INDRA VRB-52D多普勒全向信標(biāo)的安裝和調(diào)試

李浩樂

（民航江蘇空管分局徐連導(dǎo)航站，江蘇連云港 222000）

0 引言

VRB系列多普勒全向信標(biāo)自20世紀(jì)90年代初引入中國民航以來，已先后更新?lián)Q代了VRB-51D，VRB-52D，VRB-53D系列設(shè)備。VRB-51D設(shè)備由于安裝年代久遠(yuǎn)，已逐步被淘汰，VRB-53D于2012年才推出，使用該設(shè)備的民航機場較少。目前，民航機場廣泛使用的是較為成熟可靠的VRB-52D設(shè)備。VRB-52D系統(tǒng)主要包括主備機2個機柜和天線系統(tǒng)。機柜主要包括載波發(fā)射機、邊帶發(fā)射機、監(jiān)視器、控制器和電源，天線系統(tǒng)包括49個改進型Alford天線（1個中央載波天線，48個邊帶天線）、2個天線分配開關(guān)（ADS）、1個折疊式偶極子監(jiān)控天線。雖然VRB-52D設(shè)備現(xiàn)場安裝調(diào)試工作較其他同類全向信標(biāo)設(shè)備要繁瑣得多，但正是由于該設(shè)備注重根據(jù)現(xiàn)場實際情況對設(shè)備進行調(diào)試，使得該設(shè)備擁有許多同類設(shè)備不可比擬的優(yōu)點，因此準(zhǔn)確把握和控制該設(shè)備安裝調(diào)試的細(xì)節(jié)和步驟非常重要。筆者有幸參加過煙臺、揚州等地機場的VRB-52D設(shè)備的安裝調(diào)試工作，并長期從事該設(shè)備的維護、維修工作，總結(jié)了一些安裝調(diào)試經(jīng)驗，簡述如下供大家參考。

1 安裝準(zhǔn)備工作

1.1 機柜的安排及電源

（1）機柜。DVOR/DME機柜之間相對位置要保證電瓶距離DVOR最近，因其耗電較DME大；DVOR饋線出口應(yīng)在兩DVOR機柜中間位置，雙機柜應(yīng)緊靠，增強設(shè)備穩(wěn)定性，使測試結(jié)果相同。對于220V交流電系統(tǒng)，機柜接地線用一般電纜線即可。

（2）電源。考慮到各種電器的功率，決定市電電源的最小容量，若市電電源不穩(wěn)定，應(yīng)有穩(wěn)壓保護或UPS電源，市電電源應(yīng)有避雷保護，電瓶與機柜之間應(yīng)有跳閘開關(guān)。

1.2 施工前的準(zhǔn)備

（1）通用工具。扳手（大、中、?。⑵鹱樱ù?、中、?。?、鉗子、電烙鐵（焊臺）、噴燈、鋸子、榔頭、銼刀、裁紙刀、紙、筆、圓規(guī)、電瓶電纜夾鉗、接線板、電鉆、沖擊鉆等。

（2）專用工具。天線校準(zhǔn)器、同軸電纜剪刀、冷壓鉗（RG213，RG223）、電纜芯壓鉗、導(dǎo)管擴展器、高質(zhì)量的剪線鉗、高質(zhì)量的電纜刀、剝線鉗等。

（3）調(diào)試用儀器。矢量電壓表、經(jīng)緯儀、示波器、頻率計、100W功率計、萬用表、定向耦合器、阻抗模擬器等。

1.3 拆箱及組件就位

拆箱后按裝箱單檢查，組件包裝防靜電塑料和包裝箱袋應(yīng)注意保存。檢查組件插座背后機架上的接線排是否完好，是否有脫落，插入組件前檢查散熱片是否緊貼功率管，各組件序號應(yīng)對應(yīng)相應(yīng)的機柜。

2 設(shè)備的調(diào)試

2.1 天線位置的調(diào)整

（1）每個天線柱子上的法蘭盤必須水平等高，否則需用墊片進行調(diào)整。

（2）校準(zhǔn) NO.1～NO.25、NO.13～NO.37邊帶天線 2直線相交于中央天線中心，并且相互垂直，NO.1天線要校準(zhǔn)為磁北方向。做完以上4個對角天線后，再按順序校準(zhǔn)其他邊帶天線的位置。邊帶天線的位置精度要求如表1所示。

（3）以上工作做完后，將天線就位，此時要注意相鄰天線的位置方向是相反的。

2.2 48根邊帶饋電電纜的修剪

（1）邊帶電纜修剪之前應(yīng)將所有電纜打開平鋪于空地上舒展1天的時間，這樣可減少其電氣長度的變化。

表1 邊帶天線的位置精度要求

（4）將48根邊帶電纜穿入對應(yīng)的天線電纜管中，并做好序號的標(biāo)識，穿時注意將外露電纜部分用PVC管保護。

（5）在天線地網(wǎng)上進行邊帶天線的修剪，修剪時根據(jù)前面計算出的每度電氣長度變化引起的電纜物理長度變化及時調(diào)整總的相位差值，使ADS加上邊帶電纜的相位為±180°，總共應(yīng)剪多少，不要一次修剪到位，每次只剪所需長度的2/3，逐次逼近計算值，最后預(yù)留5°左右的余量，接至ADS模擬實驗，再進行修剪，待滿足要求后固定死接頭。

