VRB-52D型DVOR邊帶天線(xiàn)缺口告警分析

閆飛龍

摘 要：本文結(jié)合工作實(shí)際，對(duì)DVOR設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、信號(hào)流程、邊帶天線(xiàn)缺口告警原理、處置流程進(jìn)行分析，根據(jù)告警原因提出相關(guān)預(yù)防措施，為處置類(lèi)似故障提供經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：DVOR;邊帶;缺口告警;原因;建議

中圖分類(lèi)號(hào)：V351.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）02-0021-02

0 引言

多普勒甚高頻全向信標(biāo)（DOPPLER Very High Frequency Omnibearing Beacon，簡(jiǎn)稱(chēng)DVOR）主要用于現(xiàn)代航空無(wú)線(xiàn)電測(cè)向，配合測(cè)距機(jī)（DME）可完成對(duì)民航飛機(jī)的精確定位。VRB-52D型DVOR是澳大利亞AWA公司生產(chǎn)的一款性能比較穩(wěn)定的多普勒全向信標(biāo)系統(tǒng)，目前國(guó)內(nèi)許多航路導(dǎo)航臺(tái)使用的都是該型號(hào)。由于該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，板卡模塊較多，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，鎖定故障比較困難，需逐步分析、逐點(diǎn)排查，需要技術(shù)人員具備一定的理論知識(shí)和故障處理經(jīng)驗(yàn)。本文根據(jù)現(xiàn)實(shí)中的素材，對(duì)一次VRB-52D型DVOR邊帶天線(xiàn)缺口告警故障的處理過(guò)程進(jìn)行分析。

1 DVOR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

總體來(lái)看，VRB-52D型DVOR系統(tǒng)包括電源模塊、控制模塊、時(shí)鐘模塊、載波發(fā)射機(jī)、邊帶發(fā)射機(jī)、監(jiān)控模塊、天線(xiàn)模塊等，每個(gè)組成部分又包括不同作用和功能的板卡、組件，任何一個(gè)板卡或者組件的異常都有可能造成告警，導(dǎo)致系統(tǒng)信號(hào)的失真甚至無(wú)法工作。邊帶發(fā)射機(jī)又包括邊帶信號(hào)產(chǎn)生器（SGN）、邊帶信號(hào)調(diào)制和放大器（SMA）、邊帶切換單元（SCU）（如圖1所示），邊帶信號(hào)在定時(shí)序列產(chǎn)生器（TSD）信號(hào)驅(qū)動(dòng)控制下，通過(guò)繼電器（RLU）、天線(xiàn)分配盤(pán)（ADS）、饋線(xiàn)，最后通過(guò)邊帶天線(xiàn)發(fā)射出去。

2 邊帶天線(xiàn)缺口告警原理

如果相對(duì)圓心對(duì)稱(chēng)的某兩個(gè)邊帶天線(xiàn)出現(xiàn)故障，那么就會(huì)出現(xiàn)副載波缺口。如圖2所示，副載波缺口檢測(cè)電路主要由比較器N6：13及三個(gè)單穩(wěn)觸發(fā)器組成。經(jīng)過(guò)全波整流后的調(diào)頻副載波送入比較器N6：11，而N6：10端的門(mén)限電平標(biāo)稱(chēng)值為0.5V，因此，若副載波幅值大于0.5V，則認(rèn)為工作正常，否則就認(rèn)為出現(xiàn)缺口。N6：13輸出的脈沖序列一方面送至單穩(wěn)觸發(fā)器對(duì)D3：9觸發(fā)，另一方面送入另一個(gè)單穩(wěn)觸發(fā)器對(duì)D2：6進(jìn)行觸發(fā)，如果沒(méi)有缺口，那么D2：6輸出高電平，D3：6便保持低電平，使D3：9端保持低電平，最后輸出端輸出的是高電平，表示缺口不存在。

