民航青??展芊志?王成國
近年來,隨著航空業(yè)的飛速發(fā)展,越來越多的高精度導(dǎo)航技術(shù)如衛(wèi)星導(dǎo)航運(yùn)用到航空領(lǐng)域中。多普勒甚高頻全向信標(biāo)DVOR導(dǎo)航技術(shù)依靠其成本低、航線多等優(yōu)點(diǎn),依然是我國航空領(lǐng)域重要的導(dǎo)航技術(shù)。
多普勒甚高頻全向信標(biāo)主要提供飛機(jī)相對于地面信標(biāo)天線基準(zhǔn)點(diǎn)的方位角,與DME配合使用實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位,運(yùn)用于機(jī)場內(nèi)DVOR臺出航歸航;航路上作為航路檢查點(diǎn);兩個(gè)DVOR臺之間直線定位;輔助ILS系統(tǒng)在進(jìn)近程序中保障飛機(jī)安全著陸。就目前而言,多普勒甚高頻全向信標(biāo)仍是近程導(dǎo)航中不可獲取的保障手段,并且多為意大利THALES 公司DVOR4000型設(shè)備。
本案例發(fā)生的DVOR4000設(shè)備投建與2005年,服役年限長,設(shè)備老化,性能下降,難免會出現(xiàn)一些疑難故障。本文探討分析了此DVOR4000設(shè)備MOD110-P故障的故障點(diǎn)定位、判斷處理的方法。
THALES DVOR4000由硬件及軟件部分組成。硬件包括發(fā)射機(jī)TX1和TX2(互為主備),監(jiān)視器MSP1和MSP2,本地遠(yuǎn)端通信接口LRCI,電源管理BCPS,天線轉(zhuǎn)換單元ASU,天線系統(tǒng)六部分組成。軟件包括發(fā)射機(jī)軟件,監(jiān)視器軟件,通信接口LRCI軟件,操作軟件。
發(fā)射機(jī)由頻率合成器SYN-D,調(diào)制放大器MOD-110/MOD-110P,功率放大器CA-100,控制耦合器CCP-D,射頻轉(zhuǎn)換開關(guān)RFD,調(diào)制信號產(chǎn)生器(信號產(chǎn)生)MSG-S,調(diào)制信號產(chǎn)生器(控制)MSG-C,天線分配接口ASU-INT組成。
發(fā)射機(jī)部分產(chǎn)生調(diào)制、放大輻射信號。DVOR信號輻射是由兩大部分:載波輻射和邊帶輻射共同完成的。圓心位置的中央天線輻射載波;位于直徑13.5米左右的圓周上的邊帶天線輻射兩個(gè)邊帶。其中中央天線輻射30Hz AM的載波F0調(diào)幅信號,這個(gè)信號作為基準(zhǔn)信號,也就是說,在不同時(shí)刻,不同方位上,獲得的這個(gè)信號的相位是保持恒定的。在圓周上的邊帶天線輻射F0+9960Hz、F0-9960Hz頻率信號。同時(shí),還以30轉(zhuǎn)/秒的角速率沿圓周作逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。在空間任一方位上接收的邊帶天線輻射信號不再是固定頻率的F0+9960Hz或F0-9960Hz信號,變?yōu)榫哂?80Hz最大頻偏的兩個(gè)調(diào)頻信號。這兩個(gè)信號與中央天線輻射的載波F0信號合成后,在載波F0上產(chǎn)生了另一個(gè)幅度調(diào)制,該調(diào)制信號為以9960Hz為中心,480Hz為最大頻偏,30Hz為變化頻率的調(diào)頻信號,稱之為副載波信號。
DVOR4000設(shè)備在23∶30分左右出現(xiàn)一號發(fā)射機(jī)雙監(jiān)控器方位告警并跳變,9960調(diào)制度低告警,并且調(diào)制度頻繁跳變,調(diào)頻指數(shù)跳變,畸變多項(xiàng)參數(shù)預(yù)警(如圖1)。但并未自動關(guān)機(jī)切換至二號發(fā)射機(jī)。值班人員手動切換至二號發(fā)射機(jī),各項(xiàng)參數(shù)正常,設(shè)備正常運(yùn)行。
圖1 故障現(xiàn)象
