NM7000A發射機維修實例

羅濤 李天白

【摘要】儀表著陸系統是精密導航進近的關鍵設備，由航向、下滑和指點標等組成。系統發射的信號在跑道前方形成空中無線電通道，為飛機提供著陸引導信號。由于系統集成度高，結構復雜，目前國際上該領域產品只能由幾個公司提供。現國內民航空管系統的儀表著陸設備大多為NORMARC公司（現為INDRA公司）的NM7000系列儀表著陸系統。本文總結了近年來筆者處理過的兩例NM7000A發射機的修復過程，希望能對有相同經歷的同行，提供一些幫助。因本人水平有限，錯漏之處希望同行能多多指正。

【關鍵詞】ILS;儀表著陸;發射機

一、相關原理簡介

儀表著陸系統ILS（Instrument Landing System）是“非目視”進近和著陸的標準助航系統。它為飛機提供對準跑道的航向信號和指導飛機下降的下滑道信號。簡單說，就是為飛機駕駛員提供對準跑道的引導信號，使其能在不具備目視著陸條件的情況下，僅靠儀表指示就能進行安全著陸的系統。

儀表著陸系統采用機內調制和空間調制結合，發射CSB和SBO兩個信號。CSB是機內調制成的調幅波，包含載波和邊帶波，調制信號為90+150Hz此信號沒有方位信息;SBO是純邊帶信號，由90hz和150hz調制信號經過反相處理得到，調制信號是90-150Hz。這兩個信號按一定的大小和相位關系經天線陣發射出去后，CSB和SBO同時被飛機接收，因為兩個信號具備嚴格的相位、幅度關系，故能在飛機接收機內部形成一個包含飛機所處位置信息的調幅波。此合成信號經過接收機內部的檢波、濾波、整流電路，還原出90hz和150hz信號，再由加法器和減法器得到飛機所處位置點上DDM和SDM。當飛機處于航道中線時DDM值為0。

對于CL和NF信號，定義的是發射的航道中線與物理跑道中心線的對應程度。這兩個信號一個由天線陣取樣經監控合成網絡合成得到;另一個由天線中心前方上近場接收天線獲得。CL和NF標稱值為0。

二、具體案例分析

故障情況一：

現象為：監控RMM程序指示CL、DS、NF三個主要測量參數告警，在每個參數內所包含的DDM、SDM發生告警。CL、NF的DDM值為20%（正常為0%）、SDM的值為20%（正常為40%）。當故障發生時，2號機無法工作。因為RMM程序顯示CL、NF的DDM值為20%，且SDM為20%，基本上判斷有一個低頻信號沒有發射出去。所以在信號取樣、接收的過程中只反應出一個低頻信號。再由DDM為20%得出90hz信號通路出現問題。換機操作，確定故障位于2號機。對發射放大組件面板前的CSB、SBO檢測口進行測量，發現無正確的CSB和SBO波形輸出，只檢測到頻率為150HZ的正弦波，符合90HZ通路出現問題的最初判斷。

2號機信號通路為：低頻板LF1223A產生的90HZ、150HZ信號與射頻板OS1221A產生的射頻信號送入發射放大組件LPA1230A。在LPA中，兩個低頻信號經過AC幅度控制—PC相位控制—PA功率放大—FD反饋檢測—CD合成檢測，最終輸出CSB和SBO兩個信號。在整個放大合成過程中，在90HZ和150hz信號通路里加入了的幅度反饋和相位反饋，使各自的幅度保持穩定，相互的相位關系正確。根據分析結果，應首先檢測低頻信號產生板LF1223A的90hz低頻信號輸出是否正常。因為LF90hz的輸出與LPA組件的AC板P1-1腳相連，所以直接用示波器測量該處的信號狀態。經測試，P1-1的90HZ信號正常，表明LF低頻板沒有問題，排除故障可能。再來看AC板的功能。AC板是幅度控制板，其功能是把低頻信號與FD板反饋回來的信號進行比較，再送入調制電流驅動器進行放大。實現比較功能和放大功能的管件主要為運算放大塊OP400和BD135 NPN管。由LF來的90HZ信號送入P1-1腳經級放大后，輸入OP400管U3的15腳，與14腳的反饋信號比較后，經U3的16腳輸入到BD135管Q1的基極，再經Q1放大后，送到PA板卡，作為調制電流。沿此通路進行檢查，發現在U3的14腳無反饋信號，電壓只有0.1V，導致U3的16腳輸出為+15V電壓。90hz信號在此處中斷。對比150HZ通路，14的反饋信號為應為4.4V+90HZ，與U3的15腳：-1.8V+90HZ進行求差放大，得到U3的16腳：+3.8V+90HZ。

