DVOR天线安装调试

莫书奋

中国民用航空中南地区空中交通管理局

【摘 要】文章介绍了导航设备DVOR（多普勒全向信标）的工作原理，在此基础上详细地介绍了天津七六四厂生产的国产DVOR天线在中国民航的首次安装和调试，包括边带天线与载波天线的安装，以及设备的最终调试，讲述了国产DVOR天线在民航首秀的整个过程，为我国民航DVOR的建设提供了参考。

【关键词】载波；边带；天线

1. 引言

2014年8月，强台风“威马逊”重创海口美兰机场东木兰头导航台DVOR天线，共计42根天线遭到不可挽回的损坏。海南空管局决定更新安装天津七六四厂生产的DVOR天线，这是国产DVOR天线首次在民航应用，并取得不错的效果。本文将介绍国产DVOR天线安装调试过程。

2 .工作原理

DVOR：飞机通过测量比较地面信标发射的基准相位30Hz信号与可变相位30Hz信号的相位来确定飞机相对于DVOR台的方位信息，因此发射基准相位信号的载波天线与发射可变相位信号的边带天线需保证电缆的电气长度符合要求。其频率范围：108-117.95MHz。

3 .边带天线的安装

3.1边带电缆电气长度的检测、修正

矢量信号通过同轴电缆传输将发生衰减和失真，其信号幅度、相位会有一定程度的改变，电缆长度不同，其改变程度不一样，通常电气长度：

m=βs（s为电缆物理长度） β=360°/λ λ=c/f

由公式可见，电缆的物理长度和传输信号的频率直接决定着电缆的电气长度。

本导航台使用的DVOR频率为112.7MHz，厂家配送的48根边带电缆物理长度不一致，且，与天线尚未完成匹配，所以边带电缆需修剪。

边带电缆的相位容差为±0.5°（VM读数为±1°），电缆用短路头测量的反射系数为0.83∠±2.5°。

按照旧电缆的物理及电气长度估计，制作边带基准电缆，接ADS平均端口测量，应为纯阻。然后，边带电缆按照基准电缆电气长度及物理长度进行修剪，并制作电缆头。制作好的边带电缆含两端电缆头，短路校准，要求幅度误差小于0.83±0.031，相位小于±2.5°。

最终进行边带电缆测试（终端接短路头，在该模式下电缆的反射电气长度误差不大于5?，即±2.5?，实际电气长度误差为1.25?，一般要求±0.5?以内为好）。

3.2边带天线预置

边带天线电容片距离预置为13+（频率-108）*0.6=15.82mm；天线偏振片预置为cos（90*（频率-108）/10）*7+8=13.18mm。

天线安装应注意方向。如下图所示。相邻天线反相180度。统一“A”朝内为偶天线（EVEN），“B”朝内为奇天线（ODD）。

3.3安装边带天线

边带天线的安装需要测量天线的辐射阻抗和相位，调整天线振子的电容片距离可以调整辐射的相位。调整是需要注意环境温度的影响，当温度超过±5°时，需要重新进行测量，台站位于海边，碰到雨季，昼夜温差大，白天测量数据与晚上结果相差较大。

测量天线阻抗的时候使用网分连接，包括继电器RLU跟天线分配开关ADS，在设备上的TSD选择对应的天线开通，测量天线及电缆的辐射相位。辐射相位的绝对值不重要，关键看其一致性，所以，我们必须选取其中三根参数相近的天线作为基准天线。测试完毕48根天线后，需要重新测量出事测量的几根天线，对比原始测量值，检查基准天线是否因为温度导致相位漂移情况。

在调整天线偏振片及电容片的时候要注意调整的程度，电容片的调整是靠近极板一圈变化为-4度，远离极板变化为+4度。电容的4个极板需要同时均匀调节，一圈指的是4个极板同时进或出一圈。先计算出中间值，然后按照中间值确定调整的圈数，需要注意的是，调整某个天线时会明显的影响周围的天线。偏振片的调整影响着信号幅度，调整偏振片以实际天线的调整经验值为准，首先按照基准天线调整，在测试具体天线的时候按需求调整天线的偏振片。每个天线都要基本调到一致，即相位差在±2度以内。

