VOR4000型设备中BSG-D组件故障分析处理

民航华北空管局维修中心 郭宝军

引言：多普勒全向信标（DVOR）设备是一种近程测角导航设备，主要用于航路和进近导航中。从1959年起，DVOR设备成为国际民航组织（ICAO）标准的测角系统，其装备在世界范围内呈上升趋势，获得广泛的应用。ALCATEL DVOR4000型设备在整个全向信标系统使用中占据非常重要的地位，在我国民航领域有着广泛的应用。

DVOR4000设备是双机冗余系统，混合信号产生器(BSG-D)组件是设备的公共组件。该组件一旦故障，设备将无法正常工作，将不能提供导航信号。笔者以BSG-D组件故障为例，通过故障现象，根据设备信号流程，结合理论分析，完成故障定位等环节进行了详细的论述。通过本文，希望为同行在处置相似故障时有所帮助，如有不周之处敬请不吝批评指正。

一、故障现象

某日，值班人员发现DVOR4000设备出现告警现象，设备由TX-1换到TX-2，并且TX-2很快关机，设备无法工作。值班人员通过遥控电脑，运行WIN ADRACS软件，监控器“Set both MON BYPASS ON”操作，查看监控器的MON1/2-Measurement actual窗口，双监控器的测量界面Azimuth、Mod Depth 9960Hz AM出现了告警，Distortion on 30Hz FM、Distortion on 9960Hz AM、Distortion on det. USB-LSB参数出现预警其他参数正常，双发射机的故障现象相同。将TX-1接天线时，双监控器对TX-1的监控界面考屏如图1所示。

图1 双监控器的测量界面

二、相关理论介绍

在故障分析之前一定要对DVOR相关的理论和设备的信号流程要充分理解，否则将无法对故障进行明确的分析和判断，下文将对有关理论进行简单介绍。

1、设备原理

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，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的基准相位信号是设备自身产生的30 Hz低频信号直接对载波信号进行调幅，然后经过中央天线向空间辐射而形成的。30Hz可变信号是通过控制边带天线的馈电间隔来模拟边带天线的旋转而形成的。在DVOR4000设备中，SYN-N组件产生设备所需要的上下边带信号，技术人员通过计算机软件对MSGS、MSG-C模块进行参数设置，上下边带的MOD-110P模块完成对边带信号的幅度和相位设置及控制。ASU机柜中BSG-D组件生成了满足可变30 Hz所需要的正余弦函数，这些信号加载到MOD-SBB组件并完成调制。调制后的信号送到边带天线，尽可能确保信号在切换过程中平滑的从一个边带天线到另一个天线过渡。设备通过严格的时间控制把符合要求的上下边带信号送到边带天线上，即生产了可变30 Hz信号。

2、影响9960Hz AM调制度的因素

由多普勒全向信标原理可知，9960Hz调制度是衡量边带信号好坏的一项非常重要的参数。9960Hz AM的调制度公式为：

通过该公式可以看出影响9960Hz AM的因素有：①载波功率；②上下边带信号的合成矢量相对于载波信号的相位；③上下边带功率；④产生30 Hz可变信号所需要的正余弦函数。双监控器的测量界面同时出现9960Hz调制度告警，在故障定位时应该从与9960Hz调制度相关联的四方面进行考虑。

三、故障分析和定位

1、故障分析

设备进行换机时，双发射机均无法正常工作，因此故障的可能故障点为设备的电源、双发射机通路、双监视器通路和天线等公共部分。

因为设备能够正常开机，并且通过软件查看以及电源的工作指示灯均正常，因此可以排除各个电源模块、CSL、PMM-5单元故障的可能性。在双监控器MON1和MON2 Measurement actual窗口中RF-Level、Mod Depth 30Hz AM、Mod Depth Identity AM参数均正常，这表明经过中央天线发射的载波通道的信号时正常的，因此排除了载波通道发生故障的可能性。Mod Depth 9960Hz AM、Distortion on 30Hz FM、Distortion on 9960Hz AM、Distortion on det. USBLSB参数预警，这些参数均与生成30Hz可变信号有关，因此故障基本可以定位到生成边带信号的某些模块。从监控器测量界面可以看到Carrier Frequency、Upper Sideband Frequency、Lower Sideband Frequency正常，则表明生成边带信号的频率合成器SYN-D正常，因此故障点定位到生成30Hz可变信号通道中。