對測量結果進行分析得到兩種可能：一種是U3故障，導致通路中斷;另一種是在U3以后的通路里存在故障，導致無反饋信號。因為U3（OP400四路運算放大器）的另外三路放大工作正常，先暫時排除第一種可能。對第二種可能性進行分析，信號經過Q1（BD135）放大后，作為集電極調制的信號源，與來自PC板的載波信號一同加在PA功率放大板，被調制放大到15W左右。仔細觀察PA功放板和PC相控板，發現PA板子器件、接線較少，且可以代換，決定先從PA板著手排故。

用射頻轉接線和跳線將90HZ與150HZ的PA板進行對換，故障依舊。這樣就把故障點暫時縮小到AC板的Q1和PC相位控制板上。代換Q1，故障依然沒有解決。排故的范圍縮小到PC相控板卡上。

PC相位控制板器件布局清晰，上部為150HZ射頻通路，下部為90HZ射頻信號通路，中間為比相電路和±15V、8.5V穩壓電路。來自OS射頻板的射頻信號在板塊前端一分為二入上下兩路。因為器件眾多，逐級排查難度較大，且無參考值，故在RMM中同時關閉90hz和150hz信號。這樣，在比相電路中沒有輸出，變容二極管CD1的端電壓不會發生改變，所以就能上下對比，進行排查。由J1輸入開始，逐級排查Q11/Q1、Q12/Q2、U11/U1、Q14/Q4，在檢查到Q4時，發現異常，Q4是90hz的輸出級，型號為BFG135A寬帶NPN三極管，雙射極鎮流電阻鑲入式設計，集電極較寬，管腳有脫焊現象。對集電極進行補焊，在RMM中恢復90hz和150hz信號后，告警消除。

故障情況二：

現象為：監控RMM程序指示CL、DS、NF三個測量參數告警，在每個參數內所包含的DDM、SDM發生告警。觀察告警參數數值，發現CL、NF的DDM值為20%（正常為0%）、SDM的值為20%（正常為40%）。當故障發生時，2號機無法工作。

1）先對設備進行換機，確定故障點位于2號機內;測量LPA前面板的SBO、CSB口，確定發射機的合成輸出是否正常;檢查后發現無90hz輸出。

2）測量LF低頻板，檢查90hz、150hz信號是否正常;確定正常后用示波器對LPA的AC幅度控制板P1：1進行測量。檢測到90hz正常輸入LPA。

3）檢測AC板上的TP3測試點，發現的90hz被正常放大，送入比較放大器;繼續向后檢查BD135管Q1，輸入輸出正常。

4）檢查PC相控板的J1，測量109.5Mhz射頻頻率正常，J3的射頻輸出也未見異常。

5）檢查PA功率放大板。測量Q1的基極，射頻信號正常;測量P1，90hz信號輸入正常;在Q2的柵極檢測到信號被正常放大，但是在其輸出沒有檢測到放大信號。查手冊Q2為摩托羅拉MOS場效應管MRF134，雙源極N溝道增強型功率放大管。用萬用表檢查發現Q2柵源間短路。用相同型號管子代替后，故障消除。注意，由于MRF134的輸入電阻很高，而柵-源極間電容又非常小，極易受外界電磁場或靜電的感應而帶電，而少量電荷就可在極間電容上形成相當高的電壓（U=Q/C），將管子損壞。故焊接時應將四管腳短路，先從源極起焊。操作時應使用接地良好的防靜電手環和防靜電烙鐵進行焊接操作。

參考文獻

[1]NORMARC Instrument Landing Systems Training Manual.

[2]NM7011 Localizer Schematics and Parts Lists.