INDRA VRB-52D多普勒全向信标的安装和调试

李浩乐

（民航江苏空管分局徐连导航站，江苏连云港 222000）

0 引言

VRB系列多普勒全向信标自20世纪90年代初引入中国民航以来，已先后更新换代了VRB-51D，VRB-52D，VRB-53D系列设备。VRB-51D设备由于安装年代久远，已逐步被淘汰，VRB-53D于2012年才推出，使用该设备的民航机场较少。目前，民航机场广泛使用的是较为成熟可靠的VRB-52D设备。VRB-52D系统主要包括主备机2个机柜和天线系统。机柜主要包括载波发射机、边带发射机、监视器、控制器和电源，天线系统包括49个改进型Alford天线（1个中央载波天线，48个边带天线）、2个天线分配开关（ADS）、1个折叠式偶极子监控天线。虽然VRB-52D设备现场安装调试工作较其他同类全向信标设备要繁琐得多，但正是由于该设备注重根据现场实际情况对设备进行调试，使得该设备拥有许多同类设备不可比拟的优点，因此准确把握和控制该设备安装调试的细节和步骤非常重要。笔者有幸参加过烟台、扬州等地机场的VRB-52D设备的安装调试工作，并长期从事该设备的维护、维修工作，总结了一些安装调试经验，简述如下供大家参考。

1 安装准备工作

1.1 机柜的安排及电源

（1）机柜。DVOR/DME机柜之间相对位置要保证电瓶距离DVOR最近，因其耗电较DME大；DVOR馈线出口应在两DVOR机柜中间位置，双机柜应紧靠，增强设备稳定性，使测试结果相同。对于220V交流电系统，机柜接地线用一般电缆线即可。

（2）电源。考虑到各种电器的功率，决定市电电源的最小容量，若市电电源不稳定，应有稳压保护或UPS电源，市电电源应有避雷保护，电瓶与机柜之间应有跳闸开关。

1.2 施工前的准备

（1）通用工具。扳手（大、中、小）、起子（大、中、小）、钳子、电烙铁（焊台）、喷灯、锯子、榔头、锉刀、裁纸刀、纸、笔、圆规、电瓶电缆夹钳、接线板、电钻、冲击钻等。

（2）专用工具。天线校准器、同轴电缆剪刀、冷压钳（RG213，RG223）、电缆芯压钳、导管扩展器、高质量的剪线钳、高质量的电缆刀、剥线钳等。

（3）调试用仪器。矢量电压表、经纬仪、示波器、频率计、100W功率计、万用表、定向耦合器、阻抗模拟器等。

1.3 拆箱及组件就位

拆箱后按装箱单检查，组件包装防静电塑料和包装箱袋应注意保存。检查组件插座背后机架上的接线排是否完好，是否有脱落，插入组件前检查散热片是否紧贴功率管，各组件序号应对应相应的机柜。

2 设备的调试

2.1 天线位置的调整

（1）每个天线柱子上的法兰盘必须水平等高，否则需用垫片进行调整。

（2）校准 NO.1～NO.25、NO.13～NO.37边带天线 2直线相交于中央天线中心，并且相互垂直，NO.1天线要校准为磁北方向。做完以上4个对角天线后，再按顺序校准其他边带天线的位置。边带天线的位置精度要求如表1所示。

（3）以上工作做完后，将天线就位，此时要注意相邻天线的位置方向是相反的。

2.2 48根边带馈电电缆的修剪

（1）边带电缆修剪之前应将所有电缆打开平铺于空地上舒展1天的时间，这样可减少其电气长度的变化。

表1 边带天线的位置精度要求

（4）将48根边带电缆穿入对应的天线电缆管中，并做好序号的标识，穿时注意将外露电缆部分用PVC管保护。

（5）在天线地网上进行边带天线的修剪，修剪时根据前面计算出的每度电气长度变化引起的电缆物理长度变化及时调整总的相位差值，使ADS加上边带电缆的相位为±180°，总共应剪多少，不要一次修剪到位，每次只剪所需长度的2/3，逐次逼近计算值，最后预留5°左右的余量，接至ADS模拟实验，再进行修剪，待满足要求后固定死接头。

