DVOR4000設備分段式典型故障分析

摘? 要：DVOR設備主要分三大部分，即雙發(fā)射機部分，監(jiān)控部分，天線切換單元、天饋線系統(tǒng)組成的公共部分，排除故障按照這三部分進行分段式檢查，檢查時可使用儀器儀表。監(jiān)控器部分采用外場測試儀進行測試，發(fā)射機部分使用功率計測試載波及邊帶功率，天饋線系統(tǒng)使用網(wǎng)絡分析儀對載波天線、邊帶天線、監(jiān)控天線進行駐波比測試，并針對易損壞的公共部分板件邊帶調(diào)制混合器MODSBB，雙發(fā)射機單元載波放大器板件CA100進行了詳細的故障現(xiàn)象描述。

關鍵詞：雙發(fā)射機;公共部分;監(jiān)控部分;邊帶調(diào)制混合器;載波放大器

中圖分類號：V351.37 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2021）01-0065-03

Analysis on DVOR4000 Equipment Segmentation Type Typical Fault

XIAO Shan

（Chongqing Sub-bureau of Southwest Air Traffic Management Bureau of Civil Aviation of China，Chongqing? 401120，China）

Abstract：DVOR equipment is mainly divided into three parts，double transmitter part，monitoring part and common part composed of antenna switching unit and antenna feeder system. Troubleshooting is carried out according to the segmented inspection of the three parts，and instruments can be used for inspection. The monitor part is tested by the field tester，the transmitter part is tested its carrier wave and sideband power by the power meter，the antenna feeder system is tested by the network analyzer for the standing wave ratio of the carrier antenna，the sideband antenna and the monitoring antenna，and do detaild failure phenomenon descriptions for the sideband modulation mixer MODSBB of the vulnerable common part panel and the dual transmitter unit carrier amplifier panel CA100.

Keywords：dual transmitter;common part;monitoring part;sideband modulation mixer;carrier amplifier

0? 引? 言

多普勒甚高頻全向信標（DVOR）是一種相位測角導航系統(tǒng)，它為飛機提供相對于DVOR臺的方位信息。DVOR通常與測距機（DME）配合，可用于航路，也可布置在終端區(qū)。

本文中描述的是THALES公司生產(chǎn)的DVOR4000設備，該公司生產(chǎn)的DVOR4XXX設備在西南地區(qū)廣泛使用，目前重慶地區(qū)有7套設備在使用，貴陽有1套設備在使用，成都地區(qū)在用的及更新的共有6套設備。

DVOR設備主要分三大部分，即雙發(fā)射機部分，天線切換單元、天饋線系統(tǒng)組成的公共部分及設備的監(jiān)控器部分，如圖1所示。

1? 監(jiān)控器部分

設備的監(jiān)控部分有兩個功能。第一個是通過監(jiān)視實際的外場信號，監(jiān)測信號的變化。若檢測到信號不正確，超出已編程并存儲的告警門限則向控制系統(tǒng)發(fā)出故障信號，使得發(fā)射機切換或關閉。第二個是保證變化的環(huán)境條件與元件老化不影響監(jiān)控器自身的性能。監(jiān)視過程通過硬件和軟件模塊實現(xiàn)。監(jiān)視參數(shù)如下：方位角、30 Hz AM的幅度調(diào)制深度、9 960 Hz AM的幅度調(diào)制深度、30 Hz FM的調(diào)頻指數(shù)、載波電平、載波頻率、莫爾斯編碼的識別音調(diào)的可用性與正確性、所有邊帶天線的輻射。

對于執(zhí)行監(jiān)控的反應，雙監(jiān)控器必須配置為“或”功能或是“與”功能。監(jiān)控器“或”功能是指任何一部監(jiān)控器檢測到告警條件就執(zhí)行轉(zhuǎn)換或關閉系統(tǒng)（關臺），而與另一部監(jiān)控器的結果無關。“與”功能是指僅當雙監(jiān)控器都檢測到告警條件才轉(zhuǎn)換或關閉系統(tǒng)（關臺）。因此，對于“或”功能，一部監(jiān)控器系統(tǒng)故障DVOR就停止工作，降低了系統(tǒng)的可用性，而對于“與”功能，一個監(jiān)控系統(tǒng)故障將使故障信號能夠發(fā)射出去，降低了完全性和完好性。平常設備一般采用的是“與”功能。

