AWAVRB-52DDVOR设备故障分析处理

  • 投稿蔡的
  • 更新时间2015-09-23
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贾好智

(民航山东空管分局,山东 济南 250107)

【摘要】通过对AWAVRB-52D型DVOR的故障案例进行分析,总结了DVOR设备故障诊断的方法以及故障排除的步骤。

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关键词 DVOR;载波天线;载波定向耦合器;CTU

0引言

DVOR/DME导航台是给区域航路及进近飞机提供重要导航信息的导航设备,其中DVOR(多普勒甚高频全向信标)主要作用是测角,也就是侧向导航;DME(测距机)主要作用是测距,也就是测距导航。DVOR与DME两者结合在一起为飞机提供ρ-θ极坐标定位用于航路,也可放置在终端区。VRB-52DDVOR是澳大利亚AWA公司生产的全固态DVOR信标,由载波发射机、边带发射机、监视器、控制器、电源、天线系统、遥控单元及其他组件组成。

济南DVOR/DME导航台1998年安装VRB-52DDVOR设备,为济南空域的航路与济南机场终端区全天候工作,至今已经运行了16年多。由于工作时间较长,故障逐渐增多。本文简要分析AWAVRB-52DDVOR设备一例典型故障与解决过程,望可以提高我国通信导航设备的维护维修水平,更好地保障DVOR/DME导航设备正常运行。

1DVOR载波部分介绍

1.1载波产生器和驱动器(CGD)

载波产生器和驱动器包括有:载波振荡器,驱动器,功率放大器和调制器等。

载波振荡器是一个晶体振荡器,产生标准的射频载波信号(108-118MHz)。一路输出250mW(毫瓦)加到驱动器,另一路输出125mW加到边带产生器(SGN)作为测试用。

驱动器有两级放大器。第一级放大器是由V3场效应管构成,只用作放大,同时,功率放大器(PA)的输出被二极管V2检测的直流电平控制场效应管的偏置构成电平控制和保护电路,使输出功率不能过大。功率放大器额定输出功率为8W。第二级放大器为调制级它接收由载波调制与保护电路(CMP)加来的音频识别信号、语言信号和30Hz正弦基准相位信号,经调制器对载波进行低电平调幅。再经功率放大器(PA)放大,输出8W的载波调幅信号。

1.2载波功率放大器(CPA)

由功率分配器和功率合成器组成。它首先将CGD中功率放大器(PA)输出地8W载波调幅信号分为两路,再分别经二个功放各输出30W的功率,最后在功率合成器内合成为50W的额定输出功率。

载波功率放大器(CPA)的输出(50W)信号通过低通滤波器(﹤120MHz),滤除载波的谐波。再经过载波定向耦合器及载波电缆直接馈送到中央天线发射出去。

1.3载波定向耦合器(CDC)

定向耦合器包括两个定向耦合环,一个用于检测输出信号的正向和反向功率,以控制辐射功率;另一个为边带信号相位锁定提供基准信号(加至边带产生器)。

1.4载波调制与保护组件(CMP)

该组件的输入信号有:由基准相位信号(RPG)加来的30Hz正弦基准相位信号及莫尔斯码键控信号(1020Hz),以及本机或遥控语言音频。三路信号加到N13放大器输出组合调制信号。其中,30Hz基准相位信号调制度应为30%,1020Hz调制度应为,10%,语音调制度应为15%,语言音频加到N13之前需经音频压缩器和带通滤波器,其目的是限制语音调幅度和音频带宽,以防止干扰导航信号。

三种组合的调制信号与载波定向耦合器(CDC)正向功率检波后的包络反馈信号进行比较,其误差信号加到载波产生器和驱动器(CGD)的调制器对驱动器和第二级进行幅度调制。

