浅谈关于THALES系列仪表着陆系统双频航向信标系统航向信标LOC411的基本原理，维护及天线阵故障的分析判断及检修

王伟全

摘要：本文主要同通过对THALES系列双频航向信标LOC411的设备框图了解其基本工作原理，各模块功能，信号流程，THALES系列双频航向信标LOC411出现的故障现象进行分析判断、确定故障点，并加以排除。

关键词：航向信标：原理；天线系统；故障：分析；排除

THALES系列仪表着陆系统安装在广州白云机场东西跑道，航向信标型号为THALESLOC411。自开放使用至今，航向信标工作运行了十几年，设备使用年限长，存在老化现象。监控参数受环境温度产生漂移，不定期出现故障，加大设备维护，保障难度。在开放运行过程中，航向天线系统也出现过一些故障。为此，就关于THALES航向设备的运行，维护，分析故障及排除的一些经验体会与大家一起学习交流。

本人对设备分析、维护检修经验，写作水平有限，写作过程难免存在不足和错漏之处，恳请专家教授与同行提出批评指正。

THALES LOCA11为双频双发射机双监控器配置。航向信标配有天线系统为21单元ANN105天线阵，天线单元为对数周期天线，具有天线振子相互干扰小辐射波瓣窄，前后辐射比幅大，具有良好非变频特性天线安装高度低等优点。

在使用和维护中发现THALES盲降设备有一些缺陷，对机房温度要求高。设备工作稳定性受机房温度影响大，机房温度变化较大时监控参数会产生一定的漂移，功率放大器模块工作温度高，功率放大器模块故障率偏高等。发现这些问题后采取了相应的措施，机房采用双空调互为备份，空调温度设定在22℃，保证机房保持在22℃左右，同时把机柜门打开一定角度，利用外置风扇对准机柜吹风，使设备工作在更稳定温度环境下，减少了功率放大器模块故障率，减少了监控器参数漂移，参数更稳定。

双频航向信标组成示意框图：

一、THALES LOG 411双频航向信标基本组成：

·1发射机（TmnsmiRer）

·2监控器（Moniter）

·3本地、遥控通信接口（LRCD

·4电源系统（BCPS）

·5 48V电池组（Battery）

·6天线系统（Antenna system）

·7遥控单元（RMMC）

ILS THALES LOC411机柜

双频航向信标机组成主要由：发射机、监控器等组成。

双频发射机产生航道、余隙的CSB SBO信号，载波上还调制了1020音频认识别信號。

通过功率分配后以一定电平和相位送到天线阵每一个天线单元辐射出去，在空间形成航向信号，给飞机提供对准跑道中心线及偏离跑道中心线的引导信息。

每根天线单元都有一感应探头。对每根天线发射信号进行采样，送整体混合网络，模拟出航道POS信号、航道宽度信号，和余隙宽度信号，作为监控信号送监控器，同时在天线阵前方设置近场天线，对天线阵辐射的航道信号进行采样监控，近场监控信号也送至监控器进行监控。

·1发射机由以下模块组成：

·频率台成器Synthesizer.（SYN）

·载波调制器Modulator 110P（MOD110P）

·边带调制器Modulator 110（MOD110）

·控制耦合器Control coupler（CCP）

·调制信号产生器（信号）Modulation signal generator（signal）（MSG-S）

·调制信号产生器（控制）Modulation signal generator（control）（MSG-C）

·射频转换继电器RF Duplexer（RFD-L23）

频率合成器（SYN）

产生射频频率信号供给载波调制器（MOD110P）、边带调制器（MOD110）和产生基准信号到控制耦合器（CCP）。

航道载波调制器Modulator 110P（MOD110P）

来自频率合成器产生的射频频率信号与来自调制信号产生器（MSG-S）90+150HZ和信号调制音频、1020HZ识别音频信号通过航道载波调制器（MOD110P）调制，产生航道CSB信号

航道边带调制器（MOD110）

来自频率合成器产生射频频率信号与来自调制信号产生器（MSG-S）90-150HZ差信号调制音频、通过航道边带调制器产生航道SBO信号

余隙载波调制器Modulator 110P（MOD110P）

来自频率合成器产生射频频率信号与来自调制信号产生器（MSG-S）90+150HZ和信号、1020音频识别信号通过余隙载波调制器（MOD110P）产生余隙CSB信号，余隙射频频率低航道载波频率12KHZ

余隙边带调制器（MOD110）

来自频率合成器产生射频频率信号与来自调制信号产生器（MSG-S）90-150HZ差信号调制音频通过余隙边带调制器（MOD110）产生余隙SBO信号，余隙射频频率低航道载波频率12KHZ

