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摘 要：DVOR设备主要分三大部分，即双发射机部分，监控部分，天线切换单元、天馈线系统组成的公共部分，排除故障按照这三部分进行分段式检查，检查时可使用仪器仪表。监控器部分采用外场测试仪进行测试，发射机部分使用功率计测试载波及边带功率，天馈线系统使用网络分析仪对载波天线、边带天线、监控天线进行驻波比测试，并针对易损坏的公共部分板件边带调制混合器MODSBB，双发射机单元载波放大器板件CA100进行了详细的故障现象描述。
关键词：双发射机;公共部分;监控部分;边带调制混合器;载波放大器
中图分类号：V351.37 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2021）01-0065-03
Analysis on DVOR4000 Equipment Segmentation Type Typical Fault
XIAO Shan
（Chongqing Sub-bureau of Southwest Air Traffic Management Bureau of Civil Aviation of China，Chongqing 401120，China）
Abstract：DVOR equipment is mainly divided into three parts，double transmitter part，monitoring part and common part composed of antenna switching unit and antenna feeder system. Troubleshooting is carried out according to the segmented inspection of the three parts，and instruments can be used for inspection. The monitor part is tested by the field tester，the transmitter part is tested its carrier wave and sideband power by the power meter，the antenna feeder system is tested by the network analyzer for the standing wave ratio of the carrier antenna，the sideband antenna and the monitoring antenna，and do detaild failure phenomenon descriptions for the sideband modulation mixer MODSBB of the vulnerable common part panel and the dual transmitter unit carrier amplifier panel CA100.
Keywords：dual transmitter;common part;monitoring part;sideband modulation mixer;carrier amplifier
0 引 言
多普勒甚高頻全向信标（DVOR）是一种相位测角导航系统，它为飞机提供相对于DVOR台的方位信息。DVOR通常与测距机（DME）配合，可用于航路，也可布置在终端区。
本文中描述的是THALES公司生产的DVOR4000设备，该公司生产的DVOR4XXX设备在西南地区广泛使用，目前重庆地区有7套设备在使用，贵阳有1套设备在使用，成都地区在用的及更新的共有6套设备。
DVOR设备主要分三大部分，即双发射机部分，天线切换单元、天馈线系统组成的公共部分及设备的监控器部分，如图1所示。
1 监控器部分
设备的监控部分有两个功能。第一个是通过监视实际的外场信号，监测信号的变化。若检测到信号不正确，超出已编程并存储的告警门限则向控制系统发出故障信号，使得发射机切换或关闭。第二个是保证变化的环境条件与元件老化不影响监控器自身的性能。监视过程通过硬件和软件模块实现。监视参数如下：方位角、30 Hz AM的幅度调制深度、9 960 Hz AM的幅度调制深度、30 Hz FM的调频指数、载波电平、载波频率、莫尔斯编码的识别音调的可用性与正确性、所有边带天线的辐射。
对于执行监控的反应，双监控器必须配置为“或”功能或是“与”功能。监控器“或”功能是指任何一部监控器检测到告警条件就执行转换或关闭系统（关台），而与另一部监控器的结果无关。“与”功能是指仅当双监控器都检测到告警条件才转换或关闭系统（关台）。因此，对于“或”功能，一部监控器系统故障DVOR就停止工作，降低了系统的可用性，而对于“与”功能，一个监控系统故障将使故障信号能够发射出去，降低了完全性和完好性。平常设备一般采用的是“与”功能。
