Thales 420下滑设备投产校飞下滑角角度不符合设计标准的分析与解决

段雪峰

摘 要：本文针对荷花机场08号跑道Thales 420下滑设备投产飞行校验过程中下滑角角度不符合设计标准的问题，利用调整天线阵子位置、扭转外天线角度逐步调整下滑角角度，使之达到飞行校验标准。

关键词：飞行校验；下滑角角度；扭转天线

中图分类号：V351.37 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）19-0084-02

仪表着陆系统（Instrument landing system，简称ILS）是目前最为广泛的飞机精密进近和着陆系统。为了确保盲降设备系统投产后能够长期稳定运行，我们要定期对盲降设备进行投产飞行校验，以保证设备能够稳定地提供准确导航信号。

盲降设备空间信号的合成是多种内外因素共同作用的结果，除了受盲降设备自身软件和硬件的影响外，同时也受外界地形等条件的影响。在投产飞行校验过程中，空间信号调试到最优，应尽量避免对机内进行调整，我们通常选择对下滑天线阵子进行调整来满足校验飞机的要求完成各个检验科目。本文以解决荷花机场08号下滑设备下滑角角度不符合设计要求为例进行介绍分析校飞中通过扭转天线来满足下滑信号要求。

1 问题现象

2018年1月11日按校飞计划对08号下滑设备进行投产飞行校验，校验下滑角度时，发现下滑角度为3.15°，而设计要求为3.2°不符合设计要求。（通常情况下下滑角为3°，由于张家界荷花机场处于山区，受地形影响跑道西高东低，相差15米，故设计要求为3.2°）

2 问题解决

由于是本次是设备的投产校验，在发射机调整好的情况下，技术人员希望通过调整天线振子的方法将下滑较角度调高，尽量不调整发射机，有助于设备的投产后的维护。

张家界荷花机场08号盲降设备采用的是THALES 420设备，其下滑天线为M型天线。M型天线共有三根天线振子，技术人员先后尝试了调整竖直高度，调整水平位置以及扭转天线角度三种方法进行实验，最终将下滑角升高到设计要求值。

M型天线阵是目前能适应各种不同场地、使用最广的一种。这种天线阵使用了上中下三副天线。与M型天线阵配置使用的设备，通常采用双频余隙制，即除了主发射机发射CSB和SBO外，还有余隙发射机发射余隙（CL）信号，两部发射机输出的信号以不同的幅度、相位和组合馈给这三副天线，如图1所示。

M型下滑信标下天线高度的标准公式：

角度为下划线与地面夹角，设计标准为3.2°。频率为109.7MHZ，带入公式h=4.2m。

技术人员将三根天线振子分别依次下降5cm，10cm，15cm，飞行校验数据为下滑角3.13°；再依次下降4cm，8cm，12cm，飞行校验数据为下滑角3.16°；再依次下降6cm，12cm，18cm，飞行校验数据为下滑角仍为3.16°。降天线后下滑角变化不明显，仍然无法达到3.2°的设计标准。

下滑信标辐射的信号只有一个方向，即正对着飞机进近的方向。因此，就可用多个（通常为三个）横向排列的半波振子天线加反射器来满足水平面的辐射特性要求。

下滑信标的水平辐射场型如图2所示。图中可见，其正面的辐射场强远大于侧面的场强。当天线阵离开跑道中心线120米（约400英尺）时，跑道入口处的场强比0°线上的场强约低5%，而在垂直于天线阵的跑道道面上的那一点的场强则明显降低了，但由于此点离天线阵较近，仍有足够的信号强度使接收机工作，直至飞机接地。

