DVOR4000全向信標(biāo)故障分析

任福東

摘 要：本文對DVOR4000全向信標(biāo)設(shè)備工作原理進(jìn)行了介紹，分析了射頻通道監(jiān)視信號(hào)參數(shù)的意義，并通過一次大虎山導(dǎo)航臺(tái)遇到的設(shè)備故障的分析，定位，到最后的故障排除，進(jìn)一步分析比較了DVOR4000與DVOR432邊帶天線告警的區(qū)別，為今后其他類似的故障排除提供參考。

關(guān)鍵詞：DVOR4000；邊帶天線；故障定位

中圖分類號(hào)：TN830 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）04-0060-03

多普勒全向信標(biāo)機(jī)，是目前民航界應(yīng)用較多的近程方位導(dǎo)航設(shè)備之一，一般與測距儀配合安裝使用，為民航客機(jī)提供方位和距離信息。其工作原理簡言之是通過由中央天線發(fā)射的30HzAM與邊帶天線發(fā)射的30HzFM信號(hào)進(jìn)行比較來確定飛機(jī)與臺(tái)站連線與磁北的夾角。目前航路導(dǎo)航站使用的DVOR是意大利THALES公司生產(chǎn)的DVOR4000、DVOR432兩種型號(hào)。

本文通過對設(shè)備原理及部分參數(shù)意義進(jìn)行介紹，通過對一次大虎山導(dǎo)航臺(tái)實(shí)際故障的定位判斷及最后處理過程的介紹，希望可以給大家提供一些借鑒，共同提高。

1 DVOR 4000設(shè)備簡介

意大利THALES公司生產(chǎn)的DVOR4000型設(shè)備主要由以下幾部分組成：發(fā)射機(jī)部分，監(jiān)控信號(hào)處理部分，控制和選擇邏輯組件，天線切換單元，天線陣。

發(fā)射機(jī)采用雙套配置，兩套發(fā)射機(jī)功能相同，均包含以下功能模塊：

SYN-D模塊，頻率合成器產(chǎn)生射頻輸入信號(hào)到調(diào)制器，還有基準(zhǔn)信號(hào)（REF）到控制耦合器；MOD-110和 MOD-110P模塊，完成載波射頻的相位和幅度控制，放大射頻信號(hào)，輸出到RFD；CA-100模塊，作用是將載波信號(hào)放大到額定輸出功率100W；MSG-C和MSG-S模塊，作用是對調(diào)制信號(hào)進(jìn)行控制和測量；CCP-D模塊，作用是對放大后的射頻信號(hào)進(jìn)行采樣并送回控制電路，用于穩(wěn)定射頻信號(hào)。

兩套發(fā)射機(jī)共用一套天線切換單元，發(fā)射機(jī)輸出的載波信號(hào)和邊帶信號(hào)都要送到天線切換單元，在天線切換單元處理后，再送到載波天線和邊帶天線上。

監(jiān)控信號(hào)處理器也是雙套配置，兩塊監(jiān)控器組件同時(shí)對設(shè)備參數(shù)及輻射信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)檢測到信號(hào)存在超出門限的誤差或故障時(shí)，產(chǎn)生預(yù)警或告警，邏輯控制發(fā)射機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)換或者關(guān)機(jī)操作。

2 射頻通道監(jiān)視信號(hào)參數(shù)來源分析

如圖1所示，給出了發(fā)射機(jī)射頻通道方框圖，可以看出，載波通道涉及 SYN-D、MOD-110、CA-100、CCP-D、MSG-S、MSG-C、RFD、PMC-D和中央天線振子等組件，其中RFD， PMC-D、中央天線振子為雙機(jī)共用組件。邊帶通道涉及SYN-D、

MOD-110P、CCP-D、MSG-S、MSG-C、RFD、PMC-D、BSG-D、MOD-SBB、ASC-D、ASM、邊帶天線振子等組件，其中RFD、PMC-D、BSG-D、MOD-SBB、ASC -D、ASM、邊帶天線振子雙機(jī)共用組件，可以在故障判別時(shí)分清共用組件還是獨(dú)立組件。一旦出現(xiàn)故障，通過兩部發(fā)射機(jī)的故障一致與否，可以基本判斷出是大致方向。當(dāng)雙機(jī)故障一致時(shí)，公共組件故障概率就遠(yuǎn)大于獨(dú)立組件，應(yīng)該先查找故障的公共組件；反之，當(dāng)單機(jī)故障時(shí)，就應(yīng)該查找對應(yīng)的故障獨(dú)立組件。