监控器部分分为监控天线，功分器，和两块监控器MSP板件。对于DVOR的监控天线，安装在距载波天线（中央天线）60～200 m的地方，天线为偶极子八木天线，通过预埋的同轴连接电缆馈入设备机房，根据实际需要选择衰减器再进入功分器，一分为二并传送到两个监控器，其中1号监控器的信号处理被1号监视信号处理器驱动，2号监控器被2号监视信号处理器驱动，以便按规定的控制顺序选择不同的信号，然后同处理器把信号的实测值与标称值做比较，当偏移标称值超过规定的容差门限时就会产生告警导致系统自动换机或关闭。
当设备出现故障时，通过切换机来判断是否是双发射机的故障。如果故障消失，则可以确定是单发射机故障。如不能消失，则故障的可能点在，监控部分，双发射机，或者公共部分。判定监控部分故障还是发射机故障，在有条件的情况下，可以使用外场测试仪来判定。方法是将监控器打旁路，挑选一个高于天线平台的点，利用外场测试仪来测量其常用参数，若常用参数均正常，则可以判断是监控部分故障。若发射机参数达不到所需的标准，则是发射机部分故障。监控天线的性能是否正常可以使用网分仪来测试其驻波比，若驻波比小于1.5，则表示监控天线正常。功分器分为三个端口一进二出，判断其好坏可以使用备件替换或者直接跳过功分器接3 dB衰减器直接接进一块监控板。 两块监控MSP板件可以使用对换板件或者根据使用指示灯显示使用备件板更换疑似故障板件的方式来使其恢复正常。第一个指示灯有规律地闪烁，表示监控器向LCSU/CSB发送数据，正常，如不亮则表示监控器不响应LCSU/CSB的查询访问，说明MSP-VD故障，应更换。第二个指示灯有规律地闪烁，表示LCSU/CSB查询监控器，正常。如不亮则表示LCSU/CSB不能查询监控器或不能接收数据，应更换MSP-VD或LCSU/CSB组件。第三个指示灯表示的是监视器中处理器的工作情况，常亮无闪烁如常亮表示处理器工作正常，如闪烁或不亮表示处理器停止运行了，复位后不能恢复正常更换MSP-VD。第四个指示灯是复位键，对监视器处理器进行复位，如复位后还未能正常工作，则更换MSP-VD。第五个指示灯是识别码指示，正常工作状态应为闪烁的绿灯和1 020 Hz同步，如果指示灯没有工作正常，则检查与识别码相关的板件，如表1所示。
2 公共部分
天线切换单元的功能是模拟边带天线环绕载波天线的几乎连续的轨道运动，实现边带信号混合调制与天线切换控制，并将上、下边带信号处理成边带天线所需的上、下边带奇、偶信号馈电形式，通过天线切换开关送至边带天线辐射。
天线切换单元的组成：混合信号产生器（BSG-D）;邊带调制混合器（MOD-SBB）;相位监视与控制（PMC-D）;直流电源转换器（DCC-MVD）。MOD-SBB联系着发射机板件MOD-110P以及天线切换单元板件BSG-D，在实际运行过程中，该板件故障率较高，因此重点讲解该板件。
MOD-SBB的作用是，将混合函数信号（BSG产生）对发射机中MOD-110P送出的未调制的连续波信号SB1或SB2进行调制，两个混合调制器的4个输出信号送至天线切换组建（ASM）。主要组成：3 dB耦合器Z1（90°相移）;2个RF调制器（采用环形电缆桥形式的吸收式调制器）具有末级控制原件PIN二极管CR1/3和CR2/4;真实值测量电路（CR14/15）;AGC放大器。
对于DVOR系统，它有两个相同的MOD-SBB组件，一个用于正弦混合函数和余弦混合函数对上边带（SB1）的调幅，得到正弦上边带（SB1S）和余弦上边带（SB1C）两路RF输出信号;一个用于正弦混合函数和余弦混合函数对下边带（SB2）的调幅，得到正弦下边带（SB2S）和余弦下边带（SB2C）两路RF输出信号。因此，两个MOD-SBB输出四路被调制的边带信号，它们是SB1S、SB1C、SB2S及SB2C，其实现框图如图2所示。
3 dB耦合器Z1把输入信号SB1（SB2）平分两路，并使两个输出去耦。在耦合器的0°输出端与吸收式调制器之间有一根90°电缆用于补偿RF相位，使信号保持同相，输入与输出端的阻抗都为50欧。如果在耦合器Z1输出端负载失衡，如由于衰减调制器、ASM-D组件或天线系统自身故障，则会在各个不同的输出端产生一个电压，该电压将被CR20检测到并作为一个BITE信号（MOD-1-R或MOD-2-R）。打开MOD-SBB板件，可以看到有很多焊接点，并在图3中做了标识。
将TP7断开（此为上边带LSB信号的输入），无任何跳变，同理TP8断开（此为下边带USB信号的输入），则故障现象均为Mod.Depth 9 960 Hz AM降低至17%，Mod.Depth 9 960 Hz AM标称值为30%。将TP9断开，TP9为BITE信号输出点，当板件自身和板件后级的负载动态失衡时，MOD-1_R预警，对上述故障进行归纳总结，如表2所示。
3 发射机部分
发射机部分的功能是产生、放大射频信号，载波信号的音频调制信号生成由微处理器控制，所产生的载波30 Hz调幅信号、上边带和下边带等幅波信号均送至天线切换单元。组成部分：频率合成器;载波调制器;载波放大器;边带调制器;控制耦合器;调制信号发生器-信号和控制。