監(jiān)控器部分分為監(jiān)控天線，功分器，和兩塊監(jiān)控器MSP板件。對于DVOR的監(jiān)控天線，安裝在距載波天線（中央天線）60～200 m的地方，天線為偶極子八木天線，通過預埋的同軸連接電纜饋入設備機房，根據(jù)實際需要選擇衰減器再進入功分器，一分為二并傳送到兩個監(jiān)控器，其中1號監(jiān)控器的信號處理被1號監(jiān)視信號處理器驅(qū)動，2號監(jiān)控器被2號監(jiān)視信號處理器驅(qū)動，以便按規(guī)定的控制順序選擇不同的信號，然后同處理器把信號的實測值與標稱值做比較，當偏移標稱值超過規(guī)定的容差門限時就會產(chǎn)生告警導致系統(tǒng)自動換機或關閉。

當設備出現(xiàn)故障時，通過切換機來判斷是否是雙發(fā)射機的故障。如果故障消失，則可以確定是單發(fā)射機故障。如不能消失，則故障的可能點在，監(jiān)控部分，雙發(fā)射機，或者公共部分。判定監(jiān)控部分故障還是發(fā)射機故障，在有條件的情況下，可以使用外場測試儀來判定。方法是將監(jiān)控器打旁路，挑選一個高于天線平臺的點，利用外場測試儀來測量其常用參數(shù)，若常用參數(shù)均正常，則可以判斷是監(jiān)控部分故障。若發(fā)射機參數(shù)達不到所需的標準，則是發(fā)射機部分故障。監(jiān)控天線的性能是否正常可以使用網(wǎng)分儀來測試其駐波比，若駐波比小于1.5，則表示監(jiān)控天線正常。功分器分為三個端口一進二出，判斷其好壞可以使用備件替換或者直接跳過功分器接3 dB衰減器直接接進一塊監(jiān)控板。

兩塊監(jiān)控MSP板件可以使用對換板件或者根據(jù)使用指示燈顯示使用備件板更換疑似故障板件的方式來使其恢復正常。第一個指示燈有規(guī)律地閃爍，表示監(jiān)控器向LCSU/CSB發(fā)送數(shù)據(jù)，正常，如不亮則表示監(jiān)控器不響應LCSU/CSB的查詢訪問，說明MSP-VD故障，應更換。第二個指示燈有規(guī)律地閃爍，表示LCSU/CSB查詢監(jiān)控器，正常。如不亮則表示LCSU/CSB不能查詢監(jiān)控器或不能接收數(shù)據(jù)，應更換MSP-VD或LCSU/CSB組件。第三個指示燈表示的是監(jiān)視器中處理器的工作情況，常亮無閃爍如常亮表示處理器工作正常，如閃爍或不亮表示處理器停止運行了，復位后不能恢復正常更換MSP-VD。第四個指示燈是復位鍵，對監(jiān)視器處理器進行復位，如復位后還未能正常工作，則更換MSP-VD。第五個指示燈是識別碼指示，正常工作狀態(tài)應為閃爍的綠燈和1 020 Hz同步，如果指示燈沒有工作正常，則檢查與識別碼相關的板件，如表1所示。

2? 公共部分

天線切換單元的功能是模擬邊帶天線環(huán)繞載波天線的幾乎連續(xù)的軌道運動，實現(xiàn)邊帶信號混合調(diào)制與天線切換控制，并將上、下邊帶信號處理成邊帶天線所需的上、下邊帶奇、偶信號饋電形式，通過天線切換開關送至邊帶天線輻射。

天線切換單元的組成：混合信號產(chǎn)生器（BSG-D）;邊帶調(diào)制混合器（MOD-SBB）;相位監(jiān)視與控制（PMC-D）;直流電源轉(zhuǎn)換器（DCC-MVD）。MOD-SBB聯(lián)系著發(fā)射機板件MOD-110P以及天線切換單元板件BSG-D，在實際運行過程中，該板件故障率較高，因此重點講解該板件。

MOD-SBB的作用是，將混合函數(shù)信號（BSG產(chǎn)生）對發(fā)射機中MOD-110P送出的未調(diào)制的連續(xù)波信號SB1或SB2進行調(diào)制，兩個混合調(diào)制器的4個輸出信號送至天線切換組建（ASM）。主要組成：3 dB耦合器Z1（90°相移）;2個RF調(diào)制器（采用環(huán)形電纜橋形式的吸收式調(diào)制器）具有末級控制原件PIN二極管CR1/3和CR2/4;真實值測量電路（CR14/15）;AGC放大器。