結(jié)合發(fā)射機(jī)射頻通道方框圖，我們將檢測參數(shù)與組件間的對應(yīng)關(guān)系描述如下：

MOD -110組件正向輸出ACM1、反向輸出AC1R，反映出該組件30Hz AM信號(hào)輸出功率與反射功率正常與否；

CA-100組件正向輸出ACA1，反向輸出ACA1R，反映出該組件30Hz AM信號(hào)輸出功率與反射功率正常與否；

反向輸出ASB1/2R，對應(yīng)于組件上下邊帶信號(hào)未調(diào)制信號(hào)輸出功率與反射功率正常與否。

ASU單元PMC-D組件中提取TX1/2 Measurement（發(fā)射機(jī)測量）參數(shù)：CSB Amplitude Measurement（載波振幅測量）、SB1 Amplitude Measurement（上邊帶振幅測量）、SB2 Amplitude Measurement（下邊帶振幅測量）分別對應(yīng)于MON1/2 Measurement中的RF Level， SBA Power level， SBB Power level。

根據(jù)上述信號(hào)來源分析，我們可以通過相關(guān)組件正、反向功率、功率電平來判別組件工作狀態(tài)正常與否。

3 快速判斷故障案例分析

3.1 故障現(xiàn)象

2017年11月，大虎山導(dǎo)航臺(tái)設(shè)備告警，接到通知后，維修人員立刻前往搶修。監(jiān)控器前面板上的“MAINSTATUS”狀態(tài)區(qū)出現(xiàn)WARNING告警現(xiàn)象；進(jìn)入DVOR4000的維護(hù)程序Adracs后，選擇進(jìn)入DVOR設(shè)備，打開監(jiān)視窗口（MON- 1/2Measurement），這時(shí)都會(huì)出現(xiàn)“Distortion on det.USB- LSB”參數(shù)告警，其參數(shù)測量值超過95%，且不斷改變；設(shè)備換機(jī)后也同樣出現(xiàn)該告警現(xiàn)象。如圖2所示。

3.2 故障分析處理

因?yàn)檫@項(xiàng)是紅色，告警明顯，所以我們肯先理解這個(gè)參數(shù)的含義。“Distortion on det.USB- LSB”的意義：上邊帶信號(hào)減去下邊帶信號(hào)的檢測信號(hào)失真，即邊帶信號(hào)差失真（Distortion Difference Signal），其標(biāo)稱值范圍是0.0%～99.9%（航路導(dǎo)航臺(tái)通常將上限設(shè)置在80%），如圖3所示。

3.3 故障點(diǎn)定位

首先，進(jìn)行換機(jī)操作。發(fā)現(xiàn)雙監(jiān)控器故障現(xiàn)象一致，可以判斷出故障點(diǎn)應(yīng)在公用部件上，監(jiān)控器故障可以排除。

之后，檢查公用部件的接觸性能。加固板件與母板的接觸，并檢查饋線是否有明顯的松動(dòng)或斷裂現(xiàn)象。

最后，做單個(gè)邊帶天線測試，讓單個(gè)邊帶天線發(fā)射邊帶信號(hào)。同時(shí)，從監(jiān)控窗口查看由監(jiān)控天線返回的9960Hz調(diào)制度的大小并做記錄，從1號(hào)邊帶天線做到50號(hào)邊帶天線。其原理就是利用監(jiān)控天線接收返回的每個(gè)邊帶天線發(fā)射信號(hào)的大小和變化規(guī)律（相鄰的邊帶天線的RFLevel大小差別應(yīng)不大）。

