VOR4000型設(shè)備中BSG-D組件故障分析處理

民航華北空管局維修中心 郭寶軍

引言：多普勒全向信標(biāo)（DVOR）設(shè)備是一種近程測角導(dǎo)航設(shè)備，主要用于航路和進(jìn)近導(dǎo)航中。從1959年起，DVOR設(shè)備成為國際民航組織（ICAO）標(biāo)準(zhǔn)的測角系統(tǒng)，其裝備在世界范圍內(nèi)呈上升趨勢，獲得廣泛的應(yīng)用。ALCATEL DVOR4000型設(shè)備在整個全向信標(biāo)系統(tǒng)使用中占據(jù)非常重要的地位，在我國民航領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

DVOR4000設(shè)備是雙機冗余系統(tǒng)，混合信號產(chǎn)生器(BSG-D)組件是設(shè)備的公共組件。該組件一旦故障，設(shè)備將無法正常工作，將不能提供導(dǎo)航信號。筆者以BSG-D組件故障為例，通過故障現(xiàn)象，根據(jù)設(shè)備信號流程，結(jié)合理論分析，完成故障定位等環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的論述。通過本文，希望為同行在處置相似故障時有所幫助，如有不周之處敬請不吝批評指正。

一、故障現(xiàn)象

某日，值班人員發(fā)現(xiàn)DVOR4000設(shè)備出現(xiàn)告警現(xiàn)象，設(shè)備由TX-1換到TX-2，并且TX-2很快關(guān)機，設(shè)備無法工作。值班人員通過遙控電腦，運行WIN ADRACS軟件，監(jiān)控器“Set both MON BYPASS ON”操作，查看監(jiān)控器的MON1/2-Measurement actual窗口，雙監(jiān)控器的測量界面Azimuth、Mod Depth 9960Hz AM出現(xiàn)了告警，Distortion on 30Hz FM、Distortion on 9960Hz AM、Distortion on det. USB-LSB參數(shù)出現(xiàn)預(yù)警其他參數(shù)正常，雙發(fā)射機的故障現(xiàn)象相同。將TX-1接天線時，雙監(jiān)控器對TX-1的監(jiān)控界面考屏如圖1所示。

圖1 雙監(jiān)控器的測量界面

二、相關(guān)理論介紹

在故障分析之前一定要對DVOR相關(guān)的理論和設(shè)備的信號流程要充分理解，否則將無法對故障進(jìn)行明確的分析和判斷，下文將對有關(guān)理論進(jìn)行簡單介紹。

1、設(shè)備原理

DVOR的工作原理是通過地面DVOR設(shè)備向飛機發(fā)射兩個30Hz信號，其中一個30Hz信號是基準(zhǔn)相位信號，另一個是可變30Hz信號，飛機的機載接收機通過比較兩個30Hz信號的相位得到飛機相對于DVOR臺的方位角，從而為飛機導(dǎo)航。

地面導(dǎo)航臺DVOR的基準(zhǔn)相位信號是設(shè)備自身產(chǎn)生的30 Hz低頻信號直接對載波信號進(jìn)行調(diào)幅，然后經(jīng)過中央天線向空間輻射而形成的。30Hz可變信號是通過控制邊帶天線的饋電間隔來模擬邊帶天線的旋轉(zhuǎn)而形成的。在DVOR4000設(shè)備中，SYN-N組件產(chǎn)生設(shè)備所需要的上下邊帶信號，技術(shù)人員通過計算機軟件對MSGS、MSG-C模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，上下邊帶的MOD-110P模塊完成對邊帶信號的幅度和相位設(shè)置及控制。ASU機柜中BSG-D組件生成了滿足可變30 Hz所需要的正余弦函數(shù)，這些信號加載到MOD-SBB組件并完成調(diào)制。調(diào)制后的信號送到邊帶天線，盡可能確保信號在切換過程中平滑的從一個邊帶天線到另一個天線過渡。設(shè)備通過嚴(yán)格的時間控制把符合要求的上下邊帶信號送到邊帶天線上，即生產(chǎn)了可變30 Hz信號。

2、影響9960Hz AM調(diào)制度的因素

由多普勒全向信標(biāo)原理可知，9960Hz調(diào)制度是衡量邊帶信號好壞的一項非常重要的參數(shù)。9960Hz AM的調(diào)制度公式為：

通過該公式可以看出影響9960Hz AM的因素有：①載波功率；②上下邊帶信號的合成矢量相對于載波信號的相位；③上下邊帶功率；④產(chǎn)生30 Hz可變信號所需要的正余弦函數(shù)。雙監(jiān)控器的測量界面同時出現(xiàn)9960Hz調(diào)制度告警，在故障定位時應(yīng)該從與9960Hz調(diào)制度相關(guān)聯(lián)的四方面進(jìn)行考慮。

三、故障分析和定位

1、故障分析

設(shè)備進(jìn)行換機時，雙發(fā)射機均無法正常工作，因此故障的可能故障點為設(shè)備的電源、雙發(fā)射機通路、雙監(jiān)視器通路和天線等公共部分。

