DVOR4000全向信标设备典型故障的探讨分析

民航青海空管分局 王成国

引言

近年来，随着航空业的飞速发展，越来越多的高精度导航技术如卫星导航运用到航空领域中。多普勒甚高频全向信标DVOR导航技术依靠其成本低、航线多等优点，依然是我国航空领域重要的导航技术。

多普勒甚高频全向信标主要提供飞机相对于地面信标天线基准点的方位角，与DME配合使用实现极坐标定位，运用于机场内DVOR台出航归航；航路上作为航路检查点；两个DVOR台之间直线定位；辅助ILS系统在进近程序中保障飞机安全着陆。就目前而言，多普勒甚高频全向信标仍是近程导航中不可获取的保障手段，并且多为意大利THALES 公司DVOR4000型设备。

本案例发生的DVOR4000设备投建与2005年，服役年限长，设备老化，性能下降，难免会出现一些疑难故障。本文探讨分析了此DVOR4000设备MOD110-P故障的故障点定位、判断处理的方法。

一、DOVR4000系统简介

THALES DVOR4000由硬件及软件部分组成。硬件包括发射机TX1和TX2（互为主备），监视器MSP1和MSP2，本地远端通信接口LRCI，电源管理BCPS，天线转换单元ASU，天线系统六部分组成。软件包括发射机软件，监视器软件，通信接口LRCI软件，操作软件。

发射机由频率合成器SYN-D，调制放大器MOD-110/MOD-110P，功率放大器CA-100，控制耦合器CCP-D，射频转换开关RFD，调制信号产生器（信号产生）MSG-S，调制信号产生器（控制）MSG-C，天线分配接口ASU-INT组成。

发射机部分产生调制、放大辐射信号。DVOR信号辐射是由两大部分：载波辐射和边带辐射共同完成的。圆心位置的中央天线辐射载波；位于直径13.5米左右的圆周上的边带天线辐射两个边带。其中中央天线辐射30Hz AM的载波F0调幅信号，这个信号作为基准信号，也就是说，在不同时刻，不同方位上，获得的这个信号的相位是保持恒定的。在圆周上的边带天线辐射F0+9960Hz、F0-9960Hz频率信号。同时，还以30转/秒的角速率沿圆周作逆时针旋转。在空间任一方位上接收的边带天线辐射信号不再是固定频率的F0+9960Hz或F0-9960Hz信号，变为具有480Hz最大频偏的两个调频信号。这两个信号与中央天线辐射的载波F0信号合成后，在载波F0上产生了另一个幅度调制，该调制信号为以9960Hz为中心，480Hz为最大频偏，30Hz为变化频率的调频信号，称之为副载波信号。

二、故障现象

DVOR4000设备在23∶30分左右出现一号发射机双监控器方位告警并跳变，9960调制度低告警，并且调制度频繁跳变，调频指数跳变，畸变多项参数预警（如图1）。但并未自动关机切换至二号发射机。值班人员手动切换至二号发射机，各项参数正常，设备正常运行。

图1 故障现象

三、故障分析、判断

因为二号发射机正常工作，所有参数均正常，所以可以排除公共部分（监视器、本地/远端通信接口、天线转换单元、天线系统）故障，初步判定为一号发射机故障。通过软件“CHECK”功能对设备进行检查，除图1所示告警项外，无不正常项。对于此类故障，需结合监控软件BITE参数可判断故障点。可能造成调制度低部件包括HF功率部分、控制信号部分、发射机通路等。

1.HF功率部分的限制造成载波调制度降低，CA-100和MOD-110都有限制功能，如果它们进入限制就会使载波的调制度过低。因此需检查 BITE ADC-1中ACM1的值正确

2.如果从MSG-S来的控制信号不正确，会造成调制度过低。因此需检查CSB _1_ S2，CSB_1 _ST_ 6这两项参数。

3.发射机通路部分，需检查BITE ADC-1中，ACA1 R 、ASB1 R、ASB2 R 。

4.载波电平过高会造成调制度过低，需检查TX设置中载波功率的设置，查看ASB1、ASB2、SB1A-ST3、SB2A-ST3。

5.合成器工作超出了108-118范围，合成器的输出信号过低都会造成调制度过低。因此需查看MON1/2 Measurement中看上下边带的频率： Upper Sideband Frequency,SBA、Lower Sideband Frequency ,SBB以及TX1/2 BITE DIGITAL中：LEVEL SB1：BFSB1、LEVEL SB2：BFSB2。

6.边带相位错误或相位控制电压不正常会造成调制度过低，需查看TX1/2 Adjustment中：SBA/B RF Phase和它的控制电压。

由于设备故障时，只有监控器的参数告警，对照上述分析查看BITE参数，各项参数均为正常值，因此排除故障时难度增加。通过维护人员仔细对比发现的RF PHASE MEASUREMENT数值异常跳变。并且观察到其值在355°左右时参数恢复正常，跳变过大时，9960调制度、调频指数以及方位等会出现告警，因此判断为边带相位错误导致的参数告警。并且由于该类型设备服役时间长，板件老化，性能下降时调试放大板件即MOD110-P故障的概率较大，因此将故障点定位为MOD-110P，但因无其他可参考BITE参数，无法具体定位是上边带MOD-110P故障还是下边带MOD-110P故障。

四、故障恢复

维护人员关闭设备电源，更换一号发射机上边带MOD-110P模块，开机运行，故障现象依旧。更换一号发射机下边带MOD-110P模块对调，开机运行，此时DVOR工作正常，方位、9960调制度、调频指数、畸变参数均正常无跳变；RF PHASE MEASUREMENT稳定无跳变，观察一段时间均无不正常项，设备恢复正常。

五、结束语

由于DVOR4000全向信标服役时间久，在日常运行中难免会由于设备老化出现一些疑难故障。并且故障案例中无BITE参数异常，无可参考数值，增加了故障点定位的难度。遇到此类故障时需仔细对比各项BITE参数，即使无告警也会造成方位、调制度等参数不正常。本文简述了DVOR4000 MOD-110P故障的分析与判断，希望对广大同行在日后的维护工作中有所帮助。由于笔者水平有限，内容略显简略，若文中有缺漏、不正确之处，还望大家批评指正，不甚感激。