前言：

时间差，从而计算出飞机所处的高度。然后收发机在将这个高度数据发送给指示器显示，和其他系统。经调查，无线电高度表系统故障无线电高度表系统是飞机用于进近、着陆阶段的关键系统之一。

它能运行的高度在0—2500英尺之间，一般情况下无线电频率在4300兆赫兹左右期向地面进行调制信号的发送，无线电信号经过地面的反射之后被飞机收发机接收，信号发射以及接收后进行相互比较，分析得出无线电传播的，会给飞机带来非常大的隐患，而这些故障的起因在哪，将会是本文分析的重点。并且进行对故障的总结来减少故障的发生率。

一.无线电高度表原理

每套无线电高度表的组成：一个收发机，一个发射天线，一个接收天线，一个风扇。现代无线电高度表的工作频率为4300MHz使地面形成漫反射。 
  根据测量电波传播时间差的方法不同，无线电高度表的类型： 

●调频连续波（FMCW）高度表

●等差频FMCW高度表

●脉冲式高度表

  由于A320飞机现代飞机采用的是技术较成熟，可靠性相对较高的等差频FMCW高度表。所以我们就只简单介绍下等差频FMCW高度表的测高原理。

   在等差频FMCW高度表中，保持差频Fb和频偏ΔF不变，而调制周期TM是随飞机高度变化的。由于发射信号是调频连续波，而且差频保持不变，故叫等差频FMCW高度表。     

   由于当飞机高度增加时电波往返传播时间Δt增加，因此需增大调频波的调制周期TM才能保持差频Fb不变。反之，当飞机高度减小时，电波往返传播时间Δt也减少工作状态有：搜索状态和跟踪状态

1.搜索状态：当收发机所测得的差频偏离25KHZ较远时，系统处于搜索状态。此时积分器输出一个变化的电压，经指数变换器变换后，使调制锯齿波的周期由小到大变化着。由于调制锯齿波的周期由小到大变化，调制发射信号的频率由快到慢变化，所测差频频率也随之改变，当差频接近25KHZ时，系统进入跟踪状态。

2.跟踪状态：当飞机保持一定高度飞行时，收发机所测得的差频保持25KHZ，跟踪鉴别器输出的误差信号为零。积分器输出不变，调制锯齿波周期不变，高度处理器输出的高度电压不变。

当飞机高度升高时，电波往返传播时间差增发，差频频率高于25KHZ，此时跟踪鉴别器输出一个正的误差电压，加到积分器，使锯齿波控制电压增加，调制锯齿波周期增长，调制波的频率变化率减少，差频频率减小。直到差频加到25KHZ。这时高度处理器输出的高度电压也增加。同理，当飞机高度下降时，调制锯齿波的周期减小，高度电压也减小。

（图1）      

二.高度表的误差以及解决方法

1.飞机停在地面上时，地面反射信号相对发射信号令传播延时，这个延时所产生的高度角安装延时高度，他决定于收发电缆长度发天线之间和飞机停在地面上的天线离地高度。

2.发射机对接收机泄露信号的影响。

  （图2）           

   因此发射功率不能太大，通常小于0.5瓦，接收机灵敏度不能太高，这就限制了无线电高度表的测高范围。所以收发天线分离安装并且调制信号频率相位相反，或者使用不同的调制频率。

3.多路径反射的弱信号也会被放大，而产生虚假的高度指示

            （图3）             

减少多路干扰的方法是：等差频FMCW高度表，搜索要从零向高高度搜索，保证跟踪最先到的一次反射信号，就锁定到这个正确高度上（最短距离）。

  4.飞机在倾斜，俯仰时能测到真实高度

            （图4）   

  三.针对无线电高度表典型故障分析

在 2009 年 2 月 25 日，土耳其航空公司一架波音 737-800飞机在荷兰阿姆斯特丹机场进近时坠毁，飞机的无线电高度表输出数据错误是该事故的主要诱因。已于3月12日下发了“关于加强无线电高度表维护工作的技术通告”，以提起各维修单位对无线电高度表系统的故障及维护工作的重视。

空客于2009年5月发布了A320系列机型及 A330 飞机的OIT/FOT（运行信息电传/飞行操作电传）SE999.0034/09，其中针对多家航空公司反映的飞机无线电高度表（RA）错误指示的问题，空客列举了错误的无线电高度指示可能导致的一系列对飞机运行的影响，以及飞行机组及维护人员应该采取的相应措施。描述如下：       

