仪表着陆设备下滑道偏差与抖动原因分析

王斌

（西部机场集团青海机场有限公司运行管理部通导，青海 西宁 810007）

仪表着陆设备下滑道偏差与抖动原因分析

王斌

（西部机场集团青海机场有限公司运行管理部通导，青海 西宁 810007）

本文介绍了仪表着陆系统工作原理，对造成下滑道弯曲抖动产生偏差原因的进行剖析，得出一系列解决的方案。

仪表；着陆系统；抖动；偏差

1 仪表着陆系统基本工作原理

仪表着陆系统主要由航向信标（LOC/LLZ）、下滑信标（GS/GP）、测距仪（DME）或指点信标（MB）组成，三者分别向飞机提供水平、垂直和距离引导信息，航向天线阵位于跑道中心延长线距跑道端200～400m位置，下滑天线阵位于跑道一侧，到跑道中心线和跑道入口的距离分别为120m和300m，如图1所示。

图1

飞机在进近着陆过程中通过分别比较两个音频信号（90Hz和150Hz）调制度的大小来确定航道和下滑道，面对航向和下滑天线阵（即进近方向），航道右侧150Hz调制度大于90Hz调制度，航道左侧90Hz调制度大于150Hz调制度，而下滑道上方则是90Hz调制度大于150Hz调制度，下方150Hz调制度大于90Hz调制度。当航向引导信息和下滑引导信息的90Hz调制度与150Hz调制度均相等时（即调制度差DDM为0时），飞机就已对准跑道中心线并以3°角开始下滑，直至飞机安全降落在跑道上。

2 造成下滑道弯曲抖动原因

下滑道是指飞机在进近着陆过程中将飞机沿特定轨迹安全引导至跑道面的导航信息，这条特定的轨迹（下滑道）一般与跑道水平面夹角为3°，其主要是由下滑信标产生的CSB（载波加边带）信号与SBO（纯边带）信号经天线辐射后，在外场形成直达波与地表反射波，然后二者在空间通过矢量叠加而成。

下面就以仪表着陆系统零基准下滑信标为例，对造成下滑道弯曲或抖动的基本原因进行三方面的浅析。

2.1 信号的相位

90Hz与150Hz信号主要在设备低频部分产生，并以等幅同相(90+150Hz)与等幅反向（90-150Hz）的方式合成，其标准合成波形如图2。

图2

90+150Hz信号对载波（CSB）进行调制，90-150Hz信号对边带（SBO）进行调制，二者经下滑天线分配网络以严格的幅相关系进行分配后送至SBO天线与CSB天线，如图3。

图3

CSB与SBO信号的90Hz与150Hz分量在空间不同的垂直方位角（θv）上通过各自叠加形成不同的90Hz电场（E90）和150Hz电场（E150），但在垂直方位角θv=3°，即下滑道上时，90Hz电场与150Hz电场相等，当90Hz或150Hz任一分量在空间相位不正确时，将导致下滑道上的90Hz电场不等于150Hz电场，从而引起下滑道的偏移。

以某机场零基准下滑信标为例，其工作频率f=329．9MHz，CSB 天线挂高为 h=4．3469m(1719.659°)，SBO天线挂高为H=8．6938m(3439.318°)，在垂直方位角θv=3°时的90Hz场强与150Hz场强分别为：

从以上分析计算可以看出经地面反射的SBO信号90Hz分量相位发生变化后，在垂直方位角 θv=3°（即下滑道）上90Hz电场强度不等于150Hz电场强度。CSB信号与SBO信号只有在0°或180°合成，方可得到正确的辐射场型和下滑道。

2.2 信号的覆盖

零基准下滑信标的覆盖主要取决于CSB信号，其空间覆盖范围与该信号的放大倍数成线性正比关系，例如将航道发射机内载波功率值（COU CSB POWER）设置为1W，其功放输出功率应接近1W（功率输出容差：±0．2dB），如果实测输出功率大于机内功放设置功率值，表明航道发射机CSB信号功放组件工作于非线性区域，导致CSB信号覆盖过大，在空间传播遇到大型障碍物（如高山等）时产生多路径反射，反射CSB信号在空间与航道信号叠加后引起航道弯曲。

2.3 信号的电磁干扰

下滑信标的干扰现象多为下滑道抖动剧烈、下滑道发生偏差或消失等现象，其主要是由外部干扰源的工作频率和信号强度引起，当干扰源工作频率与下滑信标工作频率接近且在空间满足一定的数学条件时，信号发生叠加，从而会引起下滑道的剧烈抖动或偏差，如果干扰源信号强度远大于下滑信标信号强度，则会导致下滑道的消失。

3 解决方案

3.1 相位幅度与场地的检查

（1）检查低频信号90+150Hz、90-150Hz二者的合成幅度及相位。

（2）检查下滑天线分配网络、下滑天线馈电线缆衰减、下滑天线阵子的幅度和相位，确保CSB与SBO信号进行定相后有正确的空间合成幅相关系。

（3）检查下滑天线阵前方信号反射区与下滑天线阵保护区符合《航空无线电导航台和空中交通管制雷达站设置场地规范（MH/T4003-1996）》相关要求。

3.2 发射机载波功放组件、功率分配及天线增益的检查

（1）检查发射机内CSB信号功放组件是否工作在线性区域内。

（2）检查下滑天线分配网络幅度分配与CSB、SBO信号输出功率是否对应匹配。

（3）检查天线阵子的增益。

在满足飞行程序的前提下可适当降低CSB功率。

3.3 电磁环境管理

结合《民用机场电磁环境保护区域划定规范与保护要求（AC-118-TM-2011-01）》，制定本机场电磁环境管理规定和电磁干扰应急预案，与地方无线电管理委员会定期开展机场电磁环境检测与评估，严厉查处非法干扰源，提高机场电磁环境运行质量。

4 结语

本文通过对几种可能影响下滑道稳定的原因进行了分析，得出相应的解决方案，对产生的原因只是停留在推测阶段，希望在今后工作中逐步确定真正的产生原因。

[1]WILCOX MKⅡ仪表着陆系统．民航局通导处．

[2]NM3500系列仪表着陆设备．民航学院电子工程系．

V241.0

A

1671-0711（2017）10（下）-0064-02