NM7000B航向設備DC-LOOP告警故障

徐津京

（中國民用航空華北地區空中交通管理局 北京市 100621）

NORMARC 7000B 系列儀表著陸系統是挪威NORMARC 公司生產的第四代ILS 信標，其性能指標符合國際民航組織附件10 的各項指標要求。該系統采用先進的電子元器件及微處理器，使得整套系統集成化程度高，并具有計算機遠程控制維護和監控的優點。儀表著陸系統（ILS）是向正在著陸的飛機提供水平、垂直及距離引導信息，使飛機能夠安全可靠地降落在跑道上。目前在華北地區儀表著陸系統主流設備為NORMARC7000B。由于設備是24 小時不間斷發射信號，若出現設備告警情況，會直接影響到飛機在進近或著陸過程中獲取的ILS 信號，從而影響飛機的飛行安全。因此做好設備的維護工作是保障空管設備平穩運行的重要基礎。

1 原理介紹

1.1 航向信標

航向信標是儀表著陸系統的重要組成部分，其主要作用是給進近和著陸的飛機提供對準跑道中心線的信息。航向信標輻射由150Hz 和90Hz 調制的兩個調幅信號組成的和信號（CSB 信號）和差信號（SBO 信號），機載接收機通過比較150Hz 和90Hz 這兩個信號的幅度大小，指示飛機“飛左”和“飛右”。由此可見，航向信標的重要性。航向信標（LOC）系統由LOC 機柜（發射機、監控器）、天線分配網絡、監視合成網絡、航向天線系統、遙控系統、遠程維護監控系統（RMS）及電源組成。其中天線分配網絡（ADU）、監控合成網絡（MDU）是航向天線系統的重要組成部分。從發射機輸出的CSB 和SBO 信號，由天線分配網絡按照要獲得的CSB 和SBO 的場型，按照一定的幅度和相位，把射頻能量分配給天線陣中的每一個單元，由天線陣輻射到空間，從而得到所需的空間輻射場型，另外，一直流檢測信號通過DC—LOOP 檢測環也送到每一個天線以檢測天線的完好性。天線分配網絡主要包括微帶電路板、可變移相器、電纜等。[1]監控合成網絡是通過對天線振子的信號進行采樣，并將信號在監視合成網絡中混合，模擬遠場航道和航道扇區。通過合成處理后，模擬生成飛機處于遠場時得到航道信號（CL）、航道扇區的寬度（DS）、余隙(CLR),再送回監控系統。監控合成網絡由微型帶狀電路板、航道線調整相移器、航道扇區調整相移器和連接電纜組成。

1.2 DC-LOOP

面對如此復雜、繁瑣的天線分配電路，我們又是如何監控電路是否完好呢？在我們的遠程維護監控系統中可調取監控器維護參數，值班員可根據各項參數的變化，實時關注設備運行的動態。我們常說的DC-LOOP 即電纜與天線故障監視電路，在儀表著陸系統設備中，它是檢測航向天線及天線電纜是否正常的重要電路。當一條或多條天線電纜以及監控電纜斷連時，導致發射機轉換或關閉，DC-LOOP 就會產生告警信息，從而影響到飛機的運行安全。[2]

一般航向天線陣是由十幾或二十幾個天線振子組成，每一個振子內部都有復雜的電路，為了保證匹配和相位中心在規定內，低通濾波型匹配電路集成于位于天線前面的印刷電路板（FB），RF 變壓器和電阻網絡集成于位于天線背面的印刷電路板MO。根據天線數量和信號的不同，每條DC-LOOP 通路連接一定的數量天線。以某機場20 單元的航向天線陣為例，圖1 是DC-LOOP 的原理圖，圖1 中用箭頭指出的H 點是當有天線電纜、天線或監控電纜斷連時，會影響這點的電勢，即改變了DC-LOOP 值。如圖2 所示，在天線分配單元中，DC-LOOP 分配網絡中，共有4 條DC-loop 通路，每5 跟天線共用一條通路。

可以從上面的介紹了解到，DC-LOOP 從機柜輸出電壓信號，經過機柜、網絡分配單元、發射電纜、發射天線以及監控電纜。DC-LOOP 在設備安裝時期完成所有的鏈路連接，根據手冊中廠家給出的DC-LOOP 門限的建議值，調試人員再結合實際情況測出DC-LOOP 的告警門限，作為以后的一份參考數據。

2 航向天線陣DC-LOOP故障

現對某機場發生的NM7000B 航向信標DC-LOOP 故障進行簡要的分析。

圖1：DC-LOOP 原理圖

圖2：DC-LOOP 的分組

圖3：設備安裝調試期間的DC-LOOP 測試記錄

2.1 故障現象描述

某日夜里，設備監控人員發現航向臺航向信標面板WARNING指示燈亮，通過計算機連接設備檢查發現設備監控器DC-LOOP 項DL1 預警，其中的DL1 顯值：A1058。