2、故障定位

笔者在对故障定位时，采取了以下方法。

首先，对两个边带信号的射频电缆进行检查，对电缆以及相应的电缆头的连接进行仔细检查，排除由于电缆或连接问题所导致的故障。

其次，对边带信号的相位进行检查。通过DVOR原理可以知道如果两个边带信号的合成矢量的相位如果和载波信号的相位发生了偏移将会引起故障。判断相位的具体方法如下，通过监控计算机连接DVOR4000设备，在TX Adjustment中查看SBA RF-Phase设置数值，经过比较与上一次校飞后的数值相同。改变相位值，9960Hz调制度会有相应的变化，然后又把数值恢复到原值。另外在TX-1 Measurement 查看 SB Phase Measurement、CSB Phase Measurement、CSB Phase Measurement Usin、CSB Phase Measurement Ucos、RF-Phase Measurement的测量数值均与正常值相同。这表明边带信号的合成信号与载波信号的相位正常，因此排除了相位发生变化的可能。

再次，对双边带信号的功率进行检查。把功率表串联到上下边带的发射机中，功率表的读数均为34W、36W，这表明边带信号的载波正常，因此可以排除发射机边带中的各个模块故障的可能。另外根据在双发射机中的BITE ADC-1中ASB1、ASB1R、ASB2、ASB1R均正常，也可以排除双发射机边带通路的故障。因此设备的故障点一定发生在发射机的后端，即ASU机柜相应模块或者后级电缆和天线等故障的可能性。由于对天线以及相应连接的电缆进行测量相对复杂，因此先跳过此步骤的检查。

最后，对产生30 Hz可变信号所需要的正余弦混合函数进行检查。

在TX-1和TX-2工作时，把TX ASU bite窗口打开发现BIENDSB2-SIN 的数值为10V而其他的三个参数为6.7V左右，如图2所示。设备正常工作时，BIEND- SB1-SINUS、BIEND- SB1-COSINUS、BIEND- SB2-SINUS、BIEND- SB2-COSINUS参数电压值几乎相等。从图2可以看到，只有BLEND- SB2-SIN检测的电压值10V偏高。技术人员到达现场后用示波器测量这四路信号的输出测试点1B5、1B7、1B6、1B8发现只有1B6没有信号输出，其他三路信号正常，检测出的波形如图3所示，

图2 发射机BITE ASU截图

图3 混合函数波形

从设备的信号流程可知，BSG-D组件生成四路混合函数，这四路混合函数送到MOD-SBB组件中完成调制。更换备件MOD-SBB组件后故障现象依旧，因此排除了该组件故障的可能。现在把排查故障的重点放在BSG-D组件，因为BSG-D组件产生四路SINUS、COSINUS信号。测量BSG-D是否产生四路混合函数，把示波器接到这四路混合函数的测试点A14、A15、B14、B15，经过测试发现下边带sin信号没有输出，该路出现了故障。为了进一步验证，技术人员又把备件BSG-D组件更换，设备恢复了正常，因此完成了故障的定位和排除。

四、结语

在DVOR4000中，信号主要通过载波通道和两个边带通道进行发射出去的。当设备出现故障时，维护人员一定要保持清醒的头脑，结合故障现象判断出是否是公共部分故障，这是对故障判断是非常重要的，然后再确定是载波通道还是边带通道故障。与其他设备相比较的最大优点是提供了相关组件的BITE检测信号，这对故障的判断会有所帮助。另外，DVOR4000设备是主备机工作，为了进一步对故障进行确定，可以通过对换组件的方法进行确认。最后，笔者认为是任何故障的判断和定位都是建立在扎实的理论基础之上的，因此对于我们设备维护人员来说平时一定要加强自己的理论学习，一旦发生故障时我们处置起来才会得心应手。