SELEX 2110型下滑天線故障分析

摘?要：儀表著陸系統（ILS）是應用最為廣泛的飛機精密進近和著陸引導系統，主要由航向信標、下滑信標和指點標組成，航向信標提供航向道信號，下滑信標提供下滑道信號，指點標指示飛機距離跑道入口距離。因儀表著陸系統存在室外單元部分，容易受溫度、濕度、外來生物侵入等因素的影響，嚴重時造成設備故障告警，影響航班正常安全運行。本文簡要介紹一起SELEX?2110型下滑儀下天線故障案例，從故障現象到故障分析解決，為使用該型號的設備維護人員提供故障分析處理借鑒。

關鍵詞：ILS;SELEX?2110型下滑儀;天線故障

儀表著陸系統也稱為盲降，它能在低天氣標準或飛行員看不到任何目視標準的天氣下，引導飛機進近著陸，所以加強對儀表著陸系統的維護和維修顯得尤為重要。在本部門SELEX?2110型下滑信標運行過程中，曾出現下天線陣子故障導致設備告警關機的不安全事件，當時正處于春運保障期間，又是進近著陸主用方向，對管制運行造成很大壓力，下面將對該案例進行詳細分析介紹。

1?2110型下滑儀設備主要信號流程

SELEX?2110型下滑儀頻率合成器產生90HZ、150HZ、1020HZ音頻信號、航道載波信號和余隙載波信號，這些信號送往航道發射機和余隙發射機，經過調制放大等處理后，產生航道CSB、SBO信號和余隙CSB信號，生成信號再送往切換及混合單元，由該模塊里的繼電器進行上天線選擇。繼電器出來的備用發射機射頻信號經衰減后送給TRU，TRU進行幅度和相位混合處理后，輸出備用機的航道、寬度、余隙等信號給監控器。繼電器出來的主用發射機射頻信號在APCU模塊里對航道CSB、SBO和余隙CSB進行幅度相位調整，生成的信號送往下滑天線進行輻射。

SELEX?2110型下滑儀所采用天線屬于捕獲效應天線，天線分為上、中、下三塊，其中上天線輻射航道SB0、余隙CSB信號，中天線輻射航道SB0、CSB信號，下天線輻射航道SB0、CSB、余隙CSB信號。這些信號在輻射的同時，也會耦合出一部分射頻信號送往MRU，經過MRU的混頻和寬度處理產生發射機的航道、余隙、寬度信號送給監控器進行后續處理。

圖1?MRU監控信號路由

2?故障現象

通過設備的遠端維護監控系統（PMDT），讀出雙發射機執行監控器（雙監控器）航道、余隙RF?Level告警（數值分別為58.9、59），Width?DDM告警（數值為0.314），Path?DDM偏高（數值為0.036）;近場監控器（雙監控器）RF?Level告警（數值為51.4），Path?DDM告警（數值為0.050）。

3?故障排查過程

第一步，將設備備機開啟，切換主備上天線，現象：上天線的主用發射機執行監控器和近場監控參數告警，不上天線的備用發射機機監控參數正常，由此判斷設備發射機及監控器正常，應重點檢查電纜、接頭及室外天線部分。

第二步，從MRU模塊監控信號產生流程中得知，下天線耦合回來的監控信號產生了余隙、航道、寬度監控信號，中天線耦合回來的監控信號產生了寬度監控信號，上天線耦合回來的監控信號產生了航道、寬度監控信號。下滑設備執行監控器的告警參數包括了余隙、航道、寬度，結合原理及故障現象可判斷問題出現在下天線路由部分。

第三步，根據設備監控路由（主用監控：發射機—發射電纜—天線——監控電纜—MRU—監控器;備用監控：發射機—TRU—監控器）判斷，發射機和監控器正常，問題出現在：發射電纜—天線—監控電纜—MRU這一段。用網絡分析儀接上中下發射電纜（發射電纜連天線）測回波損耗，數據：上天線：-21.16dB∠49.85°，中天線：-22.16dB∠65.18°，下天線：-9.35dB∠117.25°，對照08下滑儀巡檢報告數據（報告日期2019.05.16），如下表，確認是下天線發射線纜天線部分出現問題。

第四步，將下天線發射電纜從天線上拆除，接上假負載，用網絡分析儀S21模式測量發射電纜回波損耗數據：-2649dB∠25.41°，確認下天線發射電纜沒問題。對調下天線發射和監控電纜，測量環路損耗數據：-10.30dB∠120.59°，同樣損耗過大，確認問題出現在下天線部分。

第五步，將發射、監控電纜恢復正常，用網絡分析儀測下天線發射—監控環路損耗，大概數值在-10dB左右（損耗過小），通過敲擊下天線，數值在-10dB至-13.14dB左右之間跳動。在設備告警時，用PIR接下天線監控線纜，下天線監控RF值為8.8dBm，輕敲下天線設備恢復正常時，用PIR測下天線監控RF值為11.1dBm左右，此時可以確認下天線存在異常。

第六步，拆除下天線前保護罩，發現下天線內部功分網絡輸入端接地處存在虛焊，如圖2所示，導致接地不良。對下天線內部功分網絡輸入端接地處進行補焊后，測量下天線發射端回波損耗-25.7dB，發射監控環路-13.48dB，開啟設備后正常。

4?故障原因

此次下滑儀下天線故障的原因，是由于下天線在設計生產過程中存在缺陷（接地設計不合理），加上三亞春運繁忙期間重型客機較多，長期受飛機起降產生的震動、溫度變化等多種因素影響，導致接地焊點產生應力變化及金屬疲勞造成脫焊。下天線內部功分網絡輸入端接地處存在虛焊，導致下天線發射—監控環路損耗變小，設備監控參數上導致執行監控器和近場監控器參數告警。同時，虛焊處對震動較為敏感，以至于設備故障初期不穩定、故障排除過程中出現時好時壞的現象。

5?結語

本文主要介紹了實際運行中Selex?2110型下滑儀天線故障的案例，在此次故障處理的過程中，結合了故障現象、測量數據及設備原理進行綜合分析，為此類設備維護人員提供一個解決類似故障的方向。針對此次故障的原因，建議運行部門對該型號設備的天線進行系統檢查，排除存在虛焊的隱患，同時加強對設備室外單元部分的維護管理，做好防潮、防銹、防蟲等工作，提高設備保障水平。

參考文獻：

[1]SELEX公司.Model?2110?CaptureEffect?Glideslope?System?Operations?and?Maintenance?Manual[Z].2008.

[2]中國民用航空總局.航空無線電導航設備第1部分：儀表著陸系統（ILS）技術要求[S].1998.

[3]田翠.航班著陸過程中儀表著陸系統信號異常情況的分析[J].中國新通信，2020（08）：120121.

[4]楊偉.儀表著陸系統故障分析及改進措施[J].通信電源技術，2019（03）：5152.

[5]巨巖.MCU電路分析在儀表著陸系統航向天線設備故障定位中的應用[J].電子元器件與信息技術，2019（11）：34.

[6]韓丹，蔣豪，何昕.電氣化鐵路影響下儀表著陸系統的電磁環境評估[J].科學技術與工程，2019（08）：356361.

[7]李海皓.基于輻射場型分析的儀表著陸系統天線陣運行故障研究[J].航空維修與工程，2019（05）：5457.

作者簡介：周鵬（1993—?），男，漢族，海南瓊海人，本科，初級，研究方向：民航導航。