   1.A320飞机上安装有两套RA系统，该RA系统用于向其它飞机系统提供飞机离地高度：         

● 一些飞机系统，如自动驾驶（AP）、自动推力（A/THR）、PFD/ND、气象雷达、飞行警告计算机（FWC）和 TCAS 接收两部RA的数据，但只使用其中一套RA的数据，另一套RA作为失效后的备用。         

●在自动驾驶衔接的情况下，工作的A/THR总是与衔接的AP使用同一套RA的数据。在双AP衔接模式下，工作的 A/THR总是与主AP使用同一套RA的数据.    

●EGPWS只接收RA1的数据。         

●所有基于无线电高度的音频指示器使用第1套RA，第2套RA作为失效时备用。       

2.RA错误高度指示对飞机运行的影响

如果某一RA发送错误的高度指示，在不同飞行阶段时将会对飞机系统造成如下的影响（这些影响可能不会在每次无线电高度指示错误时都发生）；

㈠在PFD上，将会观察到如下情况：

●无线电高度指示（可能是负数）将被冻结，高度数字将会根据高度值呈现为琥珀色或者绿色；

●左右PFD显示出现差异。

㈡在系统显示（SD）上，将会观察到如下情况：

客舱压力（CAB PRESS）页面上间歇性地出现客舱压力不一致咨询（Cabin Differential Pressure Advisory）信息（客舱压力没有相应的影响）。

