第一章 原理概述

微波着陆地面设备是基于时基扫描波术的空中信号引导系统，工作在C波段。

微波着陆系统和目前的仪表着陆系统一样，飞机相对跑道位置数据都采用空中导出方法。所谓空中导出，就是指飞机的制导信息是通过机载接收机接收和处理空中信号后，计算出它相对于跑道的坐标位置关系而获得的。

微波着陆地面设备的测角原理基于时基扫描波束技术。微波着陆地面设备辐射一个很窄的扇形波束，在相应的覆盖区域内进行往返扫描。对于方位或而言，“往”扫和“反”扫相当于波束在水平范围内的向左和向右扫描，对仰角台则相当于向上扫描和向下扫描。机载接收机在接收到往扫和返扫两次扫描波束后，测定其时间差，这个时间差值的大小与飞机在空中相对于跑道的角位置有直接关系，由此得到飞机在空中所处的角位置。

第二章 维护工作程序

一.预防性维修

作为装备使用方，在日常保障或日常试机时要定时观察整体数据指标是否在正常值范围内（如果设备所有参数均正常则设备显示主界面为绿色，若设备指标接近但不超过告警值时则设备显示主界面为黄色，若设备指标超出告警值时则设备显示主界面为红色，可通过颜色直观判断设备状态），若设备正常则定时记录数据即可。若设备预警则需要时刻观察数据变化分析原因，观察设备是否能自行恢复正常，如若不能也需要判断设备预警原因并及时解决问题。若设备告警设备会自动切换备机，此时要通过设备的换机记录及时找出告警项，分析造成该告警项原因并及时处理。

二.换季检查

每年换季时都应对设备进行换季检查，检查项目与方法如下：

1.外观检查

观察主机机内和主机外部各部分外观，要求表面平整、标志清楚完整；结构无变形、无腐蚀、无霉变、图层无脱落；非金属件无老化、无腐烂；各类线缆无损伤，防护层无破损。手操各开关应档位准确，旋钮转动平稳、连续。

2.室外设备检查

检查腐蚀情况，对于影响安全或性能的腐蚀现象采取防腐措施；检查螺栓，适量涂抹黄油以防锈蚀。检查方位方舱天线罩和外过压保护箱四周防水密封胶有无开裂情况，对开裂处进行重新密封确保防水效果。检查仰角方舱天线罩和外过压保护箱及OCI天线连接处的密封效果。检查方舱外壁与整体空调进出风口周围防水胶有无开裂情况，对开裂处进行重新密封确保防水效果。

3.功能检查

用外场测试仪在测试点分别对方位台和仰角台进行数据勘测，观察数据稳定性，角度是否偏离，接收到的数据字是否完整且正确，功率衰减值是否合格。

4.齐套性检查

检查配套设备品种、数量完整，无腐蚀、损坏等现象，对备件消耗进行补充登记，对于替换下来了备件及时返修，对于返修中的备件及时跟踪进度。

5.蓄电池的保养

为延长蓄电池的使用寿命，设备使用方必须注意以下两点：

①蓄电池要定期充电与放电，值班人员应定期人为关闭交流电输入，让设备用蓄电池供电约2小时，然后恢复交流电进行充电。大约3个月左右时间做一次电池充放电过程。

②蓄电池的保护，蓄电池放电是有保护的，当电池电压达到设定保护门限时，设备会自动关机，停止电池供电。一般来说，当市电断电后，蓄电池能能保障设备工作不少于2小时。

三.设备维护时的要求

1.不需加电的项目要断电检查

2.维修作业结束后要试机试线

3.装备拆装应按序进行，防止紧固件丢失、漏装，紧固要松紧适度

4.机器表面擦拭使用柔软织物，禁止使用汽油等腐蚀性清洁器。机器内除尘应采用非接触式吸尘方法。电路板、插槽、插针等禁止擦拭

5.室外金属件防锈应按除锈、涂防锈底漆、涂面漆的工序进行，馈线不能打折和过度弯曲

6.高频接头连接牢固，防止螺纹错扣，插件拔插应顺应导轨，平稳用力，禁止强拔强插

7.参数偏离指标不大时，经微调仍达不到指标要求时，应按故障处理

第三章 各单元故障分析

一.54V电源模块不能正常供电

先检查配电柜总开关是否闭合，用万用表交流档测量输入总电压是否为220V，再检查54V电源模块工作指示灯是否正常，若市电220V正常且已到达54V电源模块输入端只是输出端无电压，则可以判断该54V电源模块存在故障。