（6）当所有电缆修剪好后，用矢量电压表检查，其相位误差应小于±2.5°，否则在安装好后副载波上得到的60Hz调幅的调制度容易大于55%，这样会使信号质量变差。

2.3 调整边带天线的相位

（1）分别依次用边带天线发射信号天线，用载波天线接收信号，测量接收与发射之间的相位差，同时注意幅度，记录下48个边带天线的数据。

（3）以上步骤要反复做，因为每当调整一个边带天线时，其寄生辐射性能也会变化，同时会影响到周边其李他带天线的发射被中央天线接收的效果，导致一个天线的相位调整至误差范围内时，相邻的若干天线的相位读数也会变动，从而超出误差范围，所以需进行反复统调，使所有的边带天线相位达到要求范围。

2.4 边带通道阻抗匹配

（1）使用矢量电压表测出SCU（边带切换单元）的ODD USB XFA，ODD LSB XFC，EVEN USB XFA，EVEN LSB XFC 的阻抗值，求得4个平均阻抗值，再根据这4个值得到总体阻抗平均值。

（2）根据求得的总体阻抗平均值，利用SMITH圆图进行50Ω阻抗匹配得出分支匹配器L1，L2的长度，并以此为依据制作阻抗匹配器，匹配器做好后，微调L1，L2的长度，直至反射系数小于0.1。

2.5 修剪SMA（边带调制和放大组件）与功率匹配器之间的电缆

（1）根据前面获得的ADS开路阻抗值，选出一个与总平均幅度、相位值接近的边带，将测试电缆接到该ADS输出口上，由TDS（定时序列产生器）面板上的边带选择开关选择该ADS口闭合，测出该ADS输出口电气参数值。修剪SMA与功率匹配器之间的电缆长度，使得测得的电气参数值与记录的平均值接近或相等，相位误差应小于±2°。

（2）以上面所作通道为基准，修剪其余几个通道的该段电缆，使得SMA至ADS的通道电气长度相等。

2.6 载波天线的功率匹配

载波天线功率匹配器与边带通道阻抗匹配器的制作方法相同，只是这里要注意载波匹配器应做于天线入口处，这是因为天线本身阻抗很稳定，50Ω阻抗也较为稳定。否则如果匹配器做在机房内，则匹配器与天线之间的电缆将使匹配前的阻抗不稳定，匹配后的阻抗也将不稳定。匹配器做好后，要求反射系数应小于0.02。

2.7 开机调试

以上工作完成后就可以进行开机调试，在开机调试前应注意检查电源输出是否正常，所有电缆、接头是否接好紧固，设备板卡设置跳线是否正确、是否插入到位。如果一切均正常，则可进行开机调工作，如果前期的安装工作均按步骤和参数要求进行，则该设备的开机调试工作将非常简单，具体可参照设备配备的用户手册来操作，这里就不详细叙述了。

3 安装注意事项

3.1 基础设施准备问题

原则上在不改变设计思路的基础上，同时遵循国际民航组织对设备的有关条例下，可根据场地实际情况加以调整：

（1）DME天线不要位于DVOR发射及监控天线之间。（2）监控天线不要接近道路、围墙，以防干扰和反射。（3）避雷器保护角范围应有效保护全部天线，选用大角度避雷器或多个小角度避雷器。

（4）地网支柱须注意防锈，尤其是焊接处。（5）地网接地应用扁铜带。

（6）机房基础注意做防潮处理工作。

（7）空调的安装位置应有效控制机柜区域的温度。

3.2 外场注意问题

（1）电缆要在各种管道中穿行，其中橙色塑料管用于地下埋设，白色用于空中假设，扎带扎好后应于根部处剪除。

（2）监控天线电缆在空中曝露部分应用PVC管保护，并盘成一个直径大于15cm的圈后固定在监控天线杆体上，注意关口处应做防水密封工作。

（3）反射地网应水平、平整，误差小于100mm，监控天线应正对天线阵。

（4）安装人员上天线地网之前一定要确保设备处于关机状态，以免受到辐射伤害。

［1］倪育德，包毅.多普勒全向信标［M］.北京：中国民航出版社，2005.

［2］王霜，孙丽环，王春光.多普勒效应在全向信标导航中的应用［J］.长春大学学报，2009（6）.