因為設(shè)備能夠正常開機，并且通過軟件查看以及電源的工作指示燈均正常，因此可以排除各個電源模塊、CSL、PMM-5單元故障的可能性。在雙監(jiān)控器MON1和MON2 Measurement actual窗口中RF-Level、Mod Depth 30Hz AM、Mod Depth Identity AM參數(shù)均正常，這表明經(jīng)過中央天線發(fā)射的載波通道的信號時正常的，因此排除了載波通道發(fā)生故障的可能性。Mod Depth 9960Hz AM、Distortion on 30Hz FM、Distortion on 9960Hz AM、Distortion on det. USBLSB參數(shù)預(yù)警，這些參數(shù)均與生成30Hz可變信號有關(guān)，因此故障基本可以定位到生成邊帶信號的某些模塊。從監(jiān)控器測量界面可以看到Carrier Frequency、Upper Sideband Frequency、Lower Sideband Frequency正常，則表明生成邊帶信號的頻率合成器SYN-D正常，因此故障點定位到生成30Hz可變信號通道中。

2、故障定位

筆者在對故障定位時，采取了以下方法。

首先，對兩個邊帶信號的射頻電纜進(jìn)行檢查，對電纜以及相應(yīng)的電纜頭的連接進(jìn)行仔細(xì)檢查，排除由于電纜或連接問題所導(dǎo)致的故障。

其次，對邊帶信號的相位進(jìn)行檢查。通過DVOR原理可以知道如果兩個邊帶信號的合成矢量的相位如果和載波信號的相位發(fā)生了偏移將會引起故障。判斷相位的具體方法如下，通過監(jiān)控計算機連接DVOR4000設(shè)備，在TX Adjustment中查看SBA RF-Phase設(shè)置數(shù)值，經(jīng)過比較與上一次校飛后的數(shù)值相同。改變相位值，9960Hz調(diào)制度會有相應(yīng)的變化，然后又把數(shù)值恢復(fù)到原值。另外在TX-1 Measurement 查看 SB Phase Measurement、CSB Phase Measurement、CSB Phase Measurement Usin、CSB Phase Measurement Ucos、RF-Phase Measurement的測量數(shù)值均與正常值相同。這表明邊帶信號的合成信號與載波信號的相位正常，因此排除了相位發(fā)生變化的可能。

再次，對雙邊帶信號的功率進(jìn)行檢查。把功率表串聯(lián)到上下邊帶的發(fā)射機中，功率表的讀數(shù)均為34W、36W，這表明邊帶信號的載波正常，因此可以排除發(fā)射機邊帶中的各個模塊故障的可能。另外根據(jù)在雙發(fā)射機中的BITE ADC-1中ASB1、ASB1R、ASB2、ASB1R均正常，也可以排除雙發(fā)射機邊帶通路的故障。因此設(shè)備的故障點一定發(fā)生在發(fā)射機的后端，即ASU機柜相應(yīng)模塊或者后級電纜和天線等故障的可能性。由于對天線以及相應(yīng)連接的電纜進(jìn)行測量相對復(fù)雜，因此先跳過此步驟的檢查。

最后，對產(chǎn)生30 Hz可變信號所需要的正余弦混合函數(shù)進(jìn)行檢查。

在TX-1和TX-2工作時，把TX ASU bite窗口打開發(fā)現(xiàn)BIENDSB2-SIN 的數(shù)值為10V而其他的三個參數(shù)為6.7V左右，如圖2所示。設(shè)備正常工作時，BIEND- SB1-SINUS、BIEND- SB1-COSINUS、BIEND- SB2-SINUS、BIEND- SB2-COSINUS參數(shù)電壓值幾乎相等。從圖2可以看到，只有BLEND- SB2-SIN檢測的電壓值10V偏高。技術(shù)人員到達(dá)現(xiàn)場后用示波器測量這四路信號的輸出測試點1B5、1B7、1B6、1B8發(fā)現(xiàn)只有1B6沒有信號輸出，其他三路信號正常，檢測出的波形如圖3所示，

圖2 發(fā)射機BITE ASU截圖

圖3 混合函數(shù)波形

從設(shè)備的信號流程可知，BSG-D組件生成四路混合函數(shù)，這四路混合函數(shù)送到MOD-SBB組件中完成調(diào)制。更換備件MOD-SBB組件后故障現(xiàn)象依舊，因此排除了該組件故障的可能?，F(xiàn)在把排查故障的重點放在BSG-D組件，因為BSG-D組件產(chǎn)生四路SINUS、COSINUS信號。測量BSG-D是否產(chǎn)生四路混合函數(shù)，把示波器接到這四路混合函數(shù)的測試點A14、A15、B14、B15，經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)下邊帶sin信號沒有輸出，該路出現(xiàn)了故障。為了進(jìn)一步驗證，技術(shù)人員又把備件BSG-D組件更換，設(shè)備恢復(fù)了正常，因此完成了故障的定位和排除。

四、結(jié)語

在DVOR4000中，信號主要通過載波通道和兩個邊帶通道進(jìn)行發(fā)射出去的。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，維護(hù)人員一定要保持清醒的頭腦，結(jié)合故障現(xiàn)象判斷出是否是公共部分故障，這是對故障判斷是非常重要的，然后再確定是載波通道還是邊帶通道故障。與其他設(shè)備相比較的最大優(yōu)點是提供了相關(guān)組件的BITE檢測信號，這對故障的判斷會有所幫助。另外，DVOR4000設(shè)備是主備機工作，為了進(jìn)一步對故障進(jìn)行確定，可以通過對換組件的方法進(jìn)行確認(rèn)。最后，筆者認(rèn)為是任何故障的判斷和定位都是建立在扎實的理論基礎(chǔ)之上的，因此對于我們設(shè)備維護(hù)人員來說平時一定要加強自己的理論學(xué)習(xí)，一旦發(fā)生故障時我們處置起來才會得心應(yīng)手。