淺談西安咸陽國際機場DME設備限用問題的解決方案

【摘要】西安咸陽國際機場05L跑道THALES DME設備于2011年11月安裝開放。在2012年9月初進行定期飛行校驗時，發現DME的信號局部覆蓋不足。經校飛機組多次驗證，設備信號在部分區域仍未通過飛行校驗標準，被規定限制使用。基于上述背景，筆者結合咸陽市無線電委員會多次進行的周邊場地勘測結果開展專題研究探討，初步擬定出問題解決方法。并在東方航空公司、飛行校驗中心、管制中心和導航技術人員的聯合測試下，最終實施并解決了DME設備限用問題，為安全運行提供了更加優質的保障服務，也為其它機場解決類似問題提供了經驗和參考。

【關鍵詞】飛行程序變更；測距機（DME）；信號覆蓋；限制使用；飛行校驗

1.引言

作為無線電導航設備中較為重要的一種，測距機（DME）是在第二次世界大戰期間發展起來的有源脈沖式近程測距導航系統，從1959年起，它已成為國際民航組織批準的標準測距系統，獲得廣泛的應用。盡管測距機已經在民用航空運用了較長的時間，但是其在導航中所起的作用并沒有減弱；相反，隨著區域導航、PBN導航技術的不斷發展，DME—DME定位可以獲得更高的精度，因此DME的作用顯得越來越重要。

2.飛行程序變更后產生限制使用區域的原因

西安咸陽國際機場05L跑道的 DME設備安裝于2011年11月，同期通過了飛行校驗并順利投產。2012年5月咸陽機場二期工程完成后，由單跑道運行程序升級為為雙跑道運行程序。但在2012年9月初雙跑道運行后的設備定期飛行校驗過程中，發現DME設備的信號在13.5至16.5海里處信號強度過低，經反復調整設備參數仍無法達到飛行校驗標準要求，05L DME被限制使用。

3.對信號盲區產生原因的理論分析

在校飛后進行原因分析時，通過查看設備歷史資料，發現該DME設備是單跑道運行時安裝的，在雙跑道運行后才出了限用問題。比對雙跑道的管制進近程序，該DME設備由單跑道運行時的11海里更改為雙跑道運行的17.7海里。THALES FSD-45 DME設備參數的信號覆蓋項，當飛機在20000米以上高空時，測距不少于400公里。管制進近程序短短6.7海里的變更，怎么會影響幾百公里輻射范圍的設備信號覆蓋呢？本文將其原因歸結如下：

①05L#下滑DME進近方向有干擾存在；

②飛機姿態，飛機在13.5至16.5海里不是平飛；

③DME天線發射的信號在13.5至16.5海里有盲區；

④ 地形因素。

4.測試方案、結果及推論

4.1 實驗課目及結果

為查明原因，根據校飛程序討論并協調校驗中心制訂了校飛方案逐次進行了以下實驗，如更換頻率，現象不變；（證實沒有接近頻段的無線電干擾）；調整功率，超限缺口改變，但是無法完全消除；（證實功率對輻射距離產生的印象不大）等。由于以上實驗結果并未找出明顯問題點，經討論在之后的12月10日儀表著陸系統校飛過程中繼續了兩次校飛試驗。首先判斷在05L#進近方向13.5到16.5海里之間可能存在無線電干擾。隨后導航技術人員協調西北空管局監控中心和咸陽市無線電委員會工作人員多次在現場及周邊測試排查了無線電干擾和超高建筑遮擋干擾導致信號強度過低的可能。

4.2 場地因素情況排查

4.2.1 無線電導航臺站電磁環境要求

根據測距機場地規范（GB6364-86航空無線電導航臺站電磁環境要求；MH/T4006.3-1998航空無線電導航設備第3部分測距儀技術要求；MH/T4003-1996航空無線電導航臺和空中交通管制雷達站設置場地規范；）對DME設備的場地要求，應符合以下3個條件，如以天線為中心，半徑100m 以內不應有建筑物（機房除外）；半徑100m-300m之間金屬結構；半徑50m以內不應有樹木；半徑100m以內不應有金屬柵欄和拉線及流量大的鐵路、公路等。

4.2.2 場地影響理論分析

①在DME設備天線安裝理論中，由于天線的固有特征，垂直輻射模式的主瓣會有一個傾斜，傾斜角度相對于地平線上升3至5o。主天線的波瓣的垂直寬度通常是約8o，其在水平線上的幅度比在水平線上3到5o輻射的最大值小2到3dB。因此，該天線系統受場地影響較小。

②在超短波、微波波段，電波在傳播過程中遇到障礙物會對電波產生反射，緩坡可能造成多徑傳播現象，使到達飛機接收天線的信號存在多種反射波。多徑傳輸能夠使得信號場強的空間分布變得相當復雜，其對地方信號場的強弱也有很大影響。上述兩種分析與這段處于跑道延長線上的20.5米左右高度的緩坡場地環境有關。

5.制定解決方案

DME系統工作在L波段的962至1213MHz，發射的信號屬于超短波，頻率很高，波長很短，它的地表面波衰減很快，因此主要是由空間波進行傳播。空間波是在空間范圍內沿直線方向傳播的波，根據視距計算公式r0=4.12（）（km），在同等發射功率的情況下，電磁波的傳播距離與發射天線的高度和接收天線的高度有關。當進近程序中飛機的接收天線高度（1500米左右）基本確定的情況下，如果適當增加發射天線的架設高度就可以增加信號的接收距離。

5.1 方案的驗證

在2013年5月下旬的儀表著陸系統定期校驗前，導航室工作人員提前做出升高天線的實驗計劃，協調東方航空公司使用升降車升高05L#DME天線，同時由校驗飛機在限用區域接收信號進行檢測，最終試驗結果如下：

①升高05L#DME天線到 14.2米時，信號可滿足要求；

②升高05L#DME天線到12米時，信號滿足要求；

③升高05L#DME天線到10米時，信號強度較低，不能滿足要求。

5.2 方案的確定與實施

比對試驗結果，當天線架高到12米以上時，該現象消失。理論通過，技術可行，導航室立即著手進行天線桿的改造。技術人員決定重新制作天線基座，將05L DME設備發射天線升高至13.5米。5月30日晚，導航室人員精心組織，合理分工，進行了天線的升高架設工作，及時將天線安裝固定到位。

6.結束語

5月31日凌晨，當貝克對講機中傳出校飛機組校驗員“DME參數合格”的聲音，DME限用問題被徹底解決了。從2012年9月初到2013年5月下旬的9個月時間里，通過技術人員不懈的研究與努力，終于解決了DME設備在信號覆蓋上的疑難問題。為航空安全保障提供了更加優質的服務，也為全國其它機場解決相關設備的類似問題提供了經驗和參考。

參考文獻

[1]《航空無線電導航臺站電磁環境要求》.本標準由國務院、中央軍委無線電管理部門提出，空軍司令部組織起草，主要起草人郭恒謀、閻榮澤.

[2]王建.天線原理.

[3]高峻.測距機.甘肅空管分局.

[4]劉彥弘.THALES FSD-45 DME設備.西北空管局.

[5]校驗飛行程序.中國民用航空飛行校驗中心.