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DVOR4000全向信标故障分析

时间:2018-05-02 11:58来源:未知 作者:admin 点击:
摘 要:本文对DVOR4000全向信标设备工作原理进行了介绍,分析了射频通道监视信号参数的意义,并通过一次大虎山导航台遇到的设备故障的分析,定位,到最后的故障排除,进一步分析比较了DVOR4000与DVOR432边带天线告警的区别,为今后其他类似的故障排除提供参

   摘 要:本文对DVOR4000全向信标设备工作原理进行了介绍,分析了射频通道监视信号参数的意义,并通过一次大虎山导航台遇到的设备故障的分析,定位,到最后的故障排除,进一步分析比较了DVOR4000与DVOR432边带天线告警的区别,为今后其他类似的故障排除提供参考。 

  关键词:DVOR4000;边带天线;故障定位
中图分类号:TN830 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2018)04-0060-03
多普勒全向信标机,是目前民航界应用较多的近程方位导航设备之一,一般与测距仪配合安装使用,为民航客机提供方位和距离信息。其工作原理简言之是通过由中央天线发射的30HzAM与边带天线发射的30HzFM信号进行比较来确定飞机与台站连线与磁北的夹角。目前航路导航站使用的DVOR是意大利THALES公司生产的DVOR4000、DVOR432两种型号。
本文通过对设备原理及部分参数意义进行介绍,通过对一次大虎山导航台实际故障的定位判断及最后处理过程的介绍,希望可以给大家提供一些借鉴,共同提高。
1 DVOR 4000设备简介
意大利THALES公司生产的DVOR4000型设备主要由以下几部分组成:发射机部分,监控信号处理部分,控制和选择逻辑组件,天线切换单元,天线阵。
发射机采用双套配置,两套发射机功能相同,均包含以下功能模块:
SYN-D模块,频率合成器产生射频输入信号到调制器,还有基准信号(REF)到控制耦合器;MOD-110和 MOD-110P模块,完成载波射频的相位和幅度控制,放大射频信号,输出到RFD;CA-100模块,作用是将载波信号放大到额定输出功率100W;MSG-C和MSG-S模块,作用是对调制信号进行控制和测量;CCP-D模块,作用是对放大后的射频信号进行采样并送回控制电路,用于稳定射频信号。
两套发射机共用一套天线切换单元,发射机输出的载波信号和边带信号都要送到天线切换单元,在天线切换单元处理后,再送到载波天线和边带天线上。
监控信号处理器也是双套配置,两块监控器组件同时对设备参数及辐射信号进行监控,当检测到信号存在超出门限的误差或故障时,产生预警或告警,逻辑控制发射机进行转换或者关机操作。
2 射频通道监视信号参数来源分析
如图1所示,给出了发射机射频通道方框图,可以看出,载波通道涉及 SYN-D、MOD-110、CA-100、CCP-D、MSG-S、MSG-C、RFD、PMC-D和中央天线振子等组件,其中RFD, PMC-D、中央天线振子为双机共用组件。边带通道涉及SYN-D、
MOD-110P、CCP-D、MSG-S、MSG-C、RFD、PMC-D、BSG-D、MOD-SBB、ASC-D、ASM、边带天线振子等组件,其中RFD、PMC-D、BSG-D、MOD-SBB、ASC -D、ASM、边带天线振子双机共用组件,可以在故障判别时分清共用组件还是独立组件。一旦出现故障,通过两部发射机的故障一致与否,可以基本判断出是大致方向。当双机故障一致时,公共组件故障概率就远大于独立组件,应该先查找故障的公共组件;反之,当单机故障时,就应该查找对应的故障独立组件。
结合发射机射频通道方框图,我们将检测参数与组件间的对应关系描述如下:
MOD -110组件正向输出ACM1、反向输出AC1R,反映出该组件30Hz AM信号输出功率与反射功率正常与否;
CA-100组件正向输出ACA1,反向输出ACA1R,反映出该组件30Hz AM信号输出功率与反射功率正常与否;
反向输出ASB1/2R,对应于组件上下边带信号未调制信号输出功率与反射功率正常与否。
ASU单元PMC-D组件中提取TX1/2 Measurement(发射机测量)参数:CSB Amplitude Measurement(载波振幅测量)、SB1 Amplitude Measurement(上边带振幅测量)、SB2 Amplitude Measurement(下边带振幅测量)分别对应于MON1/2 Measurement中的RF Level, SBA Power level, SBB Power level。
根据上述信号来源分析,我们可以通过相关组件正、反向功率、功率电平来判别组件工作状态正常与否。
3 快速判断故障案例分析
3.1 故障现象
2017年11月,大虎山导航台设备告警,接到通知后,维修人员立刻前往抢修。监控器前面板上的“MAINSTATUS”状态区出现WARNING告警现象;进入DVOR4000的维护程序Adracs后,选择进入DVOR设备,打开监视窗口(MON- 1/2Measurement),这时都会出现“Distortion on det.USB- LSB”参数告警,其参数测量值超过95%,且不断改变;设备换机后也同样出现该告警现象。如图2所示。
3.2 故障分析處理
因为这项是红色,告警明显,所以我们肯先理解这个参数的含义。“Distortion on det.USB- LSB”的意义:上边带信号减去下边带信号的检测信号失真,即边带信号差失真(Distortion Difference Signal),其标称值范围是0.0%~99.9%(航路导航台通常将上限设置在80%),如图3所示。
3.3 故障点定位
首先,进行换机操作。发现双监控器故障现象一致,可以判断出故障点应在公用部件上,监控器故障可以排除。
之后,检查公用部件的接触性能。加固板件与母板的接触,并检查馈线是否有明显的松动或断裂现象。
 
