NM7000A发射机维修实例

罗涛 李天白

【摘要】仪表着陆系统是精密导航进近的关键设备，由航向、下滑和指点标等组成。系统发射的信号在跑道前方形成空中无线电通道，为飞机提供着陆引导信号。由于系统集成度高，结构复杂，目前国际上该领域产品只能由几个公司提供。现国内民航空管系统的仪表着陆设备大多为NORMARC公司（现为INDRA公司）的NM7000系列仪表着陆系统。本文总结了近年来笔者处理过的两例NM7000A发射机的修复过程，希望能对有相同经历的同行，提供一些帮助。因本人水平有限，错漏之处希望同行能多多指正。

【关键词】ILS;仪表着陆;发射机

一、相关原理简介

仪表着陆系统ILS（Instrument Landing System）是“非目视”进近和着陆的标准助航系统。它为飞机提供对准跑道的航向信号和指导飞机下降的下滑道信号。简单说，就是为飞机驾驶员提供对准跑道的引导信号，使其能在不具备目视着陆条件的情况下，仅靠仪表指示就能进行安全着陆的系统。

仪表着陆系统采用机内调制和空间调制结合，发射CSB和SBO两个信号。CSB是机内调制成的调幅波，包含载波和边带波，调制信号为90+150Hz此信号没有方位信息;SBO是纯边带信号，由90hz和150hz调制信号经过反相处理得到，调制信号是90-150Hz。这两个信号按一定的大小和相位关系经天线阵发射出去后，CSB和SBO同时被飞机接收，因为两个信号具备严格的相位、幅度关系，故能在飞机接收机内部形成一个包含飞机所处位置信息的调幅波。此合成信号经过接收机内部的检波、滤波、整流电路，还原出90hz和150hz信号，再由加法器和减法器得到飞机所处位置点上DDM和SDM。当飞机处于航道中线时DDM值为0。

对于CL和NF信号，定义的是发射的航道中线与物理跑道中心线的对应程度。这两个信号一个由天线阵取样经监控合成网络合成得到;另一个由天线中心前方上近场接收天线获得。CL和NF标称值为0。

二、具体案例分析

故障情况一：

現象为：监控RMM程序指示CL、DS、NF三个主要测量参数告警，在每个参数内所包含的DDM、SDM发生告警。CL、NF的DDM值为20%（正常为0%）、SDM的值为20%（正常为40%）。当故障发生时，2号机无法工作。因为RMM程序显示CL、NF的DDM值为20%，且SDM为20%，基本上判断有一个低频信号没有发射出去。所以在信号取样、接收的过程中只反应出一个低频信号。再由DDM为20%得出90hz信号通路出现问题。换机操作，确定故障位于2号机。对发射放大组件面板前的CSB、SBO检测口进行测量，发现无正确的CSB和SBO波形输出，只检测到频率为150HZ的正弦波，符合90HZ通路出现问题的最初判断。

2号机信号通路为：低频板LF1223A产生的90HZ、150HZ信号与射频板OS1221A产生的射频信号送入发射放大组件LPA1230A。在LPA中，两个低频信号经过AC幅度控制—PC相位控制—PA功率放大—FD反馈检测—CD合成检测，最终输出CSB和SBO两个信号。在整个放大合成过程中，在90HZ和150hz信号通路里加入了的幅度反馈和相位反馈，使各自的幅度保持稳定，相互的相位关系正确。根据分析结果，应首先检测低频信号产生板LF1223A的90hz低频信号输出是否正常。因为LF90hz的输出与LPA组件的AC板P1-1脚相连，所以直接用示波器测量该处的信号状态。经测试，P1-1的90HZ信号正常，表明LF低频板没有问题，排除故障可能。再来看AC板的功能。AC板是幅度控制板，其功能是把低频信号与FD板反馈回来的信号进行比较，再送入调制电流驱动器进行放大。实现比较功能和放大功能的管件主要为运算放大块OP400和BD135 NPN管。由LF来的90HZ信号送入P1-1脚经级放大后，输入OP400管U3的15脚，与14脚的反馈信号比较后，经U3的16脚输入到BD135管Q1的基极，再经Q1放大后，送到PA板卡，作为调制电流。沿此通路进行检查，发现在U3的14脚无反馈信号，电压只有0.1V，导致U3的16脚输出为+15V电压。90hz信号在此处中断。对比150HZ通路，14的反馈信号为应为4.4V+90HZ，与U3的15脚：-1.8V+90HZ进行求差放大，得到U3的16脚：+3.8V+90HZ。