（6）當(dāng)所有電纜修剪好后，用矢量電壓表檢查，其相位誤差應(yīng)小于±2.5°，否則在安裝好后副載波上得到的60Hz調(diào)幅的調(diào)制度容易大于55%，這樣會使信號質(zhì)量變差。

2.3 調(diào)整邊帶天線的相位

（1）分別依次用邊帶天線發(fā)射信號天線，用載波天線接收信號，測量接收與發(fā)射之間的相位差，同時注意幅度，記錄下48個邊帶天線的數(shù)據(jù)。

（3）以上步驟要反復(fù)做，因為每當(dāng)調(diào)整一個邊帶天線時，其寄生輻射性能也會變化，同時會影響到周邊其李他帶天線的發(fā)射被中央天線接收的效果，導(dǎo)致一個天線的相位調(diào)整至誤差范圍內(nèi)時，相鄰的若干天線的相位讀數(shù)也會變動，從而超出誤差范圍，所以需進行反復(fù)統(tǒng)調(diào)，使所有的邊帶天線相位達到要求范圍。

2.4 邊帶通道阻抗匹配

（1）使用矢量電壓表測出SCU（邊帶切換單元）的ODD USB XFA，ODD LSB XFC，EVEN USB XFA，EVEN LSB XFC 的阻抗值，求得4個平均阻抗值，再根據(jù)這4個值得到總體阻抗平均值。

（2）根據(jù)求得的總體阻抗平均值，利用SMITH圓圖進行50Ω阻抗匹配得出分支匹配器L1，L2的長度，并以此為依據(jù)制作阻抗匹配器，匹配器做好后，微調(diào)L1，L2的長度，直至反射系數(shù)小于0.1。

2.5 修剪SMA（邊帶調(diào)制和放大組件）與功率匹配器之間的電纜

（1）根據(jù)前面獲得的ADS開路阻抗值，選出一個與總平均幅度、相位值接近的邊帶，將測試電纜接到該ADS輸出口上，由TDS（定時序列產(chǎn)生器）面板上的邊帶選擇開關(guān)選擇該ADS口閉合，測出該ADS輸出口電氣參數(shù)值。修剪SMA與功率匹配器之間的電纜長度，使得測得的電氣參數(shù)值與記錄的平均值接近或相等，相位誤差應(yīng)小于±2°。

（2）以上面所作通道為基準(zhǔn)，修剪其余幾個通道的該段電纜，使得SMA至ADS的通道電氣長度相等。

2.6 載波天線的功率匹配

載波天線功率匹配器與邊帶通道阻抗匹配器的制作方法相同，只是這里要注意載波匹配器應(yīng)做于天線入口處，這是因為天線本身阻抗很穩(wěn)定，50Ω阻抗也較為穩(wěn)定。否則如果匹配器做在機房內(nèi)，則匹配器與天線之間的電纜將使匹配前的阻抗不穩(wěn)定，匹配后的阻抗也將不穩(wěn)定。匹配器做好后，要求反射系數(shù)應(yīng)小于0.02。

2.7 開機調(diào)試

以上工作完成后就可以進行開機調(diào)試，在開機調(diào)試前應(yīng)注意檢查電源輸出是否正常，所有電纜、接頭是否接好緊固，設(shè)備板卡設(shè)置跳線是否正確、是否插入到位。如果一切均正常，則可進行開機調(diào)工作，如果前期的安裝工作均按步驟和參數(shù)要求進行，則該設(shè)備的開機調(diào)試工作將非常簡單，具體可參照設(shè)備配備的用戶手冊來操作，這里就不詳細(xì)敘述了。

3 安裝注意事項

3.1 基礎(chǔ)設(shè)施準(zhǔn)備問題

原則上在不改變設(shè)計思路的基礎(chǔ)上，同時遵循國際民航組織對設(shè)備的有關(guān)條例下，可根據(jù)場地實際情況加以調(diào)整：

（1）DME天線不要位于DVOR發(fā)射及監(jiān)控天線之間。（2）監(jiān)控天線不要接近道路、圍墻，以防干擾和反射。（3）避雷器保護角范圍應(yīng)有效保護全部天線，選用大角度避雷器或多個小角度避雷器。

（4）地網(wǎng)支柱須注意防銹，尤其是焊接處。（5）地網(wǎng)接地應(yīng)用扁銅帶。

（6）機房基礎(chǔ)注意做防潮處理工作。

（7）空調(diào)的安裝位置應(yīng)有效控制機柜區(qū)域的溫度。

3.2 外場注意問題

（1）電纜要在各種管道中穿行，其中橙色塑料管用于地下埋設(shè)，白色用于空中假設(shè)，扎帶扎好后應(yīng)于根部處剪除。

（2）監(jiān)控天線電纜在空中曝露部分應(yīng)用PVC管保護，并盤成一個直徑大于15cm的圈后固定在監(jiān)控天線桿體上，注意關(guān)口處應(yīng)做防水密封工作。

（3）反射地網(wǎng)應(yīng)水平、平整，誤差小于100mm，監(jiān)控天線應(yīng)正對天線陣。

（4）安裝人員上天線地網(wǎng)之前一定要確保設(shè)備處于關(guān)機狀態(tài)，以免受到輻射傷害。

［1］倪育德，包毅.多普勒全向信標(biāo)［M］.北京：中國民航出版社，2005.

［2］王霜，孫麗環(huán)，王春光.多普勒效應(yīng)在全向信標(biāo)導(dǎo)航中的應(yīng)用［J］.長春大學(xué)學(xué)報，2009（6）.