㈢警告/声音方面，将会出现如下情况：           

● 不合时宜的地形提示警告系统（EGPWS）的警告；         

● 不合时宜的或不产生“RETARD”声音提示；           

● 不合时宜的“起落架没有放下”（LANDINGGEARNOTDOWN）警告；         

● 不进行自动无线电高度喊话或者喊话被中断；以及其他的一些现象。          

3.我公司的典型故障记录：

B-1672  2015-10-03    RA1 ANTENNA(5SA1）   更换RA天线   （FIN:5SA1) 检查测试正常

B-1672  2015-11-15  PLR：RA1 ANTENNA（6SA1  更换RA1天线(FIN:6SA1) 检查测试正常

B-6862  2013-04-25   WN:NAV  RA1  FAUL 更换RA1收发机(FIN：2sa1) 测试正常

B-6862  2013-04-25   WN:NAV RA1 FAULT    更换RA1天线(FIN:5SA1)和(FIN:6SA1) 测试检查正常

B-6862  2013-05-17  ECAM警告：NAV RA1 FAULT  更换RA1天线(FIN:5SA1) 检查测试正常。

B-6821  2013-07-07  空中出现RA1故障之后自行恢复  更换RA1收发机（FIN:2SA1），检查测试正常

B-6752   2015-9-19  上客期间跳RA1故障，对串RA1和收发机后故障依旧，更换天线故障依旧，后检查线路，发现电插头插定松脱。重新修理正常。

B-6250     2006年 近20几次无线电高度表的重复性故障。

            （图5）

  4.空客建议维护人员在收到机组由于RA故障造成以上列举的影响的报告后，应该采取如下维护措施：                   

（一）用清洁剂和不起毛的布清洁RA天线和周围的区域；        

（二）如果在接下来的飞行中，飞行记录本中记录了一次或多次以上提到的影响，则采取如下措施：               

  ● 更换收发机

  ● 更换RA天线。

  ● 检查RA天线同轴电缆。如果发现电缆有缺陷，对该电缆进行相应的修理或者更换。

（三）当一部RA失效，在根据放行标准进行相应的放行工作时，不能将两部RA进行对换。 

   为加强RA的维护工作，提升飞机安全性能，要充分重视与无线电高度表相关的机组报告和航后报告，并严格按照空客相关手册及飞机无线电高度表系统进行相应的维护工作。

（四）.设备外围环境对无线电高度表故障的影响

对飞机上任何一种测量无线电高度表都要求具有良好的外围工作环境，但对于飞机特殊的测高安装位置要求恰恰又使它们处于相对较差的测高环境当中。
　 ● 波束状天线虽然具有较强的向下发射的方向性，但是难免会有发射信号泄漏到接收机,所以需要严格保障天线屏蔽的完好性，同时要求保证安装天线时安装位置的准确性和平整性；
　　● 波导天线的安装位置处于机身腹部，机身两侧雨水顺机身流下后容易在天线周围堆积，另外当飞机从较低温度的高空返回相对温度较高的低空或地面时，飞机上高空冷凝的水气又容易蒸发，使天线周围的工作环境处于潮湿状态。尤其在空气潮湿的季节。
　　● 低范围测高的微波工作频段对波导与传输电缆的的阻抗匹配要求更高，微波波导和传输电缆更容易在潮湿的工作环境下产生特性阻抗的匹配失谐，从而影响发射机信号的传输功率，并且影响无线电高度表工作的稳定性及测量精度，所以应严格保证馈线电缆头接触良好，无锈蚀、松动和水分。
　　● 无线电高度表天线电缆插座的安装采用卡箍固定，由于安装天线或者收发机时的多次插拔或振动，会使得收发天线插座向后退缩，造成机器安装时接触不良，信号不稳定。

  四.个人建议和预防维护措施

  1.清洁天线外表面及周边区域以预防错误的数据传输
  RA天线由于外界环境影响，以及厨房排放物的堆积，造成天线及周围区域被污染物所覆盖，使得其传输功能变差，出现错误数据，如图6示。

      （图6）

  为解决这个问题，排故时清洁RA天线及周边区域，以及定期对天线的外表面进行清洁就显得尤为重要。目前MPD规定A320飞机 RA天线清洁周期为6个月。个人建议每天绕机时应视情对天线表面进行清洁，长期保持天线表面状态良好。

  2.RA天线传输电缆改装
  在A320飞机更换RA天线时，维修人员会发现由于传输线缆长度原因，天线很难从线缆上断开或者连接。维修人员常常用力拉电缆线以使其多出一点活动长度，也因这个原因，使得线缆上的电插头松动，且从外观上无法察觉，在更换天线数个循环后，插头可能损坏，造成数据传输错误或者错误数据，增大进近和着陆时的风险。
  为解决由于线缆长度而导致的更换困难以及导致的一系列问题，空客已允许对新飞机线缆进行改装，增加线缆的活动长度，这个改装还可能以服务通告的形式下发执行，如图7所示。

（图7）

  3.安装天线时的防水设计
  无线电高度表故障的一个主要原因就是水分和污染物进入了电插头。水分进入可导致一个错误的高度值被直接耦合到收/发电线，也可能导致错误数值的出现。通常可采用两种方法解决水分进入插头的问题：
A:参考正确的程序进行安装；
B: 按照空客最新的安装建议并使用正确的防水材料。
  通常的防水改进是：在电缆和天线之间安装收缩管。如图8所示。

       （图8）

增强型防水改进方法是：是在普通防水设计的基础上，在可能进水的部位增加封严。如图9所示。

                 （图9）

  使用增强型防水设计必须注意在安装时需要一定时间使封严干燥，不干燥的封严会影响其防水能力。

   更进一步的改进是：在保护管上增加封严；将尼龙保护管更换为金属保护管；在电缆端部保护套上增加防水工具等（保护套上增加胶带和夹子），如图10所示。

             （图10）

  4.定期更换RA传输电缆

与其他设备一样，在电缆达到寿命极限时，电缆可能损坏，防水性能降低，使得水分进入电缆造成腐蚀，造成数据传输错误或者交叉耦合。因此，作为预防，空客在MPD中规定定期更换电缆和天线。目前，MPD规定每144个月（12年）需更换电缆，并确保RA电缆和天线的安装需符合最新的技术规范，以确保其防水性能的持续有效性和RA数据的精确性。

五.结论

以上分析可知无线电高度表对其精度和灵敏度由更高的要求，同时也受外界环境的影响较大。为确保RA持续精确和准确地提供数据信息，必须在RA不正常时识别、报告故障现象，以方便排除相关故障。对于所有飞机关键系统，正确的预防性维护工作是必要的。在故障发生前，采取一系列有针对性、计划性的方法，对重要系统进行维护，能够减少关键设备在运行中发生故障的概率，延长设备使用寿命，提高飞机的整体安全性能，提高航班准点率，减少不安全事件的发生。