 最后,做单个边带天线测试,让单个边带天线发射边带信号。同时,从监控窗口查看由监控天线返回的9960Hz调制度的大小并做记录,从1号边带天线做到50号边带天线。其原理就是利用监控天线接收返回的每个边带天线发射信号的大小和变化规律(相邻的边带天线的RFLevel大小差别应不大)。
比较50根边带天线的值,发现3号边带天线的RF-Level值为“0”其他天线最小值为3,说明3号边带天线或其馈线故障。
在室内利用网络分析仪对3号边带天线的衰减进行测量,如图4所示,反射/输出正常为-25dB到-30dB,当网络分析仪接到3号边带天线进行测量时,为-2.3dB,此时可以肯定3号边带天线故障。
用三用表测量馈线线皮和铜芯為短路状态,证明馈线没有断裂。上到天线地网上找到3号边带天线。按《DVOR4000操作和维护手册》中规定的操作标准撤下3号边带天线。揭开天线罩,发现天线罩内有水珠,仔细检查天线罩有开裂现象。用风筒冷风吹干天线罩内水珠,用防水密封胶将天线罩裂缝封死后,设备恢复正常。
3.4 DVOR432软件新增功能
以上单边带发射来来到故障的边带天线是比较传统的方法,在DVOR432中,软件新增了部分功能:在监控器中打开MON1/MON2中的Antenna Failure Detection,可以方便的查看,边带天线的情况,如图5所示,如果哪根边带天线出现问题,对应的圆圈就会由绿色变为黄色,可以比较直观的判断出故障的天线。
有时设备会出现偶尔预警的情况发生,可能是告警门限值设置的有问题,或者参数出现的细微的变化。进一步打开发射机TX1/TX2中的Antenna Failure Detection,可以调节边带天线的告警门限值,如图6所示。
为了进一步了解参数的含义,形象的理解这个告警门限的含义,我们利用示波器分别观察边带信号和告警门限电平,如图7所示。
调节图6中第一项门限的时候,图7中绿色的直线回上下运动。正常情况下,边带信号规律性波动,在直线上方;当有边带天线故障时,边带信号会出现缺口,波形上会出现一个锋利的刺,当这个刺穿过下方的绿色直线时,会引起告警。在设备安装的时候,要保证正常状态下,边带信号波形不会接触到门限的直线;而一旦出现边带天线故障,这个刺就会穿过直线,导致告警,通常这个设置在1.0V。
4 结语
THALES公司提供的维护软件“ADRACS”对维修人员帮助很大,在熟练掌握监控软件相关参数与其设备硬件之对应关系,以及设备信号流程的基础上,我们就可以实现不借助外部仪器仪表的情况下迅速初步确定设备故障点,为快速排出故障奠定基础。
目前航路导航站的所有DVOR设备都是Thales公司生产的,其中DVOR432的监控软件在DVOR4000的基础上又增加了一些功能,熟悉这些功能,对故障的快速排除有重要意义。
参考文献
[1]THALES DVOR4000 Technical Manual[Z].THALES,1999.
[2]THALES DVOR432 Technical Manual[Z].THALES,2008.
  [3]胡明波.DVOR4000及432多普勒全向信标设备[D].中国民航大学,2011.
 
 
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