这里要注意的是，正由于距离较近，天线阵的位置将会影响CSB天线和SBO天线信号的相对相位，因此必须对天线阵进行偏置补偿。

其中上天线向跑道一侧偏置，下天线向背离跑道一侧偏置。通常情况下偏置量越小跑道到入口高度越低，下滑角越小。技术人员多次改变下滑天线偏置量进行试验，（例如上天线向跑道侧平移5cm，下天线向远离跑道一侧平移5cm，增加天线偏置； 上天线向远离跑道侧平移3cm，下天线向跑道一侧平移3cm，减小天线偏置）但无论是增加偏置还是减小偏置都对下滑角的影响很小，问题仍然存在，下滑角不符合3.2°的设计要求。

常规的天线调整效果并不明显，技术人员观察机场附近环境，怀疑有障碍物对信号造成影响。最后技术人员将三根天线阵子的位置恢复为最初的位置，尝试调整三根天线振子的方向。第一次将三根天线向跑道一侧旋转3mm，校飞结果为下滑角3.17°；第二次将三根天线向跑道一侧旋转1°（旋转量为4mm），校飞结果为下滑角3.19°第二次将三根天线向跑道一侧旋转5mm，校飞结果为下滑角3.18°。通过实验最终技术人员将三根天线向跑道一侧旋转1°，下滑角3.19°符合设计要求。

3 原因分析

下滑信标的天线阵可以安装跑道的任意一边、与跑道中心线平行的直线上。因此，在所有其它选址因素相同的情况下，天线阵应设在远离滑行道等可能出现干扰的跑道一侧，如图3中所示。同样，在选择下滑信标天线阵场地时，还应考虑以后可能的新建设施、或机场扩建而使下滑信标迁址等等的因素。

图中字母所对应的距离：

d—根据下滑角、入口高度和地形决定；

U—60m（200英尺）；

V—75～200m（250～650英尺）；

W—30m（100英尺）；

X—120m（400英尺）；

Y—360m（1200英尺）或d，取大者；

Z—900m（3000英尺）、或到机场边界的距离、或到平坦地形终止的距离，取小者。

根据《166民用航空通信导航监视台（站）设置场地规范第1部分：导航》规定：

B区内不应有铁路、公路，不应有建筑物（航向信标机房除外），不应有高于机场侧净空限制的建筑物、高压输电线、堤坝、树林、山丘等，地面应尽可能平坦。

C区内不应有铁路、公路，不应有建筑物（航向信标机房除外），不应有高于机场侧净空限制的建筑物、高压输电线、堤坝、树林、山丘等，该区域的地形坡度应不超过15%。

如图4所示，张家界荷花机场下滑保護区环境不是十分理想，其中C区与B区的保护区覆盖不够，在C区与B区远离跑到一侧的部分区域有树木，房屋以及山石等障碍物严重遮挡了下滑信号的传播，给设备调试造成了很大影响。

将三根下滑天线向跑到一侧旋转最终使下滑角角度符合设计要求是技术人员多次实验有效避开障碍物遮挡的结果。由此次事件可见下滑保护区对与下滑设备的正常运行十分重要，在条件允许的情况下应尽可能的保证下滑保护区环境良好。

4 结语

下滑角角度是仪表着陆系统投产飞行校验科目之一，投产校验要让设备处于最优状态尽量减少不必要的机内调整，本文案例中介绍了通过调节天线振子改变下滑角的一般方法。在常规方法效果不明显的情况下，采取了扭转天线进行试验的方法。天线扭转5°以内对设备的影响很小，最大程度保证了设备正常运行。通过本案例可见保护区对盲降设备的重要性。空间信号的合成很大程度上受外界环境的影响。我们设备维护人员除了维护好设备本身状态以外，也应关注保护区的保护问题。如保护区内树木生长，新建民房等问题应及时发现，妥善处理。

参考文献

[1]中华人民共和国国家质量监督检查检疫总局中国国家标准化管理委员会.中华人民共和国国家标准GB6364-2013《航空无线电导航台（站）电磁环境要求》[S].

[2]中国民用航空局空中交通管理局.《国际民用航空公约附件10》[S].

[3]中国民用航空局.中华人民共和国民用航空行业标准MH/T4003.1-2014《民用航空通信导航监视台（站）设置场地规范第1部分：导航》[S].