二.各单元板电压

所有单元板前部均有一排48孔测试插座。每个插座的5V、+15V、-15V的位置均相同。见表3-1。

表3-1 各单元电压测量

三.更换单元板锂电池

具有数据存储功能的板件上均有一块圆形3.6V锂电池，用于记录该单元板的时间信息，正常工作电压范围为2~4V。随设备使用时间延长，电池电量逐步降低，若电压低于2V，需及时更换该锂电池。更换电池后，需装入主机检查该单元板内部存储的时间信息是否丢失。若丢失需使用维护软件重新加载该板件数据。

四.前面板开关发射机不起作用

1.检查控制单元是否启动，查看控制单元的工作指示灯是否正常，若灯正在闪烁则控制单元正在初始化启动过程，等待控制单元正常启动；若灯不亮则可断开设备直流开关重新加电，若控制单元工作指示灯仍不亮则初步判断给控制单元提供供电的电源模块存在故障或者控制单元本身故障，检查供电模块电压是否输出正常，若控制单元已正常则继续下述判断；

2.检查监测单元是否正常启动，查看监测单元工作指示灯是否正常，观察运行指示灯是否以1S的速度闪烁，如闪烁说明FPGA工作正常。若不亮则可断开设备直流开关重新加电，若检测单元工作指示灯仍不亮则初步判断给监测单元供电电源存在故障或监测单元本身存在故障，检查监测单元电源模块输出电压是否正常；

3.检查DC/DC电源模块开关是否闭合，若闭合观察DC/DC工作指示灯是否正常，若不正常初步判断DC/DC电源存在故障；

4.检查前面板是否处于本地模式，若不是本地模式则需要切换到本地模式才可控制，若是本地模式需检测前面板是否正常，可通过按键测试键来判断前面板是否存在故障。

五.天线电源工作灯不亮

检查DC/DC电源上电源开关是否闭合，检查发射机是否开启，若电源闭合且发射机开启，则初步判断DC/DC电源存在故障。

六.维护软件不能连接

1.检查设备是否开机，若没有则打开设备；

2.检查网线是否已经连接紧固，若没有则连接网线；

3.检查计算机是否识别了网络，若没有则检查IP地址和网络设置；

4.检查维护软件是否选择了本地连接，若没有选择本地连接；

5.检查控制单元是否工作正常，查看控制单元工作灯是否正常，若正常初步确定网线存在故障，否则初步确定控制单元或其供电模块存在故障。

七.维护软件不能登陆

1.检查维护软件是否选择了本地连接，若不是则选择本地连接；

2.检查前面板是否处于本地模式，若不是则选择本地模式；

3.检查输入的登陆密码是否正确，若密码正确则初步确定为控制单元程序丢失，需重写控制单元登陆密码程序。

八.发射机机参数不能修改

检查维护软件是否登陆，并且发射机处于维护模式，若按上述操作后仍不能修改参数，则初步判断发射单元存在故障。

九.监测器参数不能修改

检查维护软件是否登陆，并且监测器处于旁路模式，若按上述操作后仍不能修改参数，则初步判断监测单元存在故障。

十.检波器故障

使用维护软件打开监测器界面观察测量数据，检查内场检波电压与外场检波电压应均为5~6V。

1.若两路监测器中外场检波电压均同时超出正常范围（同时变大或变小），转换两路发射机分别上天线，检查不同发射机主用时外场检波电压是否均超出正常范围，若仅一路发射机主用时超出正常范围，则说明发射机故障，若两路均超出正常范围，则可能是监测天线位置偏离，需重新紧固监测天线。

2.若仅有一路监测器外场检波电压超出正常范围，则打开监测天线下方检波盒，调整超出正常范围电压的那路检波器上的电位器，边调边观察维护软件中的外场检波电压值，使其电压满足5~6V要求，且两路电压一致。

3.若内场检波电压超出正常范围，则调节方位或仰角扫描天线内部的两个检波器，分别对应两路监测器的内场检波电压。调节检波器上的电位器，使其电压满足5~6V的要求，且两路电压一致。

十一.监测器故障

设备正常工作时，两路监测器同时监测天线工作那一路的发射机情况。若一路监测器正常而另一路监测器故障，基本认为有一路监测器故障。

交换两路监测板，若故障跟随交换，则基本认为该监测器故障，否则根据故障数据查找外场原因。与内场有关数据基本与内场检波器有关，与外场有关数据基本与外场检波器有关。具体问题具体分析，根据当时情况判断问题所在。