如果天线振子没问题，当辐射相位调整至合格时，阻抗测量的相位跨度也会随之减少。

边带阻抗测量—最终（相位跨度在：20?以内，一般小于12?）（含ADS，不含RLU，即单机系统，双机系统含RLU，表格在后），最终测得的边带阻抗如下：

如果辐射相位与阻抗相位不能同时满足，则应检查天线振子尾板是否正确设置，边带电缆或载波电缆的相位不正确，即为未按要求达到ADS平均阻抗为纯阻或半波长的整数倍，或者是ADS出现故障。

3.4边带匹配

边带匹配主要包括SMA和SCU之间的匹配，以及边带假负载匹配。

SMA和SCU之间的匹配的主要目的是：1.是SMA工作于50Ω阻抗；2.是边带天线驱动阻抗尽可能低，尤其是刚开始打开“ON”并辐射小信号时，目的是减少相邻天线辐射时间内引起的杂散电流。

SMA和SCU之间的匹配头需要确定三根电缆的长度，如下图所示，其中两根用于将SCU的输入阻抗转换为50Ω，第三根用于调整ADSON/OFF的阻抗，两者应一致。

在测量匹配阻抗的时候，用网分测量SCU的输入阻抗。分别测试两部机的输入阻抗，要求幅度波动在平均值附近不得超过0.05，相位不得超过15°，否则会影响到匹配的效果。最后检查SMA输出电缆阻抗，最终达到边带匹配。

4.载波天线安装

载波天线是与边带天线不一样的标准，载波天线电缆要求长度为半波长的整数倍，当频率为112.7MHz时，λ/2=V*Vr/f/2=300*0.666/112.7/2=886mm，5倍半波长为5*0.886=4.432米，该长度包括两端的电缆头。

修剪后安装好的载波电缆，使用网分从载波定向耦合器处开路测量载波电缆阻抗，测量显示两部机的结果接近，符合预期。

载波天线的安装非常严格，必须保证载波天线、磁北N、天线陣圆心三种严格在一直线上。安装载波天线后，从定向耦合器处测量载波天线阻抗，调节载波天线谐振。并根据所测阻抗做载波天线匹配头，载波天线匹配头接在载波天线与天线电缆之间。为了使载波匹配，需要根据测试数据重复调节匹配头的长度。最终测得载波阻抗为一号机-41.08 ∠0.5，二号机为-41.25 ∠-31.3。

5.设备调试

设备调试总共有九个阶段：（1）对设备进行预先检查，使设备满足开机条件，正常设置设备的工作状态；（2）由于设备的开启会由于功率过高产生不可估计的后果，因此还需对发射机进行保护设置；（3）载波调制度的设置，调节正常的调制状态；（4）边带相位的设置，目的是确保载波和两个边带信号能在空间产生一个正确的调制信号，相位设置不正确，空间调制信号将严重失真或者调制幅度较低；（5）设置正确的副载波调制度；（6）调整边带输出平衡；（7）检查副载波调幅；（8）设置监控器，在开机后能完全监控设备的工作状态，以便调整设备参数；九、调节设备的方位角，是监控器显示的方位角与监控天线的方位一致，方能给飞机提供正确的方位引导。

6.结束语

本文介绍了天津七六四厂生产的DVOR天线在民航的首次安装，包括边带天线与载波天线的安装，以及设备的最终调试，历经一个月，完成了国产DVOR天线在民航的首秀。由于国内产品在工艺上与国外有一定的差异，在安装的过程中，屡屡出现由于天气变化导致的相关参数出现偏差。在已运行了两年中，新安装的天线表现平稳，如果国产DVOR天线能经得住时间的考验，这将预示着导航设备开始打破国外的垄断，走向国产进程。

参考文献：

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[3]倪育德.多普勒全向信标[M].天津市：中国民航学院继续教育学院，2005.