2.2 故障分析

請注意DC-LOOP1 到DC-LOOP4 在一些手冊中被編號為DL0到DL3，包括下面的RMM 版本。在無故障的情況下，RMM 監視器窗口中返回的DC 循環值通常為975-980.如果天線信號通路段開，則直流回路會在監控系統中產生DC-LOOP 告警。若參數增加到大于1003 的值，這應該是告警門限。讀取值將取決于哪一個天線可能是開路的。圖3 顯示了典型的告警值。以及矩陣中的哪些單元與特定的天線相關聯。例如，在DC 環路中參數為1047（mon1 和mon2），而其他所有值為976 意味著天線沒問題。A6 信號通路不正常。首先，為了確定A6 與DC-loop2 相關聯，需要與調試記錄文檔中的DC-loop 表進行比較檢查，此外還需要將返回值與當前值進行比較。[3]由于直流回路正在從兩個MO 板獲得并聯的電壓，兩個監視器通過直流回路來檢測錯誤。如果有一塊單板出現故障，直流回路測不到故。

參考技術手冊中給出的建議，通過分析設備故障現象和對比設備安裝調試期間的DC-LOOP 測試記錄（圖3），判斷為航向天線振子A7 中的DC-LOOP 線路故障。

2.3 如何排除故障

（1）對DC-LOOP 電阻網絡進行檢查，各元器件沒有明顯老化及燒毀跡象，對DC-LOOP 電路中各個接頭進行檢查，全部解除良好，未發現異常現象。

（2）通過斷開A7 或M7 連接電纜頭，檢查發現設備監控器各項主要參數變化明顯，其中航道射頻（CL RF）值：w2.68，達到預警值，進場射頻（NF RF）值：a2.58，參數達到告警值。

重新連接后，設備監控參數除DC-LOOP DL1 項有告警外，其他參數均恢復正常，說明A7 航向天線的發射通路和M7 的監控信號通路正常。

（3）然后通過更換A7 航向天線振子的MO 板后，DC-LOOP故障現象沒有變化。

（4）最后通過更換A7 航向天線振子的FB 板后，DC-LOOP DL1 參數恢復正常值976。

2.4 結論

通過以上對DL-LOOP 故障分析，在排除設備故障中，首先要根據故障現象判斷是DC-LOOP 的公共部分還是單獨航向天線單元。然后根據DC-LOOP 的原始測試記錄，對比DC-LOOP 的監控器檢測值判斷是對應的那個航向天線振子，最后通過更換相應板件排除故障。

3 針對DC-LOOP故障，如何加強維護NM7000B設備

（1）加強對DC-LOOP 參數的監控。航向信標是為飛機提供對準跑道中線的信號，其設備的穩定性直接關系到信號的準確性。在日常的值班中，一直比較關注航道信號（CL）、航道扇區的寬度（DS）、余隙(CLR)的參數信息。今后，也要將DC-LOOP 參數作為監控重點，實時關注設備參數細微的、潛在的變化，及時解決問題，以免對航班造成影響。

（2）做好巡檢工作。制定適用于設備運行的巡視檢查計劃，巡檢人按要求對設備周圍環境、避雷、天線振子、饋線、電纜接頭等科目進行檢查，檢查天線直流回路可用DC-LOOP 組件進行判斷，方法為依次斷開天線電纜的接頭，測量電壓，只要有一個振子的電纜斷開，則繼電器都不吸合。還包括檢查電纜頭是否緊固，以及回路電纜、電阻網絡的情況，對發現的異常問題及時解決，才能保障設備的正常運行。

（3）保證備件的充足。由于ILS 儀表著陸系統的航向天線、下滑天線都放置在室外，用于連接的電纜也埋在土地下面，長期的風吹日曬，難免會對設備的公共部分產生影響，一旦出現故障，會直接影響設備的正常運行。單位應梳理好自己的備件庫，對于缺少的板件，應及時采購。若設備出現故障時有可替換的板件，保障設備的正常運行。

4 總結

隨著民航業的快速發展，空中交通狀況日益復雜，儀表著陸設備作為民航飛行的重要組成部分，設備的平穩運行是保障飛行安全的基礎。作為設備維護人員，要加強安全意識，提高對設備告警的排故能力，一旦遇到故障，結合實際情況，將發射機、監控器、功能板件、設備原理、信號流程進行多方面分析，快速定位故障點，制定有效的解決措施。由于儀表著陸設備的特殊性，需要24 小時不間斷向空中發射信號，就像人們的心臟一樣，既不能休息還要將血液輸送到身體的各個部位，所以我們更要精心維護好設備。指引天空中的飛機找到回家的“路”，安全、平穩地著陸機場。