比較50根邊帶天線的值，發(fā)現(xiàn)3號(hào)邊帶天線的RF-Level值為“0”其他天線最小值為3，說明3號(hào)邊帶天線或其饋線故障。

在室內(nèi)利用網(wǎng)絡(luò)分析儀對3號(hào)邊帶天線的衰減進(jìn)行測量，如圖4所示，反射/輸出正常為-25dB到-30dB，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)分析儀接到3號(hào)邊帶天線進(jìn)行測量時(shí)，為-2.3dB，此時(shí)可以肯定3號(hào)邊帶天線故障。

用三用表測量饋線線皮和銅芯為短路狀態(tài)，證明饋線沒有斷裂。上到天線地網(wǎng)上找到3號(hào)邊帶天線。按《DVOR4000操作和維護(hù)手冊》中規(guī)定的操作標(biāo)準(zhǔn)撤下3號(hào)邊帶天線。揭開天線罩，發(fā)現(xiàn)天線罩內(nèi)有水珠，仔細(xì)檢查天線罩有開裂現(xiàn)象。用風(fēng)筒冷風(fēng)吹干天線罩內(nèi)水珠，用防水密封膠將天線罩裂縫封死后，設(shè)備恢復(fù)正常。

3.4 DVOR432軟件新增功能

以上單邊帶發(fā)射來來到故障的邊帶天線是比較傳統(tǒng)的方法，在DVOR432中，軟件新增了部分功能：在監(jiān)控器中打開MON1/MON2中的Antenna Failure Detection，可以方便的查看，邊帶天線的情況，如圖5所示，如果哪根邊帶天線出現(xiàn)問題，對應(yīng)的圓圈就會(huì)由綠色變?yōu)辄S色，可以比較直觀的判斷出故障的天線。

有時(shí)設(shè)備會(huì)出現(xiàn)偶爾預(yù)警的情況發(fā)生，可能是告警門限值設(shè)置的有問題，或者參數(shù)出現(xiàn)的細(xì)微的變化。進(jìn)一步打開發(fā)射機(jī)TX1/TX2中的Antenna Failure Detection，可以調(diào)節(jié)邊帶天線的告警門限值，如圖6所示。

為了進(jìn)一步了解參數(shù)的含義，形象的理解這個(gè)告警門限的含義，我們利用示波器分別觀察邊帶信號(hào)和告警門限電平，如圖7所示。

調(diào)節(jié)圖6中第一項(xiàng)門限的時(shí)候，圖7中綠色的直線回上下運(yùn)動(dòng)。正常情況下，邊帶信號(hào)規(guī)律性波動(dòng)，在直線上方；當(dāng)有邊帶天線故障時(shí)，邊帶信號(hào)會(huì)出現(xiàn)缺口，波形上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)鋒利的刺，當(dāng)這個(gè)刺穿過下方的綠色直線時(shí)，會(huì)引起告警。在設(shè)備安裝的時(shí)候，要保證正常狀態(tài)下，邊帶信號(hào)波形不會(huì)接觸到門限的直線；而一旦出現(xiàn)邊帶天線故障，這個(gè)刺就會(huì)穿過直線，導(dǎo)致告警，通常這個(gè)設(shè)置在1.0V。

4 結(jié)語

THALES公司提供的維護(hù)軟件“ADRACS”對維修人員幫助很大，在熟練掌握監(jiān)控軟件相關(guān)參數(shù)與其設(shè)備硬件之對應(yīng)關(guān)系，以及設(shè)備信號(hào)流程的基礎(chǔ)上，我們就可以實(shí)現(xiàn)不借助外部儀器儀表的情況下迅速初步確定設(shè)備故障點(diǎn)，為快速排出故障奠定基礎(chǔ)。

目前航路導(dǎo)航站的所有DVOR設(shè)備都是Thales公司生產(chǎn)的，其中DVOR432的監(jiān)控軟件在DVOR4000的基礎(chǔ)上又增加了一些功能，熟悉這些功能，對故障的快速排除有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]THALES DVOR4000 Technical Manual[Z].THALES，1999.

[2]THALES DVOR432 Technical Manual[Z].THALES，2008.

[3]胡明波.DVOR4000及432多普勒全向信標(biāo)設(shè)備[D].中國民航大學(xué)，2011.