仪表着陆系统（ILS）又称盲降系统，是目前民用机场使用最频繁的精密进行助航设备，分为下滑信标、航向信标、测距仪或指点标。2021年笔者在设备巡检中发现德令哈机场下滑设备CLR及NF参数变化较大，经过排查发现下滑信标发射线缆受损，因此开展了相关分析和处理故障。
一、故障现象及排查过程
德令哈机场下滑设备于2014年1月投产使用，是NM7033B型设备。下滑采用M型天线分为上、中、下三根天线，2021年6月在对德令哈机场下滑设备进行巡检时发现其CLR及NF参数变化较大。如下表。
表1
从表中可以看到设备监控CLR和NF参数偏移标准值较大。后排查设备时，首先，通过PIR对设备机内参数进行测量，发现CLR DDM 确实出现了偏移，偏移值与显示值基本一致，可以判断非监控系统故障。其次，通过对设备换机，发现TX1与TX2参数表现一致，说明该故障为公共部分故障。随后工作人员爬上铁塔，检查天线罩外观，无异常；拆卸发射、监控线缆馈线头，检查无异常。于是使用网络分析仪对天线辐射分配网络进行检查，测量天线环路A1-M1，A2-M2，A3-M3，发现A1—M1环路幅度与相位与其他两路差距较大，因NF参数于CLR参数出现飘逸，所以着重检查A1线缆，发现故障点。随即更换所有发射线缆并进行特殊飞行校验后，设备恢复正常。
二、物理性质分析
下滑设备所使用的线缆为原厂使用馈线为同轴电缆，1/4 型号 50欧姆馈线头，由内导体、绝缘层、屏蔽层和外保护层等组成。
同轴电缆的外保护层是由橡胶、聚乙烯等材料制成的，包裹在屏蔽层之外，有机械保护和密封防潮、防腐等功能。内导体在电缆中主要起信号传导的作用，常采用实心铜导线。大直径电缆为了增大机械强度，也有采用铜包钢作为内导体。屏蔽层是由铜丝编织而成的，起导电和屏蔽的双重作用，使用时金属屏蔽端应接地。绝缘体处于内导体与金属屏蔽层之间，其要求要采用高频损耗小的绝缘介质，制成类似莲藕心的结构。由于绝缘体的支撑作用使导体与屏蔽层同心，故称为同轴电缆。[1]
一般来说，同轴电缆的相位稳定度包含着温度与机械两个方面的相位稳定性。同轴电缆受到的弯曲（或扭转等）机械力的作用，引起同轴电缆各个部件（内导体、外导体、绝缘等）的尺寸变化及结构变异错位，导致了电气长度变化；同轴电缆在不同的环境温度下，内外导体金属的线伸胀引起的机械长度变化及绝缘材料的等效介电常数ει 变化是引起的相移常数β变化的两种因素，从而导致总相位的变化。
1. 温度特性
根据研究发现电缆相位
随温度T变化的关系式[2] ：
（1）
式中，
为电缆的相位；T为温度；L为电缆长度；ει 为电缆绝缘的等效介电常数。式（1）说明相位温度变化率由电缆机械长度伸胀率与等效介电常数变化率等两者组合而成。
根据研究通常稳相电缆温度相位稳定性是以温度相位变化系数ηT来表示的，即以电缆在常温25°C，相位 
25°C 作为基数，将 T（°C）时相位值 
T 相对于25°C的相位 
25°C 的变化率来作为ηT ，单位为1×10－6或 ppm。以下是常见的一些电缆的ηT -T曲线。
图1
图中显示了电缆在使用温度范围内的相位-温度变化系数ηT -T曲线，其走势与电缆的结构、尺寸、材料、制造工艺等因素有关，其中电缆结构起主要作用，但根据曲线显示，在青海地区日常使用的温度范围即-15°C—25°C内，电缆的温度曲线一致性表现较好，不会出现较大变化影响设备性能。
2. 机械特性—最小弯曲半径
目前同轴电缆根据硬度可分为，半硬电缆、半柔软电缆、柔软电缆，其中半硬电缆只能弯曲一次，半柔软电缆可以弯曲数次，柔软电缆可以反复弯曲，但是它们都不能小于各自的最小弯曲半径。根据国家标准，最小弯曲半径约为电缆直径的4倍，NM7000设备使用的电缆型号为DRAKA RFA 1/4"-50，它的电缆直径为4分之一英寸，那么它的最小弯曲半径即为1"，也就是25.4mm。
三、故障检查分析
经过对最近三年气象数据进行分析总结，近三年6月份青海德令哈地区的温度为5°C——21°C，该区间范围的相位温度变化率相对平稳，同时根据该故障出现的时间判断并非由于温度导致。因此考虑，德令哈机场下滑线缆故障应该是机械损伤导致的对换下来的线缆进行仔细检查，后在距离天线接口端55厘米处发现明显破损情况，工作人员对该线缆外部屏蔽层，绝缘层，进行检查未发现特殊情况，最终在铜芯发现折损情况，如下图箭头所示。
图2
四、结束语
通过此次故障维修分析可以看出，引起导航设备故障的情况有很多中，天馈线系统作为导航设备传输发射的重要部分，尤为重要。在查出A1线缆故障后，并没有只更换A1线缆，而是考虑到不同厂家的电缆材质不同，传输衰减不同，所以将A1，A2，A3三根发射电缆均进行了更换。在更换时，新的电缆的物理长度与原电缆长度不要相差太大，从而使它们的电气长度相差尽可能小，并保持三根电缆的物理，电气长度在误差范围以内即可。
参考资料
[1] 射频同轴电缆组件的工艺设计与实施 [J] 2021，28
[2] 同轴电缆的温度相位稳定性及其影响因素分析[J]. 电线电缆, 2007(3):02-0025-0.
