Nextfield類型DVOR4000設(shè)備調(diào)試及排故淺析

陳湘

摘 要：本文通過對(duì)三亞南山導(dǎo)航臺(tái)NEXTFIELD類型的DVOR4000設(shè)備安裝調(diào)試過程及相關(guān)問題的分析，總結(jié)出此類設(shè)備安裝調(diào)試的步驟和區(qū)別于以往DVOR4000安裝調(diào)試設(shè)備的方法。并針對(duì)此設(shè)備校飛中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和研究解決的方法，最終解決了該設(shè)備校飛中存在的問題。為今后該類型設(shè)備的安裝調(diào)試和故障排除提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：Nextfield DVOR4000 監(jiān)控 調(diào)試 校飛

中圖分類號(hào)：V351.37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）03（c）-0045-02

近幾年國內(nèi)逐步引進(jìn)的意大利THALES公司生產(chǎn)的NEXTFIELD監(jiān)控天線類型的DVOR4000設(shè)備。由于此類型設(shè)備在監(jiān)控天線的安裝于天線平帶的邊緣位置，相對(duì)距離和位置較容易實(shí)現(xiàn)，對(duì)地形和場(chǎng)地要求較低，所以可能成為今后國內(nèi)DVOR設(shè)備引進(jìn)的一個(gè)方向。此類型的DVOR4000設(shè)備工作原理上與原先的NEARFIELD DVOR4000設(shè)備基本一樣，主要區(qū)別在于其監(jiān)控天線有兩個(gè)（可擴(kuò)展到4個(gè)），且挨著天線平臺(tái)邊緣安裝，離天線陣距離較近。另外室內(nèi)監(jiān)控信號(hào)處理上多了一塊MDS-D板（MONITOR DIVIDER SWITCH DVOR，監(jiān)控分配開關(guān)）。由于監(jiān)控天線和室內(nèi)信號(hào)處理方法的不同，所以NEXTFIELD類型的監(jiān)控器的配置文件和原先的不一樣，在監(jiān)控器的參數(shù)上也有差異。在安裝調(diào)試和故障處理時(shí)和原先版本的4000設(shè)備也存在不相同的地方。

1 三亞DVOR4000設(shè)備介紹

三亞DVOR4000設(shè)備于2008年9月完成原址更新，利用原有的天線平臺(tái)，安裝于位于三亞南山側(cè)峰，海拔約415 m。相對(duì)于早期4000型號(hào)的THALES DVOR設(shè)備，三亞DVOR4000略有不同。

1.1 硬件

多了一塊MDS-D板（Monitor Divider Switch DVOR）；兩個(gè)Nextfield 類型的監(jiān)控天線（分別等距安裝于反射平臺(tái)邊緣，12.5～17 m）。其監(jiān)控天線回來的信號(hào)經(jīng)過MDS板進(jìn)行衰減等處理后再分配到兩個(gè)MSP板。

1.2 軟件

版本有所更新，配置文件跟以前的有所不同，監(jiān)控參數(shù)有些不一樣。比如：RF LEVEL AVERAGE（兩個(gè)監(jiān)控天線回來信號(hào)幅度檢測(cè)之和）和RF LEVEL INTERNAL（機(jī)內(nèi)檢測(cè)）。

2 三亞DVOR4000設(shè)備系統(tǒng)安裝調(diào)試

主要測(cè)試和調(diào)整內(nèi)容：軟件的安裝和配置；天線的匹配（CA，CTR）；邊帶天線的退耦檢測(cè)（C5）；誤差曲線檢查；發(fā)射機(jī)設(shè)置和監(jiān)控器設(shè)置；校飛時(shí)的調(diào)整等。

2.1 軟件的安裝和配置：WinAdracs軟件，98或者XP系統(tǒng)帶串口的電腦

（1）SIT文件：LCSU的通信設(shè)置都存在于此，LCSU與設(shè)備、遙控器的連接和用戶監(jiān)控軟件的正常使用。選擇CONTROL進(jìn)入設(shè)置；用COPY PC FILE TO RAM命令將SIT 配置拷入，然后運(yùn)行RESET SITE命令。（2）LKE文件：機(jī)內(nèi)LCSU和TX通信用。用UpDate LKE Files命令正確更新或用保存的文件上傳。最后復(fù)位LCSU，整個(gè)上傳過程即告結(jié)束，設(shè)備可正常使用。（3）PTT文件：只用于撥號(hào)連接（MODEM）。