CA-100是工作于108～118 MHz频率的单极RF功率放大器，其输出功率为100 W。因为是功率放大器，所以在实际运行过程中，该板件故障率较高，因此重点讲解该板件。CA-100C以平衡放大器方式工作。载波调制器MOD-110输出的调幅波馈至CA-100C，它先经过一个平衡滤波器被平衡，再馈至功放管FET VIA和VIB。功放之后的信号通过平衡滤波器与一个不平衡线相匹配，并馈至一个-30 dB耦合器K0。调幅载波从CA-100C输出后馈入RFD-1VD。当该板件故障时，软件参数会显示如图4所示的故障现象。
下文描述排故思路及过程：第一步查看监控器参数，发现主要监控参数部分全部告警，RF-Level低，且30 Hz和识别的调制度都为0，判断发射通路有故障，信号未发射出去，此时可以通过功率计来测试载波输出功率，若为0，确认无载波输出。第二步通过BITE参数来确认是哪一块板子故障。通过BITE-ADC1中预警的内容，可以判断载波通路CA100有问题（BU-MOD、BU-PH、ACM1、ACA1预警）。
4 结 论
DVOR设备维护维修过程中，这种分三段式的排查方法被证明是比较有实际使用价值的。只有分清楚是发射机故障，是公共部分故障，还是监控器故障，才不会毫无思绪且一直反复做无用功的测试，然后在这三个部分中的某一部分寻找对应的故障板件以及故障点，提高效率，使设备快速恢复正常，确保空中飞机及时获取导航设备信号。由于笔者水平有限，所写内容希望对广大同行在日后的维护维修工作有所帮助，若文中有缺漏、不正确之处，还望大家批评指正，不胜感激。
参考文献：
[1] 王成国.DVOR4000全向信标设备典型故障的探讨分析 [J].电子世界，2018（13）：87，89.
[2] 陈禹廷.THALES DVOR4000发射机主要组件及参数测量 [J].通讯世界，2016（4）：57.
[3] 王巍.ALCATEL DVOR4000天线系统调试分析 [C]//中国航空学会第七届通讯导航技术学术研讨会.北京：中国航空学会，2003：152-155.
[4] 马宇申，余建卫，程响，等.DVOR边带与副载波告警故障处理技术分析 [J].现代导航，2016，7（4）：272-275+264.
[5] 郭晓赟.THALES DVOR4000天馈系统故障分析 [J].科技资讯，2014，12（25）：26-27.
作者简介：肖山（1983—），男，汉族，湖南邵阳人，工程师，研究生，研究方向;民航导航设备的维护维修。
关键词：双发射机;公共部分;监控部分;边带调制混合器;载波放大器
中图分类号：V351.37 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2021）01-0065-03
Analysis on DVOR4000 Equipment Segmentation Type Typical Fault
XIAO Shan
（Chongqing Sub-bureau of Southwest Air Traffic Management Bureau of Civil Aviation of China，Chongqing 401120，China）
Abstract：DVOR equipment is mainly divided into three parts，double transmitter part，monitoring part and common part composed of antenna switching unit and antenna feeder system. Troubleshooting is carried out according to the segmented inspection of the three parts，and instruments can be used for inspection. The monitor part is tested by the field tester，the transmitter part is tested its carrier wave and sideband power by the power meter，the antenna feeder system is tested by the network analyzer for the standing wave ratio of the carrier antenna，the sideband antenna and the monitoring antenna，and do detaild failure phenomenon descriptions for the sideband modulation mixer MODSBB of the vulnerable common part panel and the dual transmitter unit carrier amplifier panel CA100.