该组件还设有正、反向功率保护和不平衡保护电路。当定向耦合器正向功率被检波后的包络(含直流电平)反馈信号过大或过小或反向功率过大时,都将通过发射机保护电路(N15、V24等)切断N14的低频调制信号,同时,控制CGD中的载波振荡器停止工作。同样,对100W发射机而言,有两个相同的载波功率放大器(CPA1/CPA2),内装不平衡检波器,用来检测两个功率放大器的功率,当两者不平衡时,如一个功放故障时,也将切断低频调制信号和载波振荡器(关机),并发出警告。

2VRB-52DDVOR载波电缆故障导致双机关机

2.1故障现象

初冬季节的一天,当时DVOR2#机作为主用,值班员听到导航监视遥控系统发出告警声,立即赶到导航监控器跟前查看情况,发现DVOR2#机无功率输出,电压驻波比为1.67(正常为﹤1.15)变红均为主要告警,边带功率和电压都显示正常,自动切换到1#机工作。但工作一段时间之后,DVOR1#机发生同样的情况关机,至此DVOR主备机双机关机。当时,值班员分析由于天气刚入冬,开始变冷,载波天线及载波电缆一直处于室外地网上面,可能受温度影响,电压驻波比产生瞬间过高告警,而使载波保护关机。随后试着在导航监控器遥控端手动启动DVOR2#机后,设备能够工作。然后技术人员赶到DVOR/DME设备现场检查无异常。但20分钟后,又出现开始时的情况,DVOR2#机载波无输出自动切换到DVOR1#机,接着DVOR1#机载波无输出,这样DVOR设备主备机双机关机。值班员再一次尝试在导航监控器手动开启DVOR2#机,但开不起来,至此DVOR设备主备机双机无法启动。

2.2排除故障过程

技术人员赶到现场检查,发现DVOR设备双机监控器告警灯都亮起,将DVOR2#机在本地按照关机程序关机后,重新按照开机程序开启,当时能够工作,在CTU(控制和测试单元)上查看相关参数,载波显示为98.5W,电压驻波比为1.07,上、下边带功率显示为5.67W、5.68W均正常,各项电压均正常。但过了一段时间后,情况依旧,DVOR2#机无功率输出关机,自动切换到DVOR1#机,接着1#机也无载波功率输出关机。技术人员将DVOR2#机达到维护状态,重新在本地开启,在CTU查看相关参数,载波显示为0W,电压驻波比为1.64,上、下边带功率显示为5.67W、5.68W均正常,各项电压均正常。技术人员将DVOR2#机关机后,将载波的输出电缆从载波定向耦合器的输入端拧下来接上功率计,在功率计的输出端接上假负载,选好量程后检测2#机的功率输出情况,测试输出为98.6W正常,说明2#载波发射机没问题,同样检测1#机,测试载波输出为99.7W正常,说明1#载波发射机也没问题。

初步判断故障应发生在公共部分,往后一级是公共部分RLU(继电器单元),更换RLU后,故障依旧,用频谱仪检测载波天线及电缆驻波比,显示数值为4.7,由此判定故障点是载波天线或载波电缆。将DME停机后,登上地网检测DVOR载波电缆,将载波电缆与载波天线断开,接上假负载进行单独检测,驻波比为4.5,由此可见,故障点在载波电缆上。将载波电缆去耦部分去掉,再接上假负载,检测驻波比为1.05正常,判定为载波电缆去耦部分故障。将去耦部分拆开,用万用表检测,发现去耦部分焊接点脱焊,重新焊接后设备恢复正常运行。

3结束语

随着设备运行时间增长,必然导致设备故障逐渐增多,特别是DVOR的载波中央天线及载波电缆,常年遭受日晒雨淋,容易出现老化现象。所以无论何时出现故障都是致命的,会导致设备双机关机,也就使整个导航台失去作用。因此,技术人员平时加强巡视,认真检查,发现问题,通过正确的排故思路去查找问题原因,找到原因后,及时解决,保障设备能够正常运行工作,确保航路安全

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参考文献

[1]王新稳.微波技术与天线[M].北京:电子工业出版社,2011:267-283.

[责任编辑:邓丽丽]