DVOR4000型设备载波功率放大器CA—100故障分析

吴建平

【摘 要】为解决DVOR4000设备中载波通道中的放大器的故障，缩短故障的排故时间，通过对设备相关理论的介绍以及针对故障现象进行了详细分析并对故障的处理进行了严密的探讨，为维护相同型号设备的维护人员提供了解决问题的方法和维护经验。

【关键词】DVOR4000设备；BITE信号；载波放大器CA-100

中图分类号： TN929.532 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）17-0257-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.17.129

0 引言

多普勒全向信标（DVOR）生产于1936年，在1947年被国际民航组织定义为标准的近程导航系统。DVOR-4000型设备是由意大利的阿尔卡特公司生产，技术上更加先进，顺应了当今发展的需要，在民航系统中得到广泛的应用，其装备在世界范围内呈上升趋势。本文以DVOR-4000型号设备的载波放大器（CA-100）故障为例，对故障进行详细分析，希望为维护同型号设备的工作人员提供一些借鉴和参考。

1 故障现象

设备检查时，维护人员对DVOR4000设备进行换机操作，当2号机换到1号机时，1号机无法工作又重新换到2号机，2号机工作正常。LCSU前面板DETAILED STATUS 下的“TX-1” 出现“WARNING”黄灯亮，并且“faulty”灯亮。运行WIN ADRACS软件，把监控器“Set both MON BYPASS ON”，查看监控器MON1和MON2的MON1＼2-Measurement actual窗口，发现RF-Level值告警，Mod Depth 30Hz AM、Mod Depth 9960Hz AM、Mod Depth Identity AM均为0，识别码Identity Morse Code顯示为4个*，而其他参数均正常，把双监控器其中之一的MON2的监控界面进行拷屏，如图1。

2 相关知识的介绍

在分析故障之前，首先对DVOR的原理进行简单介绍。DVOR的工作原理是通过地面DVOR设备向飞机发射两个30Hz信号，其中一个30Hz信号是基准相位信号，该信号与该DVOR导航台所在地的磁北方向同相，另一个是可变30Hz信号，飞机的机载接收机通过比较两个30Hz信号的相位得到飞机相对于DVOR台的方位角，从而为飞机导航。

地面导航台DVOR的基准相位信号是由设备自身产生的30Hz低频信号直接对载波信号进行调幅得到，然后经过中央天线向空间辐射而形成的。30Hz可变信号形成的实质是边带发射机按照一定的时间间隔向边带天线馈给一定能量的信号，通过控制边带天线的馈电间隔来模拟边带天线的旋转，根据多普勒效应而形成的，即30Hz可变信号对9960Hz副载波调频而形成的。DVOR设备通过载波和边带发射机向空间辐射电磁波，在空间或接收点就可获得一个复杂的调频调幅波，机载设备通过比较两个30Hz调制信号的相位，即得到飞机相对与VOR台的方位角，从而完成导航。另外DVOR还要发射自身音频1020Hz的识别信号，因此，在发射场内还要由1020Hz莫尔斯代码对载波进行调幅，经中央天线向空间辐射。这样，经中央天线向空间辐射的信号即包含30Hz和1020Hz的调幅信号。

3 故障分析

设备进行换机时，1号机无法工作而2号机工作正常，从而排除了两部发射机公共部分以及监控器故障。LCSU前面板DETAILED STATUS下“faulty”灯亮，表示为TX-1故障，因此故障点位于1号发射机。双监控器MON1和MON2Measurement actual窗口同时监测到RF-Level值告警，Mod Depth 30Hz AM、Mod Depth 9960Hz AM、Mod Depth Identity AM均为0告警，识别码Identity Morse Code没有检测到。在故障分析之前首先介绍上述告警所代表的含义， RF-Level表示中央天线载波功率射频电平的大小；Mod Depth 30Hz AM表示基准30Hz信号对载波调制度的大小；Mod Depth Identity AM表示识别码信号对于载波调制度的大小；识别码Identity Morse Code显示的四个星号表示的是识别码没有监测到，出现该情况的原因可能发射机没有发射出去识别码或者监控天线没有监测到识别码。30Hz和识别码均是由中央天线即载波通道发射出去的，因此可以判断载波通道肯定出现故障。另外Mod Depth 9960Hz AM表示的边带9960Hz调制度的大小，该参数与上下边带功率之和、载波功率以及边带相对于载波之间的相位夹角有关，该参数告警意味着载波通道和两个边带通道均有可能发生故障。

由DVOR4000的整体信号流程可知，发射机的载波通道包含的模块有SYN-D、MOD-110、CA-100、PMC-D、CCP-D、MSG-S、MSG-C以及相应的供电模块、电缆和中央天线等，如图2。

由于MON1和MON2 Measurement actual窗口中检测到的载波、上下边带频率均正常，因此排除了SYN-D的故障。把发射机的Bite ADC-2窗口打开，该窗口中的各个BITE信号均代表MSG-S组件相关输入输出信号，因为ADC-2中信号均正常，这表明发射机中MSG-S板件正常。又因为MSG-S可以看作是MSG-C组件的输入或输出接口电路，因此排除MSG-C组件故障的可能性。

在DVOR-4000设备中由于在设计中提供了在线监测功能，当设备故障时候设备通过自身的监测功能可以提供相应组件BITE的相关信息。LCSU前面板DETAILED STATUS“TX-1”出现“WARNING”黄灯亮，这表示TX-1中有BITE预警。现在把TX-1的所有BITE信号打开，如下图3。

在图3中可以看到五项参数NOT OK，把其中的Analog BITE ADC-1拷屏如图4。从图3中可以看到Loop Modulator CSB-1出现“NOT OK”这表示载波锁相控制环不正常，即MOD-110、CA-100、CCP-D中的模块或其中的连线出现问题。

在TX1-BITE ADC-1窗口，发现BU_MOD_C1（载波CSB调制信号的幅度）、BU_PH_C1（载波CSB相位器控制电压）、ACM1（载波CSB正向功率检波，反映MOD-110输出信号强度）和ACA1（正向功率到MSG-S）出现黄色预警，因此判断为载波通路的MOD-110和CA-100同时故障或者是两个模块单独故障均可以引起上述故障。

4 故障定位

首先，把功率计接到载波通道中，通过测量发现TX-1的载波通道的功率输出为零，因此进一步确定载波通道发生了故障。其次，CA-100组件的正常的工作电压为28V，使用万用表进行测量的结果为27.5V，因此排除了组件供电电源故障的可能性。再次，综上分析从设备的软件检测已经无法载波通路的MOD-110和CA-100模块究竟是哪个模块引起的，因此只能通过对板件的更换来确定。通过把TX-1中的MOD-110和CA-100的模块与2号故障的发射机相应的模块更换后，最后确定为CA-100板件故障。

5 总结

技术人员在维修ALCATEL DVOR设备时，首先，利用设备面板上的指示灯和监控告警参数初步判断设备的故障范围，并结合设备原理初步对设备故障定位。其次，根据软件上具体BITE信号并结合预警的参数，来进一步判断故障板件。最后，通过仪器或更换板件等方法最终完成故障定位。

【参考文献】

[1]（意大利）ALCATEL.VHF Omnidirectional Radio Range，技术手册.

[2]郑连兴，倪玉德.DVOR VRB-51D多普勒全向信标[M].中国民航出版社，1995.