对测量结果进行分析得到两种可能：一种是U3故障，导致通路中断;另一种是在U3以后的通路里存在故障，导致无反馈信号。因为U3（OP400四路运算放大器）的另外三路放大工作正常，先暂时排除第一种可能。对第二种可能性进行分析，信号经过Q1（BD135）放大后，作为集电极调制的信号源，与来自PC板的载波信号一同加在PA功率放大板，被调制放大到15W左右。仔细观察PA功放板和PC相控板，发现PA板子器件、接线较少，且可以代换，决定先从PA板着手排故。

用射频转接线和跳线将90HZ与150HZ的PA板进行对换，故障依旧。这样就把故障点暂时缩小到AC板的Q1和PC相位控制板上。代换Q1，故障依然没有解决。排故的范围缩小到PC相控板卡上。

PC相位控制板器件布局清晰，上部为150HZ射频通路，下部为90HZ射频信号通路，中间为比相电路和±15V、8.5V稳压电路。来自OS射频板的射频信号在板块前端一分为二入上下两路。因为器件众多，逐级排查难度较大，且无参考值，故在RMM中同时关闭90hz和150hz信号。这样，在比相电路中没有输出，变容二极管CD1的端电压不会发生改变，所以就能上下对比，进行排查。由J1输入开始，逐级排查Q11/Q1、Q12/Q2、U11/U1、Q14/Q4，在检查到Q4时，发现异常，Q4是90hz的输出级，型号为BFG135A宽带NPN三极管，双射极镇流电阻镶入式设计，集电极较宽，管脚有脱焊现象。对集电极进行补焊，在RMM中恢复90hz和150hz信号后，告警消除。

故障情况二：

现象为：监控RMM程序指示CL、DS、NF三个测量参数告警，在每个参数内所包含的DDM、SDM发生告警。观察告警参数数值，发现CL、NF的DDM值为20%（正常为0%）、SDM的值为20%（正常为40%）。当故障发生时，2号机无法工作。

1）先对设备进行换机，确定故障点位于2号机内;测量LPA前面板的SBO、CSB口，确定发射机的合成输出是否正常;检查后发现无90hz输出。

2）测量LF低频板，检查90hz、150hz信号是否正常;确定正常后用示波器对LPA的AC幅度控制板P1：1进行测量。检测到90hz正常输入LPA。

3）检测AC板上的TP3测试点，发现的90hz被正常放大，送入比较放大器;继续向后检查BD135管Q1，输入输出正常。

4）检查PC相控板的J1，测量109.5Mhz射频频率正常，J3的射频输出也未见异常。

5）检查PA功率放大板。测量Q1的基极，射频信号正常;测量P1，90hz信号输入正常;在Q2的栅极检测到信号被正常放大，但是在其输出没有检测到放大信号。查手册Q2为摩托罗拉MOS场效应管MRF134，双源极N沟道增强型功率放大管。用万用表检查发现Q2栅源间短路。用相同型号管子代替后，故障消除。注意，由于MRF134的输入电阻很高，而栅-源极间电容又非常小，极易受外界电磁场或静电的感应而带电，而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压（U=Q/C），将管子损坏。故焊接时应将四管脚短路，先从源极起焊。操作时应使用接地良好的防静电手环和防静电烙铁进行焊接操作。

参考文献

[1]NORMARC Instrument Landing Systems Training Manual.

[2]NM7011 Localizer Schematics and Parts Lists.