因?yàn)槎柊l(fā)射機(jī)正常工作,所有參數(shù)均正常,所以可以排除公共部分(監(jiān)視器、本地/遠(yuǎn)端通信接口、天線轉(zhuǎn)換單元、天線系統(tǒng))故障,初步判定為一號發(fā)射機(jī)故障。通過軟件“CHECK”功能對設(shè)備進(jìn)行檢查,除圖1所示告警項(xiàng)外,無不正常項(xiàng)。對于此類故障,需結(jié)合監(jiān)控軟件BITE參數(shù)可判斷故障點(diǎn)。可能造成調(diào)制度低部件包括HF功率部分、控制信號部分、發(fā)射機(jī)通路等。
1.HF功率部分的限制造成載波調(diào)制度降低,CA-100和MOD-110都有限制功能,如果它們進(jìn)入限制就會使載波的調(diào)制度過低。因此需檢查 BITE ADC-1中ACM1的值正確
2.如果從MSG-S來的控制信號不正確,會造成調(diào)制度過低。因此需檢查CSB _1_ S2,CSB_1 _ST_ 6這兩項(xiàng)參數(shù)。
3.發(fā)射機(jī)通路部分,需檢查BITE ADC-1中,ACA1 R 、ASB1 R、ASB2 R 。
4.載波電平過高會造成調(diào)制度過低,需檢查TX設(shè)置中載波功率的設(shè)置,查看ASB1、ASB2、SB1A-ST3、SB2A-ST3。
5.合成器工作超出了108-118范圍,合成器的輸出信號過低都會造成調(diào)制度過低。因此需查看MON1/2 Measurement中看上下邊帶的頻率: Upper Sideband Frequency,SBA、Lower Sideband Frequency ,SBB以及TX1/2 BITE DIGITAL中:LEVEL SB1:BFSB1、LEVEL SB2:BFSB2。
6.邊帶相位錯(cuò)誤或相位控制電壓不正常會造成調(diào)制度過低,需查看TX1/2 Adjustment中:SBA/B RF Phase和它的控制電壓。
由于設(shè)備故障時(shí),只有監(jiān)控器的參數(shù)告警,對照上述分析查看BITE參數(shù),各項(xiàng)參數(shù)均為正常值,因此排除故障時(shí)難度增加。通過維護(hù)人員仔細(xì)對比發(fā)現(xiàn)的RF PHASE MEASUREMENT數(shù)值異常跳變。并且觀察到其值在355°左右時(shí)參數(shù)恢復(fù)正常,跳變過大時(shí),9960調(diào)制度、調(diào)頻指數(shù)以及方位等會出現(xiàn)告警,因此判斷為邊帶相位錯(cuò)誤導(dǎo)致的參數(shù)告警。并且由于該類型設(shè)備服役時(shí)間長,板件老化,性能下降時(shí)調(diào)試放大板件即MOD110-P故障的概率較大,因此將故障點(diǎn)定位為MOD-110P,但因無其他可參考BITE參數(shù),無法具體定位是上邊帶MOD-110P故障還是下邊帶MOD-110P故障。
維護(hù)人員關(guān)閉設(shè)備電源,更換一號發(fā)射機(jī)上邊帶MOD-110P模塊,開機(jī)運(yùn)行,故障現(xiàn)象依舊。更換一號發(fā)射機(jī)下邊帶MOD-110P模塊對調(diào),開機(jī)運(yùn)行,此時(shí)DVOR工作正常,方位、9960調(diào)制度、調(diào)頻指數(shù)、畸變參數(shù)均正常無跳變;RF PHASE MEASUREMENT穩(wěn)定無跳變,觀察一段時(shí)間均無不正常項(xiàng),設(shè)備恢復(fù)正常。
由于DVOR4000全向信標(biāo)服役時(shí)間久,在日常運(yùn)行中難免會由于設(shè)備老化出現(xiàn)一些疑難故障。并且故障案例中無BITE參數(shù)異常,無可參考數(shù)值,增加了故障點(diǎn)定位的難度。遇到此類故障時(shí)需仔細(xì)對比各項(xiàng)BITE參數(shù),即使無告警也會造成方位、調(diào)制度等參數(shù)不正常。本文簡述了DVOR4000 MOD-110P故障的分析與判斷,希望對廣大同行在日后的維護(hù)工作中有所幫助。由于筆者水平有限,內(nèi)容略顯簡略,若文中有缺漏、不正確之處,還望大家批評指正,不甚感激。