一旦出現(xiàn)副載波缺口，那么在第一個(gè)缺口的第一個(gè)脈沖下降沿之后73μs，D2：6要出現(xiàn)一個(gè)下降沿，D2：6出現(xiàn)的下降沿又觸發(fā)另一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，使D3：6出現(xiàn)高電平，該高電平使N6：13第一個(gè)缺口的第一個(gè)脈沖以后的脈沖不能觸發(fā)，這樣，D3：9在第一個(gè)缺口的第一個(gè)脈沖之后0.47μs便從低電平變?yōu)楦唠娖剑谝幌盗刑幚碇筝敵龆溯敵龉收想娖健碗娖?，副載波缺口出現(xiàn)告警。

3 故障排查

VRB-52D型DVOR有1號(hào)機(jī)和2號(hào)機(jī)兩套獨(dú)立的工作系統(tǒng)，正常情況下1臺(tái)機(jī)工作，另外一臺(tái)機(jī)處于備用狀態(tài)，當(dāng)在用機(jī)出現(xiàn)告警等異常時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)切換到另外一臺(tái)機(jī)工作。兩臺(tái)機(jī)輪流處于主用工作狀態(tài)，每周或者每月切換一次工作狀態(tài)。在一次從1號(hào)機(jī)作為主用向2號(hào)機(jī)切換過(guò)程中，2號(hào)機(jī)出現(xiàn)邊帶天線(xiàn)缺口告警，導(dǎo)致主備切換不成功，1號(hào)機(jī)仍舊作為主用并且正常工作。

DVOR2號(hào)機(jī)出現(xiàn)天線(xiàn)缺口告警后，分別測(cè)量?jī)膳_(tái)機(jī)監(jiān)視器MRF板COMP VOR測(cè)試孔，測(cè)試DVOR系統(tǒng)復(fù)合信號(hào)波形，復(fù)合波形包含了DVOR系統(tǒng)的載波信號(hào)、邊帶信號(hào)，信號(hào)波形質(zhì)量直觀的反映了DVOR系統(tǒng)的整體性能，測(cè)量結(jié)果顯示系統(tǒng)復(fù)合波形無(wú)明顯缺口，結(jié)果正常。如圖3所示。

因復(fù)合波形正常且只有2號(hào)機(jī)有邊帶天線(xiàn)缺口告警，故障點(diǎn)可以排除DVOR系統(tǒng)雙機(jī)公共部分組件：天線(xiàn)繼電器、天線(xiàn)分配盤(pán)、饋線(xiàn)、天線(xiàn)。根據(jù)圖1所示邊帶信號(hào)通路分析，邊帶信號(hào)產(chǎn)生器（SGN）、邊帶信號(hào)調(diào)制放大器（SMA）、邊帶切換單元（SCU）天線(xiàn)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)（ASD）異常都有可能導(dǎo)致天線(xiàn)缺口告警，檢查DVOR2號(hào)機(jī)邊帶通路各板卡指示燈都正常、無(wú)告警，測(cè)量各板卡電平值均正常，用示波器測(cè)量SGN、SMA、SCU板卡關(guān)鍵測(cè)試孔波形均正常。

至此，排查過(guò)程遇到了瓶頸：板卡正常、邊帶信號(hào)通路正常、電平值正常、信號(hào)波形圖正常，看似一切正常，DVOR2號(hào)機(jī)卻有天線(xiàn)缺口告警。沿著邊帶通路對(duì)板卡、模塊一一進(jìn)行排查，仍舊沒(méi)有進(jìn)展，直至設(shè)備出現(xiàn)新的異常。

