DVOR4000設備分段式典型故障分析

摘? 要：DVOR設備主要分三大部分，即雙發射機部分，監控部分，天線切換單元、天饋線系統組成的公共部分，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。監控器部分采用外場測試儀進行測試，發射機部分使用功率計測試載波及邊帶功率，天饋線系統使用網絡分析儀對載波天線、邊帶天線、監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制混合器MODSBB，雙發射機單元載波放大器板件CA100進行了詳細的故障現象描述。

關鍵詞：雙發射機;公共部分;監控部分;邊帶調制混合器;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，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。

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

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

1? 監控器部分

設備的監控部分有兩個功能。第一個是通過監視實際的外場信號，監測信號的變化。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發出故障信號，使得發射機切換或關閉。第二個是保證變化的環境條件與元件老化不影響監控器自身的性能。監視過程通過硬件和軟件模塊實現。監視參數如下：方位角、30 Hz AM的幅度調制深度、9 960 Hz AM的幅度調制深度、30 Hz FM的調頻指數、載波電平、載波頻率、莫爾斯編碼的識別音調的可用性與正確性、所有邊帶天線的輻射。

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

監控器部分分為監控天線，功分器，和兩塊監控器MSP板件。對于DVOR的監控天線，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控器，其中1號監控器的信號處理被1號監視信號處理器驅動，2號監控器被2號監視信號處理器驅動，以便按規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定的容差門限時就會產生告警導致系統自動換機或關閉。

當設備出現故障時，通過切換機來判斷是否是雙發射機的故障。如果故障消失，則可以確定是單發射機故障。如不能消失，則故障的可能點在，監控部分，雙發射機，或者公共部分。判定監控部分故障還是發射機故障，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，若常用參數均正常，則可以判斷是監控部分故障。若發射機參數達不到所需的標準，則是發射機部分故障。監控天線的性能是否正常可以使用網分儀來測試其駐波比，若駐波比小于1.5，則表示監控天線正常。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控板。

兩塊監控MSP板件可以使用對換板件或者根據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。第一個指示燈有規律地閃爍，表示監控器向LCSU/CSB發送數據，正常，如不亮則表示監控器不響應LCSU/CSB的查詢訪問，說明MSP-VD故障，應更換。第二個指示燈有規律地閃爍，表示LCSU/CSB查詢監控器，正常。如不亮則表示LCSU/CSB不能查詢監控器或不能接收數據，應更換MSP-VD或LCSU/CSB組件。第三個指示燈表示的是監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繞載波天線的幾乎連續的軌道運動，實現邊帶信號混合調制與天線切換控制，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：混合信號產生器（BSG-D）;邊帶調制混合器（MOD-SBB）;相位監視與控制（PMC-D）;直流電源轉換器（DCC-MVD）。MOD-SBB聯系著發射機板件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，將混合函數信號（BSG產生）對發射機中MOD-110P送出的未調制的連續波信號SB1或SB2進行調制，兩個混合調制器的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調制器（采用環形電纜橋形式的吸收式調制器）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，它有兩個相同的MOD-SBB組件，一個用于正弦混合函數和余弦混合函數對上邊帶（SB1）的調幅，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和余弦混合函數對下邊帶（SB2）的調幅，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輸出四路被調制的邊帶信號，它們是SB1S、SB1C、SB2S及SB2C，其實現框圖如圖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，如由于衰減調制器、ASM-D組件或天線系統自身故障，則會在各個不同的輸出端產生一個電壓，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? 發射機部分

發射機部分的功能是產生、放大射頻信號，載波信號的音頻調制信號生成由微處理器控制，所產生的載波30 Hz調幅信號、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;載波調制器;載波放大器;邊帶調制器;控制耦合器;調制信號發生器-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。載波調制器MOD-110輸出的調幅波饋至CA-100C，它先經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。調幅載波從CA-100C輸出后饋入RFD-1VD。當該板件故障時，軟件參數會顯示如圖4所示的故障現象。

下文描述排故思路及過程：第一步查看監控器參數，發現主要監控參數部分全部告警，RF-Level低，且30 Hz和識別的調制度都為0，判斷發射通路有故障，信號未發射出去，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參數來確認是哪一塊板子故障。通過BITE-ADC1中預警的內容，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。只有分清楚是發射機故障，是公共部分故障，還是監控器故障，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。