2.2 天線的匹配和去耦電容調(diào)整

（1）電容CA調(diào)整：根據(jù)頻率查出極板距離，以此距離為基準(zhǔn)測(cè)量并調(diào)整電容極板距離，在固定極板后需復(fù)查一次。（2）石英微調(diào)電容CTR調(diào)整：CTR位于天線中央，需用長(zhǎng)的改錐進(jìn)行調(diào)整。小心將CTR逆時(shí)針轉(zhuǎn)到頭，根據(jù)頻率查出需轉(zhuǎn)的圈數(shù)，然后將CTR轉(zhuǎn)到正確的圈數(shù)位置，蓋好天線罩，用2～3顆螺絲固定。預(yù)調(diào)要正確，否則會(huì)影響后面的調(diào)整。（3）微調(diào)：用矢量電壓表、網(wǎng)絡(luò)分析儀或根據(jù)手冊(cè)進(jìn)行微調(diào)，結(jié)果應(yīng)優(yōu)于26DB。（4）去耦電容C5的調(diào)整（只對(duì)邊帶天線）：小心將C5逆時(shí)針轉(zhuǎn)到頭，根據(jù)頻率查出需轉(zhuǎn)的圈數(shù)，然后將C5轉(zhuǎn)到正確的圈數(shù)位置。（5）微調(diào)：用設(shè)備自帶的探頭分別逐個(gè)檢查邊帶天線的去耦組件，可用矢量電壓表或者根據(jù)手冊(cè)進(jìn)行調(diào)整。結(jié)果應(yīng)優(yōu)于14DB。誤差曲線檢查，發(fā)射機(jī)設(shè)置和監(jiān)控器設(shè)置，校飛時(shí)的調(diào)整等根據(jù)手冊(cè)來進(jìn)行，此處不做詳細(xì)說明。

2.3 系統(tǒng)調(diào)試中應(yīng)注意的問題

系統(tǒng)的調(diào)試是一個(gè)嚴(yán)格的程序，手冊(cè)有比較詳細(xì)的說明。需按部就班逐個(gè)進(jìn)行測(cè)試和調(diào)整，調(diào)試過程中應(yīng)注意保護(hù)設(shè)備和儀表。需要注意以下幾點(diǎn)問題：（1）系統(tǒng)的配置文件.SIT文件，不同批次的設(shè)備很可能不一樣，設(shè)備驗(yàn)收時(shí)要確認(rèn)隨機(jī)的配置文件為此設(shè)備的正確文件，以免后面發(fā)生設(shè)備軟件使用異常的情況。三亞安裝時(shí)曾因?yàn)榕渲梦募粚?duì)而導(dǎo)致監(jiān)控器參數(shù)異常，數(shù)據(jù)無法讀取和修改等現(xiàn)象。（2）考慮運(yùn)輸和廠家發(fā)貨時(shí)安裝不到位等原因，開機(jī)前要充分確認(rèn)設(shè)備各個(gè)部件和各個(gè)板塊連接、接觸良好，否則極有可能燒板子。三亞THALES 4000系列的產(chǎn)品機(jī)柜監(jiān)控部分的母板（背板）設(shè)計(jì)及工藝較差，拔插板塊時(shí)如不注意極可能會(huì)接觸不良或損壞母板，建議拔插板塊時(shí)應(yīng)有人在機(jī)柜背后配合（3）天線匹配應(yīng)優(yōu)于-26DB，三亞調(diào)整完后所有天線匹配基本都優(yōu)于-30DB；天線去耦應(yīng)優(yōu)于-14DB，三亞調(diào)整完成后所有邊帶天線去耦基本都優(yōu)于-16DB；誤差曲線優(yōu)于+/-0.2°。安裝調(diào)試結(jié)束后上下邊帶失真數(shù)值（USB-LSB Distortion）跳變明顯偏大，最大時(shí)可達(dá)（99.99%），此項(xiàng)參數(shù)和監(jiān)控天線的安裝位置有很大關(guān)系，由于設(shè)備手冊(cè)上未做要求，故未進(jìn)一步進(jìn)行調(diào)整。（4）后續(xù)用PIR做外場(chǎng)測(cè)試統(tǒng)調(diào)時(shí)要選擇合適的地點(diǎn)，特別要考慮排除干擾因素。三亞南山導(dǎo)航臺(tái)由于周圍地形和電磁環(huán)境的原因，沒有理想的測(cè)試點(diǎn)。（5）三亞NEXTFIELD類型監(jiān)控天線由于安裝距離太近，接收信號(hào)太強(qiáng)，且接收上、下邊帶信號(hào)強(qiáng)度差別太大，基本不能直接用PIR接監(jiān)控天線回來的信號(hào)作為參考。（6）準(zhǔn)備校飛調(diào)整時(shí)，在條件具備的情況下，可讓校飛飛機(jī)過來的時(shí)候幫忙檢查DVOR設(shè)備的參數(shù)情況，以作初調(diào)參考。（7）統(tǒng)調(diào)的時(shí)候應(yīng)考慮邊帶功率不要調(diào)的太高，滿足9960 Hz AM達(dá)標(biāo)即可，太大易損耗設(shè)備。（邊帶功率過高時(shí)，SBB板明顯發(fā)熱過燙，容易引起9960 Hz AM漂移過多）endprint

