M型天线）组成。室内机柜所产生的CSB、SBO、CLR信号送入天线分配单元进行信号分配，按一定的幅度和相位比例输出至上、中、下天线。

由图1我们可知CSB信号不仅输送给下天线，还反相180°送给中天线，信号合成后，在θ处的信号幅度较强，而越往低角度则信号幅度越小。SBO信号也可以从图中看出来，信号馈送至上、中、下三副天线，信号合成后在θ角上形成下滑道，SBO场型之中，低角度的场强也是很小。而CLR信号的作用，正是弥补低角度的信号覆盖问题，CLR信号馈送至上、下天线，下滑信标采用150Hz调制度为60%、90Hz调制度为20%的方式来调制，使得飞机产生向上飞的信息。[2]NM7000设备信号在送到发射天线发射的同时，每一个天线阵子内部都有一个耦合器将监控信号耦合回来送回监控合成网络。再根据图2可知，其上中下天线信号的幅度相位比例与发射信号一致。室内设备监控器接收来自天线系统的RF信号：CL、DS、NF、CLR，以及测试天线故障的DC-LOOP直流环路检测信号。这些RF信号经过前置解调板MF1219A处理之后转换成模拟信号，之后通过快速傅里叶变换进行数字化，送入到数据处理板MO1212与其中所存储的信号告警门限进行比较，产生告警信息，设备自身将对告警信息作出预警、告警、换机、双机关机等一系列处理。

首先分析三根天线输出CSB、SBO、CLR信号：

上天线辐射SBO、CLR信号，中天线辐射CSB、SBO信号，下天线辐射CSB、SBO、CLR信号。下滑信标的发射信号在送到三个天线阵子发射的同时由天线阵子的耦合器耦合回来，耦合信号是通过U、M、L三根馈线输入监控合成网络，经过监控合成网络进行合成之后输出CL、DS、CLR三个信号。根据图2及图3联合分析，监控合成网络输出的CL信号为上下天线信号的中和：下天线（CSB+0.117SBO+0.2CLR）-上天线（0.117SBO+0.2CLR）=CSB。宽度信号：上、中、下天线取样信号按一定的幅度和相位混合，模拟了空间0.175DDM处的真实信号。即包括CSB、SBO混合信号（宽度信号）和余隙信号。余隙信号：上、中、下天线取样信号按一定的幅度和相位混合，模拟了空间低角度的真实信号。即包括CSB、SBO混合信号和余隙信号。

由上述分析可以得知，上天线故障会导致DS、CLR参数告警，中天线故障会导致DS、CLR参数告警、下天线故障会导致CL、DS、CLR参数告警。了解空间信号的产生的原理之后，进一步分析由故障引起的故障原因及现象，便可以准确对设备故障进行判断检测与检修。

此次设备告警参数未CL、CLR，所以我们重点检查上天线的监控电缆等，发现上天线的监控电缆头部绝缘层因为台风和潮湿等天气原因受到严重的损坏，上天线的位置也因为台风原因有了一定的偏移，导航抢修人员到达现场后，为进行相关检测确定故障原因，发布航行通报，申请27下滑信标从17时30分至24时00分临时停机。使用网络分析仪及外场测试仪，对27信号信标的各天线监控信号参数、各天线发射-监控环路参数、发射天线-近场环路参数。检测的参数都正常，设备运行稳定。于是我们恢复设备运行使用。

由于2014年7月第九号超强台风威马逊先后三次登陆海南，对27下滑设备造成一定的影响。我科室工作人员初步怀疑设备是受到台风的一定影响而使得下滑角度偏低。

于是我科室人员继续开始排除危险源，试图让设备恢复到台风前的状态。

我科室工作人员进行全面检修，到现场检查，用PIR测量的上、中、下监控天线回来的信号，用网络分析仪，对上、中、下发射天线和监控天线进行环路测试，对上、中、下三根天线与近场监控天线的环路测试，测量三个天线的电压驻波比，由此判断设备发射信号正常，故障点在天线的监控信号回路。同时上天线塔检查天线馈线，在晃动上天线电缆时，故障参数变化明显，而摇动中、下天线时，参数基本没有变化。可判断故障点在上天线的监控接口。我们仔细检查发现上天线监控电缆绝缘层有被台风吹裂的迹象，于是我们将旧的绝缘层剪下，重新做了新的绝缘层并对监控头加固，然后再重新测试数据。

27下滑信标检测数据8月16日与8月2日对比

发射-监控环路参数

PIR检测监控电缆信号

PTR检测发射机输出信号

用近场监控天线测量上中下天线辐射特性

整体来说设备数据比之前的更好，设备运行稳定，设备恢复使用。

结语：

海南空管分局仪表着陆系统09盲降与27盲降投产于1998年，设备长期服役导致的老化趋势日益凸显，最主要的表现为设备组件老化，容易受天气影响，尤其在海南台风雷雨高发地带，造成的维护维修成本逐年升高。本文介绍了故障排除分析思路，利用数据进行对比来判断设备的故障点和运行状态。希望能够给大家今后的维修工作带来一定的启发和帮助。

参考文献：

[1]NM7000设备参考资料1998

[2]李韫蕾管伟郭朝辉等.导航设备维修培训平台教材[M].成都：民航西南地区空中交通管理局，2012：114-116.

[3]李炳军胡明波李韫蕾.NM7000A/B仪表着陆设备讲义[M].天津：中国民航大学继续教育学院，2012：130-131.