NM7000B型仪表着陆系统航向信标室外天线故障分析

董思文

[摘要]本文简要介绍了NM7000B型仪表着陆系统航向信标天线系统的工作原理，通过一次雷击故障实例，对天线排故的过程进行了分析，列举出了多种检查方法，并总结了一套针对性的天线检修的方法。

[关键词]NM7000B ILS；室外天线

引言

仪表着陆系统简称ILS（Instrument Landing System），又称为盲降系统，是国际民航组织现用的标准着陆系统。目前全国大部分民用机场都配备了这套系统来引导飞机落地。这套系统包括了三类信标：引导飞机对准跑道的航向信标、引导飞机下降的下滑信标和提供飞机决断点的指点信标。其中航向信标提供覆盖跑道及其延长线的水平方向上的引导信号，这个引导信号由十对室外天线对外辐射，一旦天线部分出现故障，将导致整个仪表着陆系统无法使用。在航班延误问题严峻的今天，如何快速找出并排除故障，正是本文要讨论的议题。

1.航向信标天线系统原理

深圳机场安装的是挪威Normarc公司生产的NM7000B型仪表着陆系统，于2011年投入使用，其中航向信标由ILS机柜、天线分配网络（ADU）、监控合成网络（MCU）、航向天线阵、近场监控天线（NF）、遥控单元（RMS）、电源和远端维护系统组成。由ILS机柜输出CSB和SBO信号至ADU，ADU以一定的幅度和相位将信号分配至每一根天线，天线阵辐射的信号在空中形成需要的场型，供飞机使用。

2.典型案例分析

2.1.故障现象及初步分析 深圳机场在经历一次强雷雨过程中，该航向信标监控器出现DS DDM、NF DDM、CLR DDM和CLR RF参数告警，导致该设备双发射机关闭。由于是双发射机双监控器告警，所以两部监控器或两部发射机同时故障可能性很小，同时近场监控数据告警，初步判断是公共部分故障，即天线分配网络、天线阵以及传输电缆。接下来需要一一排查。

2.2.故障分析及排查 2.2.1.初步检查 由于故障时正值雷雨天气，我们先进行了室内检查。（一）检查机房至天线阵电缆。第一步，分别断开ILS机柜内的输入输出电缆，在ADU与MCU内用万用表测试电缆电阻，电阻值均为无穷大；第二步，将机柜端输入输出电缆短路，同样方法测得电阻值均为0。这说明机房至天线阵的发射和监控电缆均正常。（二）检查机房至ADU发射电缆。分别断开机房ILS机柜内的输入输出电缆，将网络分析仪输出端port1分别与ADU内COU CSB、COU SBO、CLR CSB、CLR SBO发射电缆连接（不含天线振子）。将测得的衰减值与历史记录比较，结果一致，说明机房至ADU的电缆正常。（三）检查监控信號。开启设备，至MANUAL位，在ILS机柜内，将PIR输入端与ILS机柜监控电缆的输出端连接。测得两部机DS、CLR、CL、NF四个通道的DDM、SDM、RF值均正常，说明监控器正常。（四）发射功率检查。将设备开启，至MANUAL位，在ILS机柜内，将功率计输入端与发射电缆的输出端连接。结果如下：

与标称值比较，正向功率均正常，而CLR SBO反向功率偏大，说明发射机本身正常，信号发射受阻。

2.2.2.天线系统相位及耦合特性检查 （一）检查发射电缆、天线振子及相应的监控电缆。将网络分析仪输出端port1分别与ADU内的发射电缆连接，输入端port2与相应的监控电缆连接。逐一测量并记录每一个发射电缆、天线振子及相应监控电缆回路的衰减和相位。结果如下：

表二 天线阵子的衰减和相位

明显可以看出第11号、13号、20号天线的衰减过大，且相位有偏差，所以其相应的发射监控回路存在问题。

2.2.3.天线分配网络检查 （一）检查余隙分配信号通路。；只开启设备CLR发射机并将CLR功率调到1W，在天线分配网络内，将PIR输入端与ADU的输出端连接。逐一测量并记录发射信号经过天线分配单元后输出的CLR信号。结果并无异常，说明ADU余隙信号分配正常。用相同的方法，检查航道信号分配，结果也无异常，说明信号分配单元ADU是正常的。根据上述检查结果，排除了发射机、监控器故障，排除了公共传输电缆故障，排除了天线分配网络故障，锁定故障点是A11、A13、A20三根天线阵子。于是打开这三根天线阵子，发现其中板件FB1526A上的一个电容有烧焦的痕迹，更换了新的板件，设备恢复正常。

方法总结：对于NM7000B设备故障，首先要根据故障现象，初步分析故障原因，确定大致方向，判断是单机故障还是公共部分故障。首先通过测量发射机功率确认发射机是否完好，检测监控信号确认监控器是否完好。下一步用网络分析仪检查公共传输电缆是否完好，在确认传输电缆完好后，再去检查每一根天线的发射监控回路，查看是否是单根天线的问题。若非单根天线，可以再检查ADU的功能，最后确定故障点。

结语

只要记录好设备正常时的检测数据，在设备故障时逐一检查比对，就能很快找出故障点，迅速修复故障。