Nextfield類型DVOR4000設備調試及排故淺析

陳湘

摘 要：本文通過對三亞南山導航臺NEXTFIELD類型的DVOR4000設備安裝調試過程及相關問題的分析，總結出此類設備安裝調試的步驟和區別于以往DVOR4000安裝調試設備的方法。并針對此設備校飛中出現的問題進行分析和研究解決的方法，最終解決了該設備校飛中存在的問題。為今后該類型設備的安裝調試和故障排除提供參考依據。

關鍵詞：Nextfield DVOR4000 監控 調試 校飛

中圖分類號：V351.37 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（c）-0045-02

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

1 三亞DVOR4000設備介紹

三亞DVOR4000設備于2008年9月完成原址更新，利用原有的天線平臺，安裝于位于三亞南山側峰，海拔約415 m。相對于早期4000型號的THALES DVOR設備，三亞DVOR4000略有不同。

1.1 硬件

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

1.2 軟件

版本有所更新，配置文件跟以前的有所不同，監控參數有些不一樣。比如：RF LEVEL AVERAGE（兩個監控天線回來信號幅度檢測之和）和RF LEVEL INTERNAL（機內檢測）。

2 三亞DVOR4000設備系統安裝調試

主要測試和調整內容：軟件的安裝和配置；天線的匹配（CA，CTR）；邊帶天線的退耦檢測（C5）；誤差曲線檢查；發射機設置和監控器設置；校飛時的調整等。

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

（1）SIT文件：LCSU的通信設置都存在于此，LCSU與設備、遙控器的連接和用戶監控軟件的正常使用。選擇CONTROL進入設置；用COPY PC FILE TO RAM命令將SIT 配置拷入，然后運行RESET SITE命令。（2）LKE文件：機內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。最后復位LCSU，整個上傳過程即告結束，設備可正常使用。（3）PTT文件：只用于撥號連接（MODEM）。

2.2 天線的匹配和去耦電容調整

（1）電容CA調整：根據頻率查出極板距離，以此距離為基準測量并調整電容極板距離，在固定極板后需復查一次。（2）石英微調電容CTR調整：CTR位于天線中央，需用長的改錐進行調整。小心將CTR逆時針轉到頭，根據頻率查出需轉的圈數，然后將CTR轉到正確的圈數位置，蓋好天線罩，用2～3顆螺絲固定。預調要正確，否則會影響后面的調整。（3）微調：用矢量電壓表、網絡分析儀或根據手冊進行微調，結果應優于26DB。（4）去耦電容C5的調整（只對邊帶天線）：小心將C5逆時針轉到頭，根據頻率查出需轉的圈數，然后將C5轉到正確的圈數位置。（5）微調：用設備自帶的探頭分別逐個檢查邊帶天線的去耦組件，可用矢量電壓表或者根據手冊進行調整。結果應優于14DB。誤差曲線檢查，發射機設置和監控器設置，校飛時的調整等根據手冊來進行，此處不做詳細說明。

2.3 系統調試中應注意的問題

系統的調試是一個嚴格的程序，手冊有比較詳細的說明。需按部就班逐個進行測試和調整，調試過程中應注意保護設備和儀表。需要注意以下幾點問題：（1）系統的配置文件.SIT文件，不同批次的設備很可能不一樣，設備驗收時要確認隨機的配置文件為此設備的正確文件，以免后面發生設備軟件使用異常的情況。三亞安裝時曾因為配置文件不對而導致監控器參數異常，數據無法讀取和修改等現象。（2）考慮運輸和廠家發貨時安裝不到位等原因，開機前要充分確認設備各個部件和各個板塊連接、接觸良好，否則極有可能燒板子。三亞THALES 4000系列的產品機柜監控部分的母板（背板）設計及工藝較差，拔插板塊時如不注意極可能會接觸不良或損壞母板，建議拔插板塊時應有人在機柜背后配合（3）天線匹配應優于-26DB，三亞調整完后所有天線匹配基本都優于-30DB；天線去耦應優于-14DB，三亞調整完成后所有邊帶天線去耦基本都優于-16DB；誤差曲線優于+/-0.2°。安裝調試結束后上下邊帶失真數值（USB-LSB Distortion）跳變明顯偏大，最大時可達（99.99%），此項參數和監控天線的安裝位置有很大關系，由于設備手冊上未做要求，故未進一步進行調整。（4）后續用PIR做外場測試統調時要選擇合適的地點，特別要考慮排除干擾因素。三亞南山導航臺由于周圍地形和電磁環境的原因，沒有理想的測試點。（5）三亞NEXTFIELD類型監控天線由于安裝距離太近，接收信號太強，且接收上、下邊帶信號強度差別太大，基本不能直接用PIR接監控天線回來的信號作為參考。（6）準備校飛調整時，在條件具備的情況下，可讓校飛飛機過來的時候幫忙檢查DVOR設備的參數情況，以作初調參考。（7）統調的時候應考慮邊帶功率不要調的太高，滿足9960 Hz AM達標即可，太大易損耗設備。（邊帶功率過高時，SBB板明顯發熱過燙，容易引起9960 Hz AM漂移過多）endprint