DVOR2號(hào)機(jī)出現(xiàn)天線(xiàn)缺口告警幾天后，DVOR1號(hào)機(jī)出現(xiàn)的一次異常情況給我們提供了新的排障信息。DVOR1號(hào)機(jī)出現(xiàn)邊帶天線(xiàn)缺口告警，嘗試向DVOR2號(hào)機(jī)進(jìn)行切換，但2號(hào)機(jī)已經(jīng)存在邊帶天線(xiàn)缺口告警，因此切換不成功，該過(guò)程重復(fù)2次，之后DVOR1號(hào)機(jī)恢復(fù)正常工作，DVOR2號(hào)機(jī)仍然存在天線(xiàn)缺口告警。根據(jù)DVOR1號(hào)機(jī)的異?，F(xiàn)象，我們大膽設(shè)想DVOR2號(hào)機(jī)出現(xiàn)天線(xiàn)缺口告警很可能不是單機(jī)故障，而是兩臺(tái)機(jī)的公共部分異常，只是異常導(dǎo)致了DVOR2號(hào)機(jī)告警，而未導(dǎo)致DVOR1號(hào)機(jī)告警。

為了防止錯(cuò)過(guò)故障點(diǎn)而導(dǎo)致排故時(shí)間延長(zhǎng)，我們循序漸進(jìn)，仍舊從最基本的檢查開(kāi)始。首先測(cè)量了DVOR2號(hào)機(jī)監(jiān)視器MRF板COMP VOR測(cè)試孔的復(fù)合波形，與幾天前測(cè)量不同的是，此時(shí)DVOR2號(hào)機(jī)的復(fù)合波形出現(xiàn)了明顯的缺口。此時(shí)，確定了DVOR2號(hào)機(jī)的邊帶通路是有一路或者兩路不正常，但具體哪個(gè)通路、哪個(gè)組件異常仍不能明確。隨后測(cè)量DVOR1號(hào)機(jī)監(jiān)視器MRF板COMP VOR測(cè)試孔復(fù)合波形，雖然DOVR1號(hào)機(jī)此時(shí)沒(méi)有天線(xiàn)缺口告警，但是復(fù)合波形中卻有一處不明顯的缺口，因?yàn)镈VOR1號(hào)機(jī)的測(cè)量結(jié)果跟幾天前測(cè)量結(jié)果不同，為了驗(yàn)證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，我們又測(cè)量了DVOR1號(hào)機(jī)副載波監(jiān)視器板（MSC）9960Hz FILTERED測(cè)試孔9960Hz濾波波形，結(jié)果仍然有不明顯缺口，如圖4所示。以此證實(shí)了此次導(dǎo)致天線(xiàn)缺口告警是DVOR系統(tǒng)的公共部分組件造成的。

根據(jù)圖1所示，DVOR系統(tǒng)公共部分包括繼電器RLU、天線(xiàn)分配盤(pán)ADS及邊帶天線(xiàn)，我們沿著信號(hào)發(fā)射流程方向逐一排查，繼電器、天線(xiàn)分配盤(pán)及其之間的饋線(xiàn)連接都未發(fā)現(xiàn)異常。隨后技術(shù)人員用示波器測(cè)量邊帶信號(hào)調(diào)制和放大器SMA模塊上的邊帶反射信號(hào)，發(fā)現(xiàn)信號(hào)波形在天線(xiàn)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)ASD模塊3號(hào)驅(qū)動(dòng)脈沖對(duì)應(yīng)處有異常，幅值偏差較大，打開(kāi)3號(hào)天線(xiàn)罩檢查，饋線(xiàn)接頭有松頭，但經(jīng)擰緊天線(xiàn)后告警仍存在，且各個(gè)測(cè)試點(diǎn)波形仍舊有缺口。我們懷疑可能與繼電器及天線(xiàn)分配盤(pán)有關(guān)，隨后更換了繼電器和天線(xiàn)分配盤(pán)的備件，但是告警仍未消除，至此，故障基本鎖定邊帶天線(xiàn)：某一條邊帶天線(xiàn)故障或者是某一條天線(xiàn)分配盤(pán)與邊帶天線(xiàn)之間的饋線(xiàn)故障。

