DVOR4000全向信標設備典型故障的探討分析

民航青海空管分局 王成國

引言

近年來，隨著航空業的飛速發展，越來越多的高精度導航技術如衛星導航運用到航空領域中。多普勒甚高頻全向信標DVOR導航技術依靠其成本低、航線多等優點，依然是我國航空領域重要的導航技術。

多普勒甚高頻全向信標主要提供飛機相對于地面信標天線基準點的方位角，與DME配合使用實現極坐標定位，運用于機場內DVOR臺出航歸航；航路上作為航路檢查點；兩個DVOR臺之間直線定位；輔助ILS系統在進近程序中保障飛機安全著陸。就目前而言，多普勒甚高頻全向信標仍是近程導航中不可獲取的保障手段，并且多為意大利THALES 公司DVOR4000型設備。

本案例發生的DVOR4000設備投建與2005年，服役年限長，設備老化，性能下降，難免會出現一些疑難故障。本文探討分析了此DVOR4000設備MOD110-P故障的故障點定位、判斷處理的方法。

一、DOVR4000系統簡介

THALES DVOR4000由硬件及軟件部分組成。硬件包括發射機TX1和TX2（互為主備），監視器MSP1和MSP2，本地遠端通信接口LRCI，電源管理BCPS，天線轉換單元ASU，天線系統六部分組成。軟件包括發射機軟件，監視器軟件，通信接口LRCI軟件，操作軟件。

發射機由頻率合成器SYN-D，調制放大器MOD-110/MOD-110P，功率放大器CA-100，控制耦合器CCP-D，射頻轉換開關RFD，調制信號產生器（信號產生）MSG-S，調制信號產生器（控制）MSG-C，天線分配接口ASU-INT組成。

發射機部分產生調制、放大輻射信號。DVOR信號輻射是由兩大部分：載波輻射和邊帶輻射共同完成的。圓心位置的中央天線輻射載波；位于直徑13.5米左右的圓周上的邊帶天線輻射兩個邊帶。其中中央天線輻射30Hz AM的載波F0調幅信號，這個信號作為基準信號，也就是說，在不同時刻，不同方位上，獲得的這個信號的相位是保持恒定的。在圓周上的邊帶天線輻射F0+9960Hz、F0-9960Hz頻率信號。同時，還以30轉/秒的角速率沿圓周作逆時針旋轉。在空間任一方位上接收的邊帶天線輻射信號不再是固定頻率的F0+9960Hz或F0-9960Hz信號，變為具有480Hz最大頻偏的兩個調頻信號。這兩個信號與中央天線輻射的載波F0信號合成后，在載波F0上產生了另一個幅度調制，該調制信號為以9960Hz為中心，480Hz為最大頻偏，30Hz為變化頻率的調頻信號，稱之為副載波信號。

二、故障現象

DVOR4000設備在23∶30分左右出現一號發射機雙監控器方位告警并跳變，9960調制度低告警，并且調制度頻繁跳變，調頻指數跳變，畸變多項參數預警（如圖1）。但并未自動關機切換至二號發射機。值班人員手動切換至二號發射機，各項參數正常，設備正常運行。

圖1 故障現象

三、故障分析、判斷

因為二號發射機正常工作，所有參數均正常，所以可以排除公共部分（監視器、本地/遠端通信接口、天線轉換單元、天線系統）故障，初步判定為一號發射機故障。通過軟件“CHECK”功能對設備進行檢查，除圖1所示告警項外，無不正常項。對于此類故障，需結合監控軟件BITE參數可判斷故障點。可能造成調制度低部件包括HF功率部分、控制信號部分、發射機通路等。

1.HF功率部分的限制造成載波調制度降低，CA-100和MOD-110都有限制功能，如果它們進入限制就會使載波的調制度過低。因此需檢查 BITE ADC-1中ACM1的值正確

2.如果從MSG-S來的控制信號不正確，會造成調制度過低。因此需檢查CSB _1_ S2，CSB_1 _ST_ 6這兩項參數。

3.發射機通路部分，需檢查BITE ADC-1中，ACA1 R 、ASB1 R、ASB2 R 。

4.載波電平過高會造成調制度過低，需檢查TX設置中載波功率的設置，查看ASB1、ASB2、SB1A-ST3、SB2A-ST3。

5.合成器工作超出了108-118范圍，合成器的輸出信號過低都會造成調制度過低。因此需查看MON1/2 Measurement中看上下邊帶的頻率： Upper Sideband Frequency,SBA、Lower Sideband Frequency ,SBB以及TX1/2 BITE DIGITAL中：LEVEL SB1：BFSB1、LEVEL SB2：BFSB2。

6.邊帶相位錯誤或相位控制電壓不正常會造成調制度過低，需查看TX1/2 Adjustment中：SBA/B RF Phase和它的控制電壓。

由于設備故障時，只有監控器的參數告警，對照上述分析查看BITE參數，各項參數均為正常值，因此排除故障時難度增加。通過維護人員仔細對比發現的RF PHASE MEASUREMENT數值異常跳變。并且觀察到其值在355°左右時參數恢復正常，跳變過大時，9960調制度、調頻指數以及方位等會出現告警，因此判斷為邊帶相位錯誤導致的參數告警。并且由于該類型設備服役時間長，板件老化，性能下降時調試放大板件即MOD110-P故障的概率較大，因此將故障點定位為MOD-110P，但因無其他可參考BITE參數，無法具體定位是上邊帶MOD-110P故障還是下邊帶MOD-110P故障。

四、故障恢復

維護人員關閉設備電源，更換一號發射機上邊帶MOD-110P模塊，開機運行，故障現象依舊。更換一號發射機下邊帶MOD-110P模塊對調，開機運行，此時DVOR工作正常，方位、9960調制度、調頻指數、畸變參數均正常無跳變；RF PHASE MEASUREMENT穩定無跳變，觀察一段時間均無不正常項，設備恢復正常。

五、結束語

由于DVOR4000全向信標服役時間久，在日常運行中難免會由于設備老化出現一些疑難故障。并且故障案例中無BITE參數異常，無可參考數值，增加了故障點定位的難度。遇到此類故障時需仔細對比各項BITE參數，即使無告警也會造成方位、調制度等參數不正常。本文簡述了DVOR4000 MOD-110P故障的分析與判斷，希望對廣大同行在日后的維護工作中有所幫助。由于筆者水平有限，內容略顯簡略，若文中有缺漏、不正確之處，還望大家批評指正，不甚感激。