3 三亞DVOR4000設(shè)備校飛情況

三亞DVOR4000到目前總共進(jìn)行了5次飛行校驗(yàn)，前3次均有不同程度的限用，且限用的范圍不一致。后兩次校飛結(jié)論合格。（注：原同址安裝湯姆遜DVOR 512D校飛未有限用）

歷次校飛機(jī)組都普遍反應(yīng)在圓周及部分徑向的飛行校驗(yàn)中，9960 Hz副載波調(diào)制度不穩(wěn)定對(duì)VOR信號(hào)的彎曲及抖動(dòng)都產(chǎn)生一定的影響。

（1）第一次投產(chǎn)校飛結(jié)束后，廠方工程師曾對(duì)此套設(shè)備進(jìn)行過系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)，并保存好設(shè)置參數(shù)準(zhǔn)備下次校飛。

（2）第二次定期校飛時(shí)使用廠方工程師保存數(shù)據(jù)進(jìn)行校飛，校飛機(jī)組反應(yīng)校驗(yàn)結(jié)果極差。重新采用原有設(shè)備參數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)，結(jié)果限用，且和第一次校飛限用范圍不一致。且第二次的結(jié)果更差。針對(duì)前兩次校飛結(jié)果進(jìn)行如下分析：①天線的匹配、天線高度、反射面和接地問題；②環(huán)境問題，包括樹木過高，周圍電磁環(huán)境；③因?yàn)檫@兩次是同一架校飛飛機(jī)校驗(yàn)，懷疑機(jī)載設(shè)備的問題；④認(rèn)為設(shè)備問題的可能性較大，決定請(qǐng)廠家工程師現(xiàn)場(chǎng)重新調(diào)試設(shè)備。

（3）THALAS公司安裝工程師于2009年6月10日—2009年6月20日對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面檢查調(diào)整。主要工作有：①對(duì)天線的匹配和退耦進(jìn)行檢查和調(diào)整。匹配值測(cè)量調(diào)整后均大于30db，技術(shù)要求大于26db，符合標(biāo)準(zhǔn)。退耦值均大于16db，技術(shù)要求大于14db，符合要求；②檢查邊帶天線饋纜間的電氣差異，從每根邊帶線纜注入信號(hào)，都從中央天線經(jīng)中央饋纜接收，比較接收的信號(hào)電平和相位。電平差異最大為1.6DB，相位差異最大約為10°，符合要求（廠方），③載波功率和邊帶功率調(diào)整，載波功率調(diào)整為100 W，邊帶功率調(diào)整為30 W。但在實(shí)際校飛中載波功率設(shè)置為70 W，邊帶功率也有所降低。邊帶調(diào)制信號(hào)波形的檢查，正常，④天線高度及反射網(wǎng)的檢查，廠方工程師認(rèn)為基本不存在什么問題，唯一的就是監(jiān)控天線高度稍微有些低，⑤誤差曲線測(cè)量，測(cè)量結(jié)果為+/-0.1°，技術(shù)要求小于0.4°，符合要求，⑥測(cè)量設(shè)備工作頻率，正常，符合要求，⑦周圍地形。廠方工程師認(rèn)為周圍地形不是很好，不利用空間信號(hào)的合成。后在大約160°方向和290°方向把一些過高的樹木砍倒，⑧用頻譜儀嘗試在上次校飛限用的方向查找干擾源，沒有找到。

