仪表着陆系统监控技术研究范文

摘要：监控器是仪表着陆系统的重要组成部分，对确保仪表着陆系统地面设备正常工作以及辐射信号是否准确可靠至关重要。本文从仪表着陆系统监控器的功能入手，详细描述了监控器的组成和工作机理，为技术人员的测试维护工作提供帮助。

关键词：仪表着陆系统；监控器；ILS信号

引言

仪表着陆系统（ILS）作为国际民航组织（ICAO）的仪表着陆系统（ILS)作为国际民航组织(ICAO)的标准精密进场和着陆设备已使用多年。目前，全世界一千余个民用和军用机场都先后装备了这种设备，其作用是向处于着陆过程中的飞机提供着陆引导信息，包括航向道信息、下滑道信息和距离信息，为飞机的安全进近和着陆做出了极大的贡献。监控器是确保仪表着陆系统为飞机提供的引导信息准备可靠不可或缺的组件。一个完整的仪表着陆系统主要包括发射机、监控器、本地/远程接口、电源和天线系统。发射机和监控器都被独立特定的微处理器控制，其中监控器处理器主要任务就是处理和评估内部的、整体的和近场偶极子的检测信号，在发现故障时执行适当的动作(台站转换或关台)，同时确保监控器自身的性能不受环境条件、元件老化的影响。

1.监控器的功能

仪表着陆系统的监视器有两个功能。（1）首先监视实际的外场信号，检测外场信号不允许的改变。如果不正确的导航信号被发现，监视器转换到备用发射机或在没有备用系统可用的情况下关闭系统。（2）其次要确保环境条件改变和器件的老化不影响监视器本身的性能(故障安全特征)。监视过程由硬件和软件两个模块实现。被选的射频信号(从内部、整体和外场的检测)被放大，校正到一个被定义的确定电平，再由精密度检测器解调。在取样(取样率是960Hz)和A/D转换信号之前，复合视频信号被滤波并且被转换成单独的数字值，避免在随后的监视器微处理器离散傅立叶变换算法(DFT)中出现假信号。借着筛选算法，直流成份和导航频率的调制成份被得到。通过与编程并且储存的告警门限比较，信号成份被检查是否在容限以内。如果参数是在容限以外，告警被检测到，就会启动初始执行的动作(转换或关闭)。同时监测结果可在本地或远端连接装有适当软件(ADRACS)的电脑上读出，简单的状态指示也会在本地面板上显示。

2.监控器的组成

监视器有它自己的微处理器,监视辐射的信号而且检测任何可能引起航空危险的错误或故障。另外，监视器数据可用来早期识别任何偏离或性能上较小的不足,预防在连续的服务或系统有效性的范围内可能引发的有害影响(警告监视)。对一个告警的响应是一个逻辑控制的转换或发射机的切断。监视器主要由以下模块组成:

（1）监控信号处理器(MSP-L)，是监控器的核心部分，它确保只有正确的导航信号才被辐射。如果导航信号被发现包含错误,监视器处理器启动对备用发射机的一个转换而且断开当前在用的发射机。如果备用发射机也发射不正确的导航信号,它同样被断开。MSP-L的测量单元包含解调、取样和射频信号的转换、测试产生器信号的处理和BIT信号的测量。

（2）控制和选择逻辑(CSL)，有五个主要的功能单元:发射机1和2ON/OFF逻辑、同轴继电器的控制、电池监视和过放电保护、和DME配置的DME接口、测试产生器。在打开发射机1或2的电源开关之后，发射机1与/或2可通过LCSU或本地的个人计算机输入指令码,或在远端控制或来自监视处理器的内部开关指令开启和关闭。假使产生一个告警或故障，监控处理器一接收到有关的错误信息就送一个关闭的指令给ON/OFF逻辑，发射机被断开。来自这逻辑的控制指令引起有关的直流转换器输出电压被切断。

（3）监控器分配开关(MDS-23)，两个监视器以三种方式检测产生和辐射的ILS信号，监视器分配开关(MDS)分配所有监视信号到两个的监视器信号处理器(MSP-L)。每个监视器控制解码器经由通道选择开关轮流询问信号用于计算。解码器选择来自8个独立的监视信号之一的信号而且连结这信号到MSP-1和MSP-2的路径。在双设备配置中，每个MSP分配"他的"监视器通道而且彼此独立地控制自己。每个监视信号经过耦合器,被衰减而且到一个整合的射频-开关。衰减器匹配射频-电平而且减少后面的开关转换可能产生的反作用。

（4）检测接口适配器(MIA-L)，为备用发射机的射频信号在MSP中处理作好准备和混合。航道(CS)和余隙(CL)的CSB/SBO信号在RFD-L中被耦合且送到检测接口适配器。航道和余隙处理分支是统一的设计。CSB信号直接地被经由一个衰减器耦合到一个组合器。SBO信号被经由一个衰减器到一个耦合器。耦合器和一个连接的变容二极管调谐电路改变相移。输出信号送到一个PIN二极管被R1(CS)或R3(CL)调整控制衰减并从那里到组合器。混合的CSB和SBO信号形成备机航道和余隙宽度信号送到监视开关。

3.监控器软件

ILS监控软件用英特尔PL/M86高级语言编写。监视器软件运行监视器控制功能，可粗略地分成“系统初值设定”和“系统监视”。主要工作就是确保由发射机辐射的导航信号的正确性。如果监视器发现有故障的信号和已经过它的告警延时，它关闭故障的发射机并让备用发射机运行。如果这台发射机也故障，则台站关闭。监视器有两种运行模式:监视模式和旁路模式。两个模式的状态略有不同。在旁路模式中，监视器接受输入指令，用于调整监视器的设置和发射机调整或维护，监视程序同样也被运行,除非在存在告警的状况，执行的工作被中止；在监视模式中，不接受输入指令，发射机状态(开、关、接天线、备份)全在监视控制下。然而，数据输出(监视器状态、测量结果)在两个模式中都被运行。当监视器被打开时，默认进入旁路模式，可以手动从一个模式变更到另一个模式。

4.结束语

软件和硬件的完美结合形成了完整的仪表着陆系统监控技术，简单便捷的操作界面是该监控系统的另一个优点，通过它技术人员可以科学、直观的了解设备的工作状态，同时还可以在出现细微偏差时及时进行调整，保证为飞机提供的引导信息的精准可靠。该技术是比较先进完善的设备监控技术，可为国内同行业产品设计时提供参考。

作者：杜海浪；王峥嵘 单位：中国飞行试验研究院飞行部