DVOR4000型設(shè)備載波功率放大器CA—100故障分析

吳建平

【摘 要】為解決DVOR4000設(shè)備中載波通道中的放大器的故障，縮短故障的排故時間，通過對設(shè)備相關(guān)理論的介紹以及針對故障現(xiàn)象進(jìn)行了詳細(xì)分析并對故障的處理進(jìn)行了嚴(yán)密的探討，為維護(hù)相同型號設(shè)備的維護(hù)人員提供了解決問題的方法和維護(hù)經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】DVOR4000設(shè)備；BITE信號；載波放大器CA-100

中圖分類號： TN929.532 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）17-0257-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.17.129

0 引言

多普勒全向信標(biāo)（DVOR）生產(chǎn)于1936年，在1947年被國際民航組織定義為標(biāo)準(zhǔn)的近程導(dǎo)航系統(tǒng)。DVOR-4000型設(shè)備是由意大利的阿爾卡特公司生產(chǎn)，技術(shù)上更加先進(jìn)，順應(yīng)了當(dāng)今發(fā)展的需要，在民航系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，其裝備在世界范圍內(nèi)呈上升趨勢。本文以DVOR-4000型號設(shè)備的載波放大器（CA-100）故障為例，對故障進(jìn)行詳細(xì)分析，希望為維護(hù)同型號設(shè)備的工作人員提供一些借鑒和參考。

1 故障現(xiàn)象

設(shè)備檢查時，維護(hù)人員對DVOR4000設(shè)備進(jìn)行換機(jī)操作，當(dāng)2號機(jī)換到1號機(jī)時，1號機(jī)無法工作又重新?lián)Q到2號機(jī)，2號機(jī)工作正常。LCSU前面板DETAILED STATUS 下的“TX-1” 出現(xiàn)“WARNING”黃燈亮，并且“faulty”燈亮。運(yùn)行WIN ADRACS軟件，把監(jiān)控器“Set both MON BYPASS ON”，查看監(jiān)控器MON1和MON2的MON1＼2-Measurement actual窗口，發(fā)現(xiàn)RF-Level值告警，Mod Depth 30Hz AM、Mod Depth 9960Hz AM、Mod Depth Identity AM均為0，識別碼Identity Morse Code顯示為4個*，而其他參數(shù)均正常，把雙監(jiān)控器其中之一的MON2的監(jiān)控界面進(jìn)行拷屏，如圖1。

2 相關(guān)知識的介紹

在分析故障之前，首先對DVOR的原理進(jìn)行簡單介紹。DVOR的工作原理是通過地面DVOR設(shè)備向飛機(jī)發(fā)射兩個30Hz信號，其中一個30Hz信號是基準(zhǔn)相位信號，該信號與該DVOR導(dǎo)航臺所在地的磁北方向同相，另一個是可變30Hz信號，飛機(jī)的機(jī)載接收機(jī)通過比較兩個30Hz信號的相位得到飛機(jī)相對于DVOR臺的方位角，從而為飛機(jī)導(dǎo)航。

地面導(dǎo)航臺DVOR的基準(zhǔn)相位信號是由設(shè)備自身產(chǎn)生的30Hz低頻信號直接對載波信號進(jìn)行調(diào)幅得到，然后經(jīng)過中央天線向空間輻射而形成的。30Hz可變信號形成的實質(zhì)是邊帶發(fā)射機(jī)按照一定的時間間隔向邊帶天線饋給一定能量的信號，通過控制邊帶天線的饋電間隔來模擬邊帶天線的旋轉(zhuǎn)，根據(jù)多普勒效應(yīng)而形成的，即30Hz可變信號對9960Hz副載波調(diào)頻而形成的。DVOR設(shè)備通過載波和邊帶發(fā)射機(jī)向空間輻射電磁波，在空間或接收點(diǎn)就可獲得一個復(fù)雜的調(diào)頻調(diào)幅波，機(jī)載設(shè)備通過比較兩個30Hz調(diào)制信號的相位，即得到飛機(jī)相對與VOR臺的方位角，從而完成導(dǎo)航。另外DVOR還要發(fā)射自身音頻1020Hz的識別信號，因此，在發(fā)射場內(nèi)還要由1020Hz莫爾斯代碼對載波進(jìn)行調(diào)幅，經(jīng)中央天線向空間輻射。這樣，經(jīng)中央天線向空間輻射的信號即包含30Hz和1020Hz的調(diào)幅信號。