對于DVOR系統(tǒng)，它有兩個相同的MOD-SBB組件，一個用于正弦混合函數(shù)和余弦混合函數(shù)對上邊帶（SB1）的調(diào)幅，得到正弦上邊帶（SB1S）和余弦上邊帶（SB1C）兩路RF輸出信號;一個用于正弦混合函數(shù)和余弦混合函數(shù)對下邊帶（SB2）的調(diào)幅，得到正弦下邊帶（SB2S）和余弦下邊帶（SB2C）兩路RF輸出信號。因此，兩個MOD-SBB輸出四路被調(diào)制的邊帶信號，它們是SB1S、SB1C、SB2S及SB2C，其實現(xiàn)框圖如圖2所示。

3 dB耦合器Z1把輸入信號SB1（SB2）平分兩路，并使兩個輸出去耦。在耦合器的0°輸出端與吸收式調(diào)制器之間有一根90°電纜用于補償RF相位，使信號保持同相，輸入與輸出端的阻抗都為50歐。如果在耦合器Z1輸出端負載失衡，如由于衰減調(diào)制器、ASM-D組件或天線系統(tǒng)自身故障，則會在各個不同的輸出端產(chǎn)生一個電壓，該電壓將被CR20檢測到并作為一個BITE信號（MOD-1-R或MOD-2-R）。打開MOD-SBB板件，可以看到有很多焊接點，并在圖3中做了標識。

將TP7斷開（此為上邊帶LSB信號的輸入），無任何跳變，同理TP8斷開（此為下邊帶USB信號的輸入），則故障現(xiàn)象均為Mod.Depth 9 960 Hz AM降低至17%，Mod.Depth 9 960 Hz AM標稱值為30%。將TP9斷開，TP9為BITE信號輸出點，當板件自身和板件后級的負載動態(tài)失衡時，MOD-1_R預警，對上述故障進行歸納總結，如表2所示。

3? 發(fā)射機部分

發(fā)射機部分的功能是產(chǎn)生、放大射頻信號，載波信號的音頻調(diào)制信號生成由微處理器控制，所產(chǎn)生的載波30 Hz調(diào)幅信號、上邊帶和下邊帶等幅波信號均送至天線切換單元。組成部分：頻率合成器;載波調(diào)制器;載波放大器;邊帶調(diào)制器;控制耦合器;調(diào)制信號發(fā)生器-信號和控制。

CA-100是工作于108～118 MHz頻率的單極RF功率放大器，其輸出功率為100 W。因為是功率放大器，所以在實際運行過程中，該板件故障率較高，因此重點講解該板件。CA-100C以平衡放大器方式工作。載波調(diào)制器MOD-110輸出的調(diào)幅波饋至CA-100C，它先經(jīng)過一個平衡濾波器被平衡，再饋至功放管FET VIA和VIB。功放之后的信號通過平衡濾波器與一個不平衡線相匹配，并饋至一個-30 dB耦合器K0。調(diào)幅載波從CA-100C輸出后饋入RFD-1VD。當該板件故障時，軟件參數(shù)會顯示如圖4所示的故障現(xiàn)象。

下文描述排故思路及過程：第一步查看監(jiān)控器參數(shù)，發(fā)現(xiàn)主要監(jiān)控參數(shù)部分全部告警，RF-Level低，且30 Hz和識別的調(diào)制度都為0，判斷發(fā)射通路有故障，信號未發(fā)射出去，此時可以通過功率計來測試載波輸出功率，若為0，確認無載波輸出。第二步通過BITE參數(shù)來確認是哪一塊板子故障。通過BITE-ADC1中預警的內(nèi)容，可以判斷載波通路CA100有問題（BU-MOD、BU-PH、ACM1、ACA1預警）。

4? 結? 論

DVOR設備維護維修過程中，這種分三段式的排查方法被證明是比較有實際使用價值的。只有分清楚是發(fā)射機故障，是公共部分故障，還是監(jiān)控器故障，才不會毫無思緒且一直反復做無用功的測試，然后在這三個部分中的某一部分尋找對應的故障板件以及故障點，提高效率，使設備快速恢復正常，確保空中飛機及時獲取導航設備信號。由于筆者水平有限，所寫內(nèi)容希望對廣大同行在日后的維護維修工作有所幫助，若文中有缺漏、不正確之處，還望大家批評指正，不勝感激。

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作者簡介：肖山（1983—），男，漢族，湖南邵陽人，工程師，研究生，研究方向;民航導航設備的維護維修。