Keywords：dual transmitter;common part;monitoring part;sideband modulation mixer;carrier amplifier
0 引 言
多普勒甚高頻全向信标（DVOR）是一种相位测角导航系统，它为飞机提供相对于DVOR台的方位信息。DVOR通常与测距机（DME）配合，可用于航路，也可布置在终端区。
本文中描述的是THALES公司生产的DVOR4000设备，该公司生产的DVOR4XXX设备在西南地区广泛使用，目前重庆地区有7套设备在使用，贵阳有1套设备在使用，成都地区在用的及更新的共有6套设备。
DVOR设备主要分三大部分，即双发射机部分，天线切换单元、天馈线系统组成的公共部分及设备的监控器部分，如图1所示。
1 监控器部分
设备的监控部分有两个功能。第一个是通过监视实际的外场信号，监测信号的变化。若检测到信号不正确，超出已编程并存储的告警门限则向控制系统发出故障信号，使得发射机切换或关闭。第二个是保证变化的环境条件与元件老化不影响监控器自身的性能。监视过程通过硬件和软件模块实现。监视参数如下：方位角、30 Hz AM的幅度调制深度、9 960 Hz AM的幅度调制深度、30 Hz FM的调频指数、载波电平、载波频率、莫尔斯编码的识别音调的可用性与正确性、所有边带天线的辐射。
对于执行监控的反应，双监控器必须配置为“或”功能或是“与”功能。监控器“或”功能是指任何一部监控器检测到告警条件就执行转换或关闭系统（关台），而与另一部监控器的结果无关。“与”功能是指仅当双监控器都检测到告警条件才转换或关闭系统（关台）。因此，对于“或”功能，一部监控器系统故障DVOR就停止工作，降低了系统的可用性，而对于“与”功能，一个监控系统故障将使故障信号能够发射出去，降低了完全性和完好性。平常设备一般采用的是“与”功能。
监控器部分分为监控天线，功分器，和两块监控器MSP板件。对于DVOR的监控天线，安装在距载波天线（中央天线）60～200 m的地方，天线为偶极子八木天线，通过预埋的同轴连接电缆馈入设备机房，根据实际需要选择衰减器再进入功分器，一分为二并传送到两个监控器，其中1号监控器的信号处理被1号监视信号处理器驱动，2号监控器被2号监视信号处理器驱动，以便按规定的控制顺序选择不同的信号，然后同处理器把信号的实测值与标称值做比较，当偏移标称值超过规定的容差门限时就会产生告警导致系统自动换机或关闭。
当设备出现故障时，通过切换机来判断是否是双发射机的故障。如果故障消失，则可以确定是单发射机故障。如不能消失，则故障的可能点在，监控部分，双发射机，或者公共部分。判定监控部分故障还是发射机故障，在有条件的情况下，可以使用外场测试仪来判定。方法是将监控器打旁路，挑选一个高于天线平台的点，利用外场测试仪来测量其常用参数，若常用参数均正常，则可以判断是监控部分故障。若发射机参数达不到所需的标准，则是发射机部分故障。监控天线的性能是否正常可以使用网分仪来测试其驻波比，若驻波比小于1.5，则表示监控天线正常。功分器分为三个端口一进二出，判断其好坏可以使用备件替换或者直接跳过功分器接3 dB衰减器直接接进一块监控板。 两块监控MSP板件可以使用对换板件或者根据使用指示灯显示使用备件板更换疑似故障板件的方式来使其恢复正常。第一个指示灯有规律地闪烁，表示监控器向LCSU/CSB发送数据，正常，如不亮则表示监控器不响应LCSU/CSB的查询访问，说明MSP-VD故障，应更换。第二个指示灯有规律地闪烁，表示LCSU/CSB查询监控器，正常。如不亮则表示LCSU/CSB不能查询监控器或不能接收数据，应更换MSP-VD或LCSU/CSB组件。第三个指示灯表示的是监视器中处理器的工作情况，常亮无闪烁如常亮表示处理器工作正常，如闪烁或不亮表示处理器停止运行了，复位后不能恢复正常更换MSP-VD。第四个指示灯是复位键，对监视器处理器进行复位，如复位后还未能正常工作，则更换MSP-VD。第五个指示灯是识别码指示，正常工作状态应为闪烁的绿灯和1 020 Hz同步，如果指示灯没有工作正常，则检查与识别码相关的板件，如表1所示。
2 公共部分
天线切换单元的功能是模拟边带天线环绕载波天线的几乎连续的轨道运动，实现边带信号混合调制与天线切换控制，并将上、下边带信号处理成边带天线所需的上、下边带奇、偶信号馈电形式，通过天线切换开关送至边带天线辐射。
天线切换单元的组成：混合信号产生器（BSG-D）;邊带调制混合器（MOD-SBB）;相位监视与控制（PMC-D）;直流电源转换器（DCC-MVD）。MOD-SBB联系着发射机板件MOD-110P以及天线切换单元板件BSG-D，在实际运行过程中，该板件故障率较高，因此重点讲解该板件。
