基于信号流程仪表研究着陆系统故障的排除方法

任俊生　李俊辉

摘 要：通过分析仪表着陆系统的系统构成和信号流转模型，本文研究了一套具有严密逻辑性的设备故障排除方法。实际排故效果很好地验证了该方法。

关键词：仪表着陆系统;故障排除;信号流

中图分类号：V525 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）20-0013-02

Research on Troubleshooting Method of Landing System

Based on Signal Flow Instrument

REN Junsheng LI Junhui

（Henan Province Airport Group Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 451161）

Abstract： By analyzing the system composition and signal flow model of the instrument landing system， this paper studied a set of equipment troubleshooting methods with strict logic. The actual troubleshooting effect is a good proof of the method.

Keywords： instrument landing system;troubleshooting;signal flow

儀表着陆系统（Instrument Landing System，ILS），行业内俗称盲降系统，是目前国内各民用航空运输机场应用最广泛、性能最稳定的飞机精密进近和着陆引导系统[1，2]。该系统的基本原理是由地面发射的无线电信号实现航向道横向和下滑道纵向的引导，在空间建立了一条由跑道延伸至空中的虚拟航道，飞机通过机载接收设备接收无线电信号，进而确定自身与该航道的相对位置，使飞机沿正确方向对准跑道并且按照安全容限范围内的角度平稳下降高度，最终实现安全着陆。仪表着陆系统的硬件组成一般包括航向信标、下滑信标和指点信标（指点信标根据飞行程序的要求可选择不安装）。本文主要根据无线电信号从产生到发射至空中的信号流程，排查设备故障。

1 系统构成及信号流型

1.1 系统构成

因航向信标和下滑信标的构成基本类似，本文以航向信标为例展开研究。航向信标的信号流程为：信号的产生—信号的调制—信号的放大—信号的发射—信号的空间检测。航向信标的功能模块由控制单元、监控单元、天线单元和发射控制单元组成。航向信标的双机相互备份模块包括监控单元和发射控制单元，二者均为双机相互备份[3]。故障可以分为发射通路故障和检测通路故障。

1.2 信号流型

电源模块为其他模块（天线单元除外）提供电能及电压分配。控制模块发出控制电平信号，通过通信电缆传递给发射控制单元，发射控制单元各模块先后产生载波和调制信号，后经过功放板调制放大，向空间发射引导航空器的无线电信号。同时，各发射天线的信号采集点采集监控信号，经通信电缆传输至监控混合网络进行混合后，与近场监控信号一起传输至监控单元，在监控单元进行数模转换后将监控信号传输至控制单元，形成闭环。系统构成及信号流如图1所示。

2 故障排查流程

根据系统构成和信号流型，人们可以确定以下故障排除流程。

①首先对设备进行换机，以确认故障点位于公共部分还是双机相互备份模块。公共部分是指控制单元和天线单元。如设备换机后正常，则初步判断故障点位于双机相互备份模块，即监控单元和发射单元。

②使用外场测试仪（PIR）在实地对无线电空间信号进行测量，如信号正常，则排除发射单元故障，初步确定为监控单元故障。对监控单元进行备件更换，如设备依然不正常，则确定为连接监控单元的通信电缆故障。如外场测试仪测试信号不正常，则初步判断发射单元故障，逐一更换发射单元备件，确定故障点。

③如发射单元更换备件后，设备依然不正常，则确定为连接发射单元的电缆故障。如换机后设备不正常，则初步判断故障点位于公共部分，首先更换控制单元备件，如设备正常，则确定故障点为控制单元。

④如在更换控制单元备件后设备依然不正常，则确定故障点位于天线单元，继而使用外场测试仪实地测量信号。如信号正常，则故障点位于监控混合网络;如设备不正常，则故障点位于天线或天线分配单元。

⑤使用示波器或网络分析仪在天线前端接入天线分配单元，与标准信号参数进行比对。如正常则故障点位于天线，如发现异常信号，则故障点位于天线分配单元。

3 结语

仪表着陆系统是目前我国国内民航系统应用最广泛、也最稳定的精密进近导航系统，能否快速地排查故障，直接关系着航班能否正常、安全地运行。本文基于仪表着陆系统的系统组成和信号流型，构建了严谨的排故理论模型，这是一种高效的、逻辑性强的、深入浅出的故障排查方法。

参考文献：

[1]鲍焕荣.电子仪器仪表的智能化介绍ILS系统的外场测试仪[C]//2001信息技术电子仪器仪表学术会议.2001.

[2]蔡玉伟.民航导航设备的维护和维修经验浅谈[J].中国战略新兴产业，2018（4）：163.

[3]刘勇，吴德伟，王永胜.仪表着陆系统辐射场型的场地影响分析[J].无线电通信技术，2004（2）：31-33.