十二.发射机故障

设备正常工作时，两路监测器同时监测天线工作那一路的发射机情况。若一路发射机接天线时，两路监测器所有监测数据均正常，而另一路发射机接天线工作时，两路监测器监测数据均有不正常项，基本可以认为该路发射机故障。

1.交换两路发射机，若故障跟随交换，则基本认为该发射机故障；

2.若监测器参数中显示功率不正常，经重新开关机后仍不正常，则交换两路发射机的功率放大器进行验证。若故障跟随交换，则基本认为该功率放大器故障；

3.两路发射机分别接天线，观察监测器数据中的‘内场检波电压’、‘外场检波电压’、‘功率’任意一项或多项参数是否在正常值范围。若一路发射机正常，另一路发射机数据超过正常值范围，检查发射机参数中设置的基本参数是否一致，若一致基本认为转换开关或相关的连接控制电缆故障。

第四章 利用指示灯判定故障

一.电源模块

1.两路电源模块并联工作，当一路的电源模块故障时，设备将有预警显示，但不影响系统工作。当两路电源模块均出现故障时，无法将220V交流电转换为直流使用，设备无法开机。

2.电源模块故障判定方法：如果市电连接正常，打开电源模块开关至‘ON’位置，观察其面板上的LED指示灯是否亮起，注意要多观察一段时间，因为该LED指示灯有一定的延时。如果该指示灯不亮，初步说明该电源模块故障，使用万用表测量该电源模块上的测试孔，检测是否有电压输出，输出值应为54±1V。

二.控制单元

1.控制单元的故障影响：当控制单元故障时，遥控与设备的通信将失败，前面板上的按钮将失效，同时维护软件也不能与设备进行数据通信，无法登陆主机。

2.控制单元故障判定方法：打开主机，然后观察控制单元上的指示灯是否正常亮起。

V3为方位自检指示灯：在方位台时，每闪一下代表输出一组自检信号。

V2为仰角自检指示灯：在仰角台时，每闪一下代表输出一组自检信号。

如果上述指示灯不正常，检测控制单元上的电压测试孔，测量5V和±15V电压，具体位置见表3-1，若电压正常，初步说明该板故障。

三.监测单元

1.监测单元故障影响：当监测单元故障时，系统的监测和自检功能将失效，单路监测单元故障设备预警，可维持工作，双路监测故障设备告警关机。

2.监测单元故障判定方法：打开主机，然后观察检测单元上的指示灯是否正常亮起。

V17、V12为FPGA工作指示灯：应以1S/次的速度闪烁，说明FPGA正常工作。

V18为通信指示灯：每闪烁一次说明CAN口通信一次，CAN口通信正常。

V15旁路指示灯：若被点亮，则表明监测单元处于旁路状态。

如果上述指示灯不正常，检测监测单元上的电压测试孔，测量5V和±15V电压，具体位置见表3-1，若电压正常，初步说明该板故障。

四.发射单元

1.发射单元故障影响：当发射单元故障时，系统无法发射正确的数据。单路发射单元故障设备预警，可维持工作，双路发射单元故障设备告警关机。

2.发射单元故障判定方法：打开发射机，稍后观察发射单元上的指示灯是否正常亮起。

V1为主用路指示灯：主用接天线时，指示灯以每秒快速点亮熄灭各两次；备用或关发射机未接天线时，指示灯以两秒为一循环，点亮0.8秒，熄灭1.2秒。

V2为AMR运行指示灯：应点亮1秒，熄灭1秒循环闪烁。

V3为频率合成器锁定指示灯：指示灯亮起代表频率合成器频率锁定，指示灯灭代表频率合成器频率失锁。

如果上述指示灯不正常，检测发射单元上的电压测试孔，测量5V和±15V电压，具体位置见表3-1，若电压正常，初步说明该板故障。

结束语

本文章详细介绍了微波着陆系统地面设备的故障排查思路和解决方法，设备使用方可根据实际情况参考上述方法解决问题和维护设备。在设备的日常使用中应多观察各项数据微小的变化，及时发现问题，做好日常维护，更可靠的保障飞行。

参考文献

[1] 匡锐丹.微波着陆地面系统校准技术研究.电子科技大学,2010

[2] 李晓阳.基于谱元法的恒定磁场对微波击穿抑制作用分析.南京理工大学,2020

[3] 王亭亭.微波着陆系统角度动态信号的处理.西安电子科技大学,2019