MOD-SBB的作用是，将混合函数信号（BSG产生）对发射机中MOD-110P送出的未调制的连续波信号SB1或SB2进行调制，两个混合调制器的4个输出信号送至天线切换组建（ASM）。主要组成：3 dB耦合器Z1（90°相移）;2个RF调制器（采用环形电缆桥形式的吸收式调制器）具有末级控制原件PIN二极管CR1/3和CR2/4;真实值测量电路（CR14/15）;AGC放大器。
对于DVOR系统，它有两个相同的MOD-SBB组件，一个用于正弦混合函数和余弦混合函数对上边带（SB1）的调幅，得到正弦上边带（SB1S）和余弦上边带（SB1C）两路RF输出信号;一个用于正弦混合函数和余弦混合函数对下边带（SB2）的调幅，得到正弦下边带（SB2S）和余弦下边带（SB2C）两路RF输出信号。因此，两个MOD-SBB输出四路被调制的边带信号，它们是SB1S、SB1C、SB2S及SB2C，其实现框图如图2所示。
3 dB耦合器Z1把输入信号SB1（SB2）平分两路，并使两个输出去耦。在耦合器的0°输出端与吸收式调制器之间有一根90°电缆用于补偿RF相位，使信号保持同相，输入与输出端的阻抗都为50欧。如果在耦合器Z1输出端负载失衡，如由于衰减调制器、ASM-D组件或天线系统自身故障，则会在各个不同的输出端产生一个电压，该电压将被CR20检测到并作为一个BITE信号（MOD-1-R或MOD-2-R）。打开MOD-SBB板件，可以看到有很多焊接点，并在图3中做了标识。
将TP7断开（此为上边带LSB信号的输入），无任何跳变，同理TP8断开（此为下边带USB信号的输入），则故障现象均为Mod.Depth 9 960 Hz AM降低至17%，Mod.Depth 9 960 Hz AM标称值为30%。将TP9断开，TP9为BITE信号输出点，当板件自身和板件后级的负载动态失衡时，MOD-1_R预警，对上述故障进行归纳总结，如表2所示。
3 发射机部分
发射机部分的功能是产生、放大射频信号，载波信号的音频调制信号生成由微处理器控制，所产生的载波30 Hz调幅信号、上边带和下边带等幅波信号均送至天线切换单元。组成部分：频率合成器;载波调制器;载波放大器;边带调制器;控制耦合器;调制信号发生器-信号和控制。
CA-100是工作于108～118 MHz频率的单极RF功率放大器，其输出功率为100 W。因为是功率放大器，所以在实际运行过程中，该板件故障率较高，因此重点讲解该板件。CA-100C以平衡放大器方式工作。载波调制器MOD-110输出的调幅波馈至CA-100C，它先经过一个平衡滤波器被平衡，再馈至功放管FET VIA和VIB。功放之后的信号通过平衡滤波器与一个不平衡线相匹配，并馈至一个-30 dB耦合器K0。调幅载波从CA-100C输出后馈入RFD-1VD。当该板件故障时，软件参数会显示如图4所示的故障现象。
下文描述排故思路及过程：第一步查看监控器参数，发现主要监控参数部分全部告警，RF-Level低，且30 Hz和识别的调制度都为0，判断发射通路有故障，信号未发射出去，此时可以通过功率计来测试载波输出功率，若为0，确认无载波输出。第二步通过BITE参数来确认是哪一块板子故障。通过BITE-ADC1中预警的内容，可以判断载波通路CA100有问题（BU-MOD、BU-PH、ACM1、ACA1预警）。
4 结 论
DVOR设备维护维修过程中，这种分三段式的排查方法被证明是比较有实际使用价值的。只有分清楚是发射机故障，是公共部分故障，还是监控器故障，才不会毫无思绪且一直反复做无用功的测试，然后在这三个部分中的某一部分寻找对应的故障板件以及故障点，提高效率，使设备快速恢复正常，确保空中飞机及时获取导航设备信号。由于笔者水平有限，所写内容希望对广大同行在日后的维护维修工作有所帮助，若文中有缺漏、不正确之处，还望大家批评指正，不胜感激。
参考文献：
[1] 王成国.DVOR4000全向信标设备典型故障的探讨分析 [J].电子世界，2018（13）：87，89.
[2] 陈禹廷.THALES DVOR4000发射机主要组件及参数测量 [J].通讯世界，2016（4）：57.
[3] 王巍.ALCATEL DVOR4000天线系统调试分析 [C]//中国航空学会第七届通讯导航技术学术研讨会.北京：中国航空学会，2003：152-155.
[4] 马宇申，余建卫，程响，等.DVOR边带与副载波告警故障处理技术分析 [J].现代导航，2016，7（4）：272-275+264.
[5] 郭晓赟.THALES DVOR4000天馈系统故障分析 [J].科技资讯，2014，12（25）：26-27.
作者简介：肖山（1983—），男，汉族，湖南邵阳人，工程师，研究生，研究方向;民航导航设备的维护维修。