經(jīng)以上測(cè)試及調(diào)整后進(jìn)行第三次校飛，結(jié)論仍為限用。且限用范圍與前兩次校飛又不一致。圓周飛行方位抖動(dòng)都符合要求。但在飛圓圈時(shí)9960 Hz調(diào)制度跳動(dòng)很大，約成正弦函數(shù)變化形式，此問題和前兩次校飛情況相似，廠方工程師不能解釋。徑向飛行有四個(gè)區(qū)域方位抖動(dòng)超限，結(jié)果限用。機(jī)組曾認(rèn)為是干擾引起。曾關(guān)掉抱龍和東、西進(jìn)NDB臺(tái)測(cè)試，結(jié)果一樣，可以排除NDB干擾，其余干擾未查到。

分析：方位抖動(dòng)：如果抖動(dòng)的方位、距離穩(wěn)定，一般是地面反射引起或者是反射網(wǎng)?。环轿欢秳?dòng)如果時(shí)有時(shí)無或方位距離不穩(wěn)定，一般為有源干擾引起；地面反射干擾一般發(fā)生在中近距離上（距離越遠(yuǎn)信號(hào)越好）。

（4）前面三次校飛的不同結(jié)論，認(rèn)定三亞DVOR出現(xiàn)的異常情況比較復(fù)雜。經(jīng)多方專家商討，決定通過降低DVOR設(shè)備天線的高度以達(dá)到增加等效反射網(wǎng)面積的目的，從而改善空中合成信號(hào)。采取的措施有：①更換天線抱桿，天線陣子高度從原來約148 cm降到約128 cm，②重新檢查天線匹配和去耦，結(jié)果都優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)值，③重新對(duì)相，USB RF PHASE 原來為207°，建議改為190°。以上工作完成后于2009年10月17日進(jìn)行第四次校飛，按投產(chǎn)項(xiàng)目校驗(yàn)。校驗(yàn)結(jié)果合格。但在進(jìn)行圓周飛行校驗(yàn)時(shí)，曾有第一次飛不合格，第二次重飛才合格的情況。

在圓周及部分徑向的飛行校驗(yàn)中，9960Hz副載波調(diào)制度不穩(wěn)定，對(duì)VOR信號(hào)的彎曲及抖動(dòng)都產(chǎn)生一定的影響，但彎曲和抖動(dòng)的值都在容限范圍內(nèi)。校飛過程中，將“相位”（USB RF PHASE）調(diào)整成190°，此時(shí)9960調(diào)制度變化相對(duì)最小。

（5）三亞DVOR4000設(shè)備最近一次于2011年4月3日進(jìn)行，結(jié)論合格。但TX2在進(jìn)行圓周飛行校驗(yàn)時(shí)，在某些扇區(qū)第一次飛不合格（285°-295°范圍內(nèi)，9960AM小于20%，方位抖動(dòng)超限-2.02°），第二次重飛此扇區(qū)才合格。

4 結(jié)語

本文詳細(xì)介紹了Nextfield類型DVOR4000設(shè)備安裝后的調(diào)試過程，同時(shí)對(duì)此設(shè)備出現(xiàn)的一些故障做出詳細(xì)分析并給出解決辦法。在設(shè)備校飛過程中出現(xiàn)的異常情況，通過長(zhǎng)時(shí)間的研究和測(cè)試得出最終解決的方案。由于此類型設(shè)備的監(jiān)控天線安裝對(duì)場(chǎng)地及地形要求較低，而現(xiàn)在各導(dǎo)航臺(tái)站建設(shè)過程中往往存在著征地和地形的困難，所以其可能成為今后建設(shè)新DVOR臺(tái)站的一個(gè)方向。熟悉此種類型設(shè)備的工作原理、設(shè)備組成、調(diào)試方法和校飛分析對(duì)于此類設(shè)備的維護(hù)及故障排除將起到至關(guān)重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 意大利THALES公司.DVOR 4000 VHF Omnidirectional Radio RANGE Tcchnical Manual[Z].endprint