3 三亞DVOR4000設備校飛情況

三亞DVOR4000到目前總共進行了5次飛行校驗，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）

歷次校飛機組都普遍反應在圓周及部分徑向的飛行校驗中，9960 Hz副載波調制度不穩定對VOR信號的彎曲及抖動都產生一定的影響。

（1）第一次投產校飛結束后，廠方工程師曾對此套設備進行過系統統調，并保存好設置參數準備下次校飛。

（2）第二次定期校飛時使用廠方工程師保存數據進行校飛，校飛機組反應校驗結果極差。重新采用原有設備參數進行校驗，結果限用，且和第一次校飛限用范圍不一致。且第二次的結果更差。針對前兩次校飛結果進行如下分析：①天線的匹配、天線高度、反射面和接地問題；②環境問題，包括樹木過高，周圍電磁環境；③因為這兩次是同一架校飛飛機校驗，懷疑機載設備的問題；④認為設備問題的可能性較大，決定請廠家工程師現場重新調試設備。

（3）THALAS公司安裝工程師于2009年6月10日—2009年6月20日對設備進行全面檢查調整。主要工作有：①對天線的匹配和退耦進行檢查和調整。匹配值測量調整后均大于30db，技術要求大于26db，符合標準。退耦值均大于16db，技術要求大于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，都從中央天線經中央饋纜接收，比較接收的信號電平和相位。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整，載波功率調整為100 W，邊帶功率調整為30 W。但在實際校飛中載波功率設置為70 W，邊帶功率也有所降低。邊帶調制信號波形的檢查，正常，④天線高度及反射網的檢查，廠方工程師認為基本不存在什么問題，唯一的就是監控天線高度稍微有些低，⑤誤差曲線測量，測量結果為+/-0.1°，技術要求小于0.4°，符合要求，⑥測量設備工作頻率，正常，符合要求，⑦周圍地形。廠方工程師認為周圍地形不是很好，不利用空間信號的合成。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。

經以上測試及調整后進行第三次校飛，結論仍為限用。且限用范圍與前兩次校飛又不一致。圓周飛行方位抖動都符合要求。但在飛圓圈時9960 Hz調制度跳動很大，約成正弦函數變化形式，此問題和前兩次校飛情況相似，廠方工程師不能解釋。徑向飛行有四個區域方位抖動超限，結果限用。機組曾認為是干擾引起。曾關掉抱龍和東、西進NDB臺測試，結果一樣，可以排除NDB干擾，其余干擾未查到。

分析：方位抖動：如果抖動的方位、距離穩定，一般是地面反射引起或者是反射網小；方位抖動如果時有時無或方位距離不穩定，一般為有源干擾引起；地面反射干擾一般發生在中近距離上（距離越遠信號越好）。

（4）前面三次校飛的不同結論，認定三亞DVOR出現的異常情況比較復雜。經多方專家商討，決定通過降低DVOR設備天線的高度以達到增加等效反射網面積的目的，從而改善空中合成信號。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，結果都優于標準值，③重新對相，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日進行第四次校飛，按投產項目校驗。校驗結果合格。但在進行圓周飛行校驗時，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中，9960Hz副載波調制度不穩定，對VOR信號的彎曲及抖動都產生一定的影響，但彎曲和抖動的值都在容限范圍內。校飛過程中，將“相位”（USB RF PHASE）調整成190°，此時9960調制度變化相對最小。

（5）三亞DVOR4000設備最近一次于2011年4月3日進行，結論合格。但TX2在進行圓周飛行校驗時，在某些扇區第一次飛不合格（285°-295°范圍內，9960AM小于20%，方位抖動超限-2.02°），第二次重飛此扇區才合格。

4 結語

本文詳細介紹了Nextfield類型DVOR4000設備安裝后的調試過程，同時對此設備出現的一些故障做出詳細分析并給出解決辦法。在設備校飛過程中出現的異常情況，通過長時間的研究和測試得出最終解決的方案。由于此類型設備的監控天線安裝對場地及地形要求較低，而現在各導航臺站建設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新DVOR臺站的一個方向。熟悉此種類型設備的工作原理、設備組成、調試方法和校飛分析對于此類設備的維護及故障排除將起到至關重要的作用。

參考文獻

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