DVOR4000全向信標故障分析

任福東

摘 要：本文對DVOR4000全向信標設備工作原理進行了介紹，分析了射頻通道監視信號參數的意義，并通過一次大虎山導航臺遇到的設備故障的分析，定位，到最后的故障排除，進一步分析比較了DVOR4000與DVOR432邊帶天線告警的區別，為今后其他類似的故障排除提供參考。

關鍵詞：DVOR4000；邊帶天線；故障定位

中圖分類號：TN830 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）04-0060-03

多普勒全向信標機，是目前民航界應用較多的近程方位導航設備之一，一般與測距儀配合安裝使用，為民航客機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射的30HzAM與邊帶天線發射的30HzFM信號進行比較來確定飛機與臺站連線與磁北的夾角。目前航路導航站使用的DVOR是意大利THALES公司生產的DVOR4000、DVOR432兩種型號。

本文通過對設備原理及部分參數意義進行介紹，通過對一次大虎山導航臺實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設備簡介

意大利THALES公司生產的DVOR4000型設備主要由以下幾部分組成：發射機部分，監控信號處理部分，控制和選擇邏輯組件，天線切換單元，天線陣。

發射機采用雙套配置，兩套發射機功能相同，均包含以下功能模塊：

SYN-D模塊，頻率合成器產生射頻輸入信號到調制器，還有基準信號（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，輸出到RFD；CA-100模塊，作用是將載波信號放大到額定輸出功率100W；MSG-C和MSG-S模塊，作用是對調制信號進行控制和測量；CCP-D模塊，作用是對放大后的射頻信號進行采樣并送回控制電路，用于穩定射頻信號。

兩套發射機共用一套天線切換單元，發射機輸出的載波信號和邊帶信號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。

監控信號處理器也是雙套配置，兩塊監控器組件同時對設備參數及輻射信號進行監控，當檢測到信號存在超出門限的誤差或故障時，產生預警或告警，邏輯控制發射機進行轉換或者關機操作。

2 射頻通道監視信號參數來源分析

如圖1所示，給出了發射機射頻通道方框圖，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、邊帶天線振子雙機共用組件，可以在故障判別時分清共用組件還是獨立組件。一旦出現故障，通過兩部發射機的故障一致與否，可以基本判斷出是大致方向。當雙機故障一致時，公共組件故障概率就遠大于獨立組件，應該先查找故障的公共組件；反之，當單機故障時，就應該查找對應的故障獨立組件。

結合發射機射頻通道方框圖，我們將檢測參數與組件間的對應關系描述如下：

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信號輸出功率與反射功率正常與否；

反向輸出ASB1/2R，對應于組件上下邊帶信號未調制信號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（發射機測量）參數：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）分別對應于MON1/2 Measurement中的RF Level， SBA Power level， SBB Power level。

根據上述信號來源分析，我們可以通過相關組件正、反向功率、功率電平來判別組件工作狀態正常與否。

3 快速判斷故障案例分析

3.1 故障現象

2017年11月，大虎山導航臺設備告警，接到通知后，維修人員立刻前往搶修。監控器前面板上的“MAINSTATUS”狀態區出現WARNING告警現象；進入DVOR4000的維護程序Adracs后，選擇進入DVOR設備，打開監視窗口（MON- 1/2Measurement），這時都會出現“Distortion on det.USB- LSB”參數告警，其參數測量值超過95%，且不斷改變；設備換機后也同樣出現該告警現象。如圖2所示。

3.2 故障分析處理

因為這項是紅色，告警明顯，所以我們肯先理解這個參數的含義。“Distortion on det.USB- LSB”的意義：上邊帶信號減去下邊帶信號的檢測信號失真，即邊帶信號差失真（Distortion Difference Signal），其標稱值范圍是0.0%～99.9%（航路導航臺通常將上限設置在80%），如圖3所示。

3.3 故障點定位

首先，進行換機操作。發現雙監控器故障現象一致，可以判斷出故障點應在公用部件上，監控器故障可以排除。

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或斷裂現象。

最后，做單個邊帶天線測試，讓單個邊帶天線發射邊帶信號。同時，從監控窗口查看由監控天線返回的9960Hz調制度的大小并做記錄，從1號邊帶天線做到50號邊帶天線。其原理就是利用監控天線接收返回的每個邊帶天線發射信號的大小和變化規律（相鄰的邊帶天線的RFLevel大小差別應不大）。

比較50根邊帶天線的值，發現3號邊帶天線的RF-Level值為“0”其他天線最小值為3，說明3號邊帶天線或其饋線故障。

在室內利用網絡分析儀對3號邊帶天線的衰減進行測量，如圖4所示，反射/輸出正常為-25dB到-30dB，當網絡分析儀接到3號邊帶天線進行測量時，為-2.3dB，此時可以肯定3號邊帶天線故障。

用三用表測量饋線線皮和銅芯為短路狀態，證明饋線沒有斷裂。上到天線地網上找到3號邊帶天線。按《DVOR4000操作和維護手冊》中規定的操作標準撤下3號邊帶天線。揭開天線罩，發現天線罩內有水珠，仔細檢查天線罩有開裂現象。用風筒冷風吹干天線罩內水珠，用防水密封膠將天線罩裂縫封死后，設備恢復正常。

3.4 DVOR432軟件新增功能

以上單邊帶發射來來到故障的邊帶天線是比較傳統的方法，在DVOR432中，軟件新增了部分功能：在監控器中打開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問題，對應的圓圈就會由綠色變為黃色，可以比較直觀的判斷出故障的天線。

有時設備會出現偶爾預警的情況發生，可能是告警門限值設置的有問題，或者參數出現的細微的變化。進一步打開發射機TX1/TX2中的Antenna Failure Detection，可以調節邊帶天線的告警門限值，如圖6所示。

為了進一步了解參數的含義，形象的理解這個告警門限的含義，我們利用示波器分別觀察邊帶信號和告警門限電平，如圖7所示。

調節圖6中第一項門限的時候，圖7中綠色的直線回上下運動。正常情況下，邊帶信號規律性波動，在直線上方；當有邊帶天線故障時，邊帶信號會出現缺口，波形上會出現一個鋒利的刺，當這個刺穿過下方的綠色直線時，會引起告警。在設備安裝的時候，要保證正常狀態下，邊帶信號波形不會接觸到門限的直線；而一旦出現邊帶天線故障，這個刺就會穿過直線，導致告警，通常這個設置在1.0V。

4 結語

THALES公司提供的維護軟件“ADRACS”對維修人員幫助很大，在熟練掌握監控軟件相關參數與其設備硬件之對應關系，以及設備信號流程的基礎上，我們就可以實現不借助外部儀器儀表的情況下迅速初步確定設備故障點，為快速排出故障奠定基礎。

目前航路導航站的所有DVOR設備都是Thales公司生產的，其中DVOR432的監控軟件在DVOR4000的基礎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

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

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

[3]胡明波.DVOR4000及432多普勒全向信標設備[D].中國民航大學，2011.