3 故障分析

設(shè)備進(jìn)行換機(jī)時，1號機(jī)無法工作而2號機(jī)工作正常，從而排除了兩部發(fā)射機(jī)公共部分以及監(jiān)控器故障。LCSU前面板DETAILED STATUS下“faulty”燈亮，表示為TX-1故障，因此故障點(diǎn)位于1號發(fā)射機(jī)。雙監(jiān)控器MON1和MON2Measurement actual窗口同時監(jiān)測到RF-Level值告警，Mod Depth 30Hz AM、Mod Depth 9960Hz AM、Mod Depth Identity AM均為0告警，識別碼Identity Morse Code沒有檢測到。在故障分析之前首先介紹上述告警所代表的含義， RF-Level表示中央天線載波功率射頻電平的大?。籑od Depth 30Hz AM表示基準(zhǔn)30Hz信號對載波調(diào)制度的大??；Mod Depth Identity AM表示識別碼信號對于載波調(diào)制度的大?。蛔R別碼Identity Morse Code顯示的四個星號表示的是識別碼沒有監(jiān)測到，出現(xiàn)該情況的原因可能發(fā)射機(jī)沒有發(fā)射出去識別碼或者監(jiān)控天線沒有監(jiān)測到識別碼。30Hz和識別碼均是由中央天線即載波通道發(fā)射出去的，因此可以判斷載波通道肯定出現(xiàn)故障。另外Mod Depth 9960Hz AM表示的邊帶9960Hz調(diào)制度的大小，該參數(shù)與上下邊帶功率之和、載波功率以及邊帶相對于載波之間的相位夾角有關(guān)，該參數(shù)告警意味著載波通道和兩個邊帶通道均有可能發(fā)生故障。

由DVOR4000的整體信號流程可知，發(fā)射機(jī)的載波通道包含的模塊有SYN-D、MOD-110、CA-100、PMC-D、CCP-D、MSG-S、MSG-C以及相應(yīng)的供電模塊、電纜和中央天線等，如圖2。

由于MON1和MON2 Measurement actual窗口中檢測到的載波、上下邊帶頻率均正常，因此排除了SYN-D的故障。把發(fā)射機(jī)的Bite ADC-2窗口打開，該窗口中的各個BITE信號均代表MSG-S組件相關(guān)輸入輸出信號，因為ADC-2中信號均正常，這表明發(fā)射機(jī)中MSG-S板件正常。又因為MSG-S可以看作是MSG-C組件的輸入或輸出接口電路，因此排除MSG-C組件故障的可能性。

在DVOR-4000設(shè)備中由于在設(shè)計中提供了在線監(jiān)測功能，當(dāng)設(shè)備故障時候設(shè)備通過自身的監(jiān)測功能可以提供相應(yīng)組件BITE的相關(guān)信息。LCSU前面板DETAILED STATUS“TX-1”出現(xiàn)“WARNING”黃燈亮，這表示TX-1中有BITE預(yù)警。現(xiàn)在把TX-1的所有BITE信號打開，如下圖3。

在圖3中可以看到五項參數(shù)NOT OK，把其中的Analog BITE ADC-1拷屏如圖4。從圖3中可以看到Loop Modulator CSB-1出現(xiàn)“NOT OK”這表示載波鎖相控制環(huán)不正常，即MOD-110、CA-100、CCP-D中的模塊或其中的連線出現(xiàn)問題。

在TX1-BITE ADC-1窗口，發(fā)現(xiàn)BU_MOD_C1（載波CSB調(diào)制信號的幅度）、BU_PH_C1（載波CSB相位器控制電壓）、ACM1（載波CSB正向功率檢波，反映MOD-110輸出信號強(qiáng)度）和ACA1（正向功率到MSG-S）出現(xiàn)黃色預(yù)警，因此判斷為載波通路的MOD-110和CA-100同時故障或者是兩個模塊單獨(dú)故障均可以引起上述故障。

4 故障定位

首先，把功率計接到載波通道中，通過測量發(fā)現(xiàn)TX-1的載波通道的功率輸出為零，因此進(jìn)一步確定載波通道發(fā)生了故障。其次，CA-100組件的正常的工作電壓為28V，使用萬用表進(jìn)行測量的結(jié)果為27.5V，因此排除了組件供電電源故障的可能性。再次，綜上分析從設(shè)備的軟件檢測已經(jīng)無法載波通路的MOD-110和CA-100模塊究竟是哪個模塊引起的，因此只能通過對板件的更換來確定。通過把TX-1中的MOD-110和CA-100的模塊與2號故障的發(fā)射機(jī)相應(yīng)的模塊更換后，最后確定為CA-100板件故障。

5 總結(jié)

技術(shù)人員在維修ALCATEL DVOR設(shè)備時，首先，利用設(shè)備面板上的指示燈和監(jiān)控告警參數(shù)初步判斷設(shè)備的故障范圍，并結(jié)合設(shè)備原理初步對設(shè)備故障定位。其次，根據(jù)軟件上具體BITE信號并結(jié)合預(yù)警的參數(shù)，來進(jìn)一步判斷故障板件。最后，通過儀器或更換板件等方法最終完成故障定位。

【參考文獻(xiàn)】

[1]（意大利）ALCATEL.VHF Omnidirectional Radio Range，技術(shù)手冊.

[2]鄭連興，倪玉德.DVOR VRB-51D多普勒全向信標(biāo)[M].中國民航出版社，1995.