调制信号产生器（MSG-S）

调制信号产生器（MSG-S）调制信号产生器（MSG-C）组成了调制信号产生器，产生用于载波调制器、边带调制器的调制信号，和控制所以发生在发射机中运行序列控制。

控制耦合器CONTROL COUPLER（CCP）

其作用：用于改善载波调器和边带调制器的输出信号

射频转换继电器RF duplexer（RFD-L）

用于转换发射机上天线与接负载的切换，

·2监控器

·监控器由以下组件组成：

·监控器信号处理器Monitor signal proocssor（MSP-L）

·逻辑控制表决器Control and selector logic（CSL）

·监控器接口适配器Monitor interface asapter（MIA-L）

·监控器分配开关（MDS-L13）

MSP-L对监控信号进行处理量化，对监控参数进行量化，

逻辑控制表决器：CSL其中相应的信号送到CSL实现发射机的转换继电器的控制，对电池控制以及对过放电保护。

MIA-L混合了备机的监控信号送到监控信号处理组件MSP-L进行处理。

MDS-L13对来自整体混合网络的三路监控信号和一路近场信号以及备机监控信号通过MIA-12信号通过监控器分配开关（MDS-L13）监控通道的信号进行分配选择

·3本地、遥控通信接口（LRCI）

·LRCI单元用于通过MODEM与RMMC之间通信联系以及与子系统发射机的MSG-C及监控器的子系统联系。

LRCI由以下组件组成，本地控制及状态显示单元LCSU、专线Moden zua29程控ModenLGN14.4和语音放大電路vAM组成

·4电源系统BCPS

·BCPS完成交，直流转换，提供ILS设备所需要的电压以及电池充放电功能

·BCPS有以下组件组成。

·AC-DC转换器ACC-54输入220V、50HZ输出54V11A供整机使用

·DC-DC转换器DCC-05输入54V输出5V5A供监控器SCL

·DC-DC转换器DCC-28输入54V输出28V

·DC-DC转换器DCC-MV输入54V，输出28V，+15V2A，+5V5A供发射机使用

·5 48V电池组（Battery）用于设备应急电源

·6航向天线系统：

型号21单元AAN105天线，通过功率分配将来自发射机的CSB和SBO信号以一定幅度和相位分配给1-21号天线辐射出去，形成航向信号，提供正在着陆飞机准确对准及偏离跑道中心线的引导信息。

近场监控天线：天线阵前方设置近场天线，对天线阵辐射的航道信号进行采样监控，近场监控信号也送至监控器进行监控用于对航道信号的监控

监控混合网络：对每根天线发射信号进行取样，通过整体混合网络模拟空间等效航道POS信号、航道宽度信号，和余隙宽度的监控信号，送至监控器进行监控。

·7遥控单元（RMMC）用于远程控制本地设备。

二、航向天线阵故障

故障现象

双机告警关台

告警参数

DDM Course width integral，双发射机，机双监控器道整航体宽度DDM参数超门限告警

TX1 MON1：-18.2，MON2：-18 3%

TX2MON1：-18.6，MON2：-18 7%

故障前该参数这个正常值是为：TX1 MON1：-15.2%，MON2=-15.3%。

TX2 MON1=-15.6%，MON2=-15.6%。

DDM Course width integral告警门限为：上限UL-13.5%下限LL-17.5%

故障分析：

初步分析：出现双机告警关台，相同参数告警，基本可判断故障点出在公共部分，接下来判断是发射还是监控出现问题，检查近场，远场监控信号RF SDMDDM正常，然后通过PRI在跑道头左105米、右105米宽度点测量RF SDM DDM正常，说明了发射信号没问题，检查问题重点在监控公共部分和与整体参数有关的组件和相应的连线和接头上。

检查故障：

先开TX2出现故障现与TX1相同告警参数，在监控测量窗口Measurement Aerial：双监控器DDM Course Width integral为：-18.3、-18.7告警，双机同时出现相同的告警参数。检查发射机BITE正常，进一步说明双发射机均正常，基本判断故障问题出在公共部分。

是出在发射问题还是监控问题呢？为了区分是属于发射部分还是监控部分造成的监控参数告警，我们进一步检查近场监控信号RF SDM DDM参数正常，检查远场监控信号RF SDM DDM参数正常，并用PRI进行航向信号外场测试，测试结果RFSDM DDM值测试均正常。测得跑道头左105米处DDM值-0.1556、右105处DDM值0.1559正常，跑道中心线上零DDM值居中。进一步说明了发射信号正常。

这样可以把故障定位锁定在监控问题和与整体参数有关的组件和相应的连线和连接上。监控信号Measurement Aerial的信号来自Integral Network监控整体混合网络CRPOS、CRWIDTH、CLWIDTH和来自于近场天线Near Field四路监控信号，送到MDS-L23模块。航向机柜的顶上有这四路监控信号连接接口，一路是从近场天线回来的检测信号，三路来自于整体混合监控网络的监控信号：CRPos、CRWidth、CLWidth检测信号。

我们利用PRI对三路来自于整体混合网络的CR Pos、CR Width、CL Width监控信号进行RF SDMDDM测量，测的航道宽度DDM值0.1863，不正常，其他参数正常，这时可把故障点压缩定位控整体混合网络上。整体混合网络上与航道宽度DDM值信号有关模块有：MC-PMD-P和ME-P这三个模块，为了进一步查找故障点，采用了排除故障的基本方法进行，通过排除法把故障定位MC-PMD-P ME-P模块及天线单元感应信号部分。

把设备关闭，打开MC-P MD-P ME-P模块外盖进行外观检查没异常，检查相关各电缆连接正常。检查天线单元监控感应信号部分从简到繁地检查。在天线分配箱里旋开拧下21天线根部监控感应信号的接头，用比较法，逐一用万用表测量天线监控接口的阻值比较，发现其中第四根天线电阻值明显与其他天线阻值不一样，电阻无穷大，正常天线感应信号接头电阻值为199欧，此时判断其中4号天线故障，将4号天线单元拆下来，把内芯抽出检查发现分有一监控信号感应信号线路板故障，修复感应信号线路板，恢复第4号天线单元后，恢复所有连接线后，开启发射机设备恢复工作正常。总结语：

在仪表着陆系统设备运行、维护、维修过程中，维护人员除应了解设备工作原理，信号流程，各模块功能等，还要仔细了解设备运行特点，THALES仪表着陆系统设备对机房温度要求高，温度变化会使监控参数产生漂移，严重时甚至可造成告警关台，维护人员必须引起高度重视，及时采取有效措施，保证机房温度在规定范围内，确保设备正常运行，保障安全生产。