鎖定邊帶天線(xiàn)后，用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量天線(xiàn)阻抗匹配，通過(guò)定時(shí)序列產(chǎn)生器TSD前面板邊帶天線(xiàn)通道選擇旋鈕，逐一檢查各個(gè)邊帶通路天線(xiàn)阻抗匹配數(shù)值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)27號(hào)邊帶天線(xiàn)匹配阻抗只有-2.98dB，而其他邊帶天線(xiàn)的匹配阻抗大約在-20dB左右。為了驗(yàn)證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確定，在天線(xiàn)分配盤(pán)將27號(hào)天線(xiàn)饋線(xiàn)與29號(hào)天線(xiàn)饋線(xiàn)對(duì)調(diào)，結(jié)果仍然是27號(hào)邊帶天線(xiàn)對(duì)應(yīng)的匹配阻抗異常。拆下27號(hào)邊帶天線(xiàn)的天線(xiàn)罩，立刻發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題所在：27號(hào)邊帶天線(xiàn)與邊帶饋線(xiàn)之間的連接N頭松動(dòng)，幾乎脫落。將天線(xiàn)與饋線(xiàn)之間的接頭固定緊固后，DVOR2號(hào)機(jī)邊帶天線(xiàn)缺口告警消失，再次測(cè)量系統(tǒng)各個(gè)測(cè)試孔波形均回復(fù)正常。

4 故障原因分析及建議

27號(hào)邊帶天線(xiàn)的饋線(xiàn)接頭松動(dòng)是DVOR2號(hào)機(jī)天線(xiàn)缺口告警的直接原因。該DVOR/DME導(dǎo)航臺(tái)地處海島，常年風(fēng)力較大，由于天線(xiàn)饋線(xiàn)在反射平臺(tái)下方有一段未套管固定，在大風(fēng)吹動(dòng)下，饋線(xiàn)會(huì)來(lái)回晃動(dòng)，設(shè)備出現(xiàn)故障前一個(gè)月，該導(dǎo)航臺(tái)又經(jīng)過(guò)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)洗禮，進(jìn)而導(dǎo)致饋線(xiàn)與天線(xiàn)連接逐漸松動(dòng)。另外，設(shè)備維護(hù)保障部門(mén)的疏漏也是導(dǎo)致此類(lèi)故障發(fā)生的原因之一，在檢查過(guò)程中未嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、不夠細(xì)致，或者長(zhǎng)時(shí)間不檢查、維護(hù)，接頭松動(dòng)后未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，最后致使設(shè)備出現(xiàn)故障。

設(shè)備維護(hù)保障部門(mén)應(yīng)嚴(yán)格按照定期維護(hù)要求和內(nèi)容做好設(shè)備維護(hù)工作，因?yàn)镈VOR設(shè)備的特殊性，板卡及饋線(xiàn)種類(lèi)繁多、走向復(fù)雜，檢查過(guò)程中要認(rèn)真仔細(xì)，做到事無(wú)巨細(xì)，不要遺漏任何細(xì)節(jié)，必要時(shí)增加維護(hù)的頻度和人員配置。另外，針對(duì)特殊的地理位置，應(yīng)該需要特殊的措施應(yīng)對(duì)，針對(duì)性的對(duì)天線(xiàn)電纜進(jìn)行固定，在大風(fēng)天或者臺(tái)風(fēng)來(lái)臨前，對(duì)天線(xiàn)電纜進(jìn)行臨時(shí)加固處理，防止類(lèi)似故障再次出現(xiàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合實(shí)際工作中的設(shè)備故障處置案例，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、信號(hào)流程入手，還原了對(duì)DVOR設(shè)備邊帶天線(xiàn)缺口告警的處置流程，分析故障出現(xiàn)的原因，最后給出防止此類(lèi)故障再次出現(xiàn)的預(yù)防措施，文中個(gè)人見(jiàn)解難免有不足之處，懇請(qǐng)同行批評(píng)指正。