李詩千民航西南地區(qū)空中交通管理局重慶分局

DVOR-4000型全向信標(biāo)設(shè)備告警分析一例An example of warning analysis of DVOR-4000 type VOR

李詩千
民航西南地區(qū)空中交通管理局重慶分局

本文通過一起實(shí)例對(duì)DVOR-4000型全向信標(biāo)設(shè)備的Distortion on det.USB-LSB參數(shù)告警進(jìn)行了分析，在告警排查過程中發(fā)現(xiàn)不同批次的邊帶調(diào)制器（MOD-SBB）組件存在性能差異，并提出了針對(duì)性的建議。

DVOR-4000；全向信標(biāo)；MOD-SBB；Distortion

1 引言

DVOR-4000型全向信標(biāo)設(shè)備是意大利Alcatel公司（2007年被THALES公司收購）生產(chǎn)的一種中短程導(dǎo)航設(shè)備，自1990年代后期開始進(jìn)入我國并大量使用。最早一批投產(chǎn)的DVOR-4000設(shè)備已有15年以上的運(yùn)行時(shí)間，已進(jìn)入設(shè)備生命周期的最后階段即損耗故障期，設(shè)備經(jīng)長時(shí)間的持續(xù)運(yùn)行，逐漸出現(xiàn)老化，故障也隨之增多。筆者所在單位有一套2000年投產(chǎn)的DVOR-4000設(shè)備，近期出現(xiàn)一起參數(shù)告警，經(jīng)排查，也是由于設(shè)備老化性能下降所致，且在告警排查的過程中，發(fā)現(xiàn)不同批次的邊帶調(diào)制器（MODSBB）組件存在性能差異。在此通過案例分析的形式，與廣大讀者分享。

2 案例分析

2.1 告警現(xiàn)象

DVOR-4000設(shè)備監(jiān)控軟件出現(xiàn)告警，Distortion on det.USBLSB參數(shù)從正常值30%左右突然上升至90%以上，有時(shí)達(dá)到-90%，其他參數(shù)正常無告警。切換通道后，告警現(xiàn)象依舊。

2.2 Distortion on det.USB-LSB參數(shù)的意義

Distortion on det.USB-LSB參數(shù)的意義是上邊帶信號(hào)減去下邊帶信號(hào)的檢測信號(hào)失真，也就是邊帶信號(hào)差失真，其標(biāo)稱值范圍是0-99.9%。參數(shù)設(shè)置根據(jù)各套設(shè)備的具體情況設(shè)置上限，本文中設(shè)備此參數(shù)告警門限設(shè)置為40%。

Distortion on det.USB-LSB信號(hào)產(chǎn)生于PMC-D板9960HZmonitoring SB1和9960HZmonitoring SB2，該兩路信號(hào)送至BSG-D板邊帶天線監(jiān)視電路，經(jīng)處理后，送至監(jiān)控板MSP-VD，最終在監(jiān)控軟件中讀取數(shù)值。

圖1為PMC-D板的原理圖。發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的CSB、SB1、SB2信號(hào)通過RFD組件饋入PMC-D，其中CSB被饋入中央天線A51，SB1、SB2分別通過環(huán)流器Z1、Z5加入邊帶調(diào)制器（MOD-SBB），Z3的正向端耦合的SB1信號(hào)經(jīng)過Z8均分后，分別到達(dá)混頻器Z9、Z10。Z3的反向耦合端的信號(hào)饋至混頻器Z9，該信號(hào)包括邊帶天線反射的SB1信號(hào)以及由載波天線輻射并被邊帶天線接收的載波，它們與從Z8來的SB1信號(hào)在Z9中混頻，Z9便輸出9960HZ的差頻信號(hào)。混頻器Z7輸出的9960HZ差頻信號(hào)與Z9的輸出信號(hào)的形成過程是類似的。

圖1 PMC-D組件框圖

在BSG-D板件中，9960HZmonitoring SB1和9960HZmonitoring SB2信號(hào)經(jīng)整流濾波變?yōu)橹绷?，加于差?dòng)放大器，差動(dòng)放大器的輸出再經(jīng)濾波器濾波，即形成邊帶天線監(jiān)控信號(hào)SBMON。如果所有的邊帶天線工作正常，則SBMON將是一個(gè)很小的直流；如果一個(gè)或多個(gè)邊帶天線發(fā)生故障，則差動(dòng)放大器的輸出就是一個(gè)周期為30Hz的矩形脈沖信號(hào)，它包含30Hz、60Hz、90Hz、120Hz、150Hz等諧波分量，該信號(hào)（即SBMON信號(hào)）送至監(jiān)視信號(hào)處理器（MSP-VD）組件，處理器對(duì)信號(hào)的各次諧波分量進(jìn)行評(píng)判，如果一個(gè)濾波分量超出門限，則將導(dǎo)致相應(yīng)的BITE告警。

2.3 排查過程

根據(jù)上述Distortion on det.USB-LSB參數(shù)的含義分析，Distortion on det.USB-LSB參數(shù)過大甚至出現(xiàn)負(fù)數(shù)，且雙機(jī)都出現(xiàn)告警，可初步確定可能的故障點(diǎn)在公共部分，即ASU機(jī)柜及天饋部分。參考以往設(shè)備維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，首先考慮是否有邊帶天線發(fā)生故障。按照單個(gè)邊帶天線故障排查方法，使用單個(gè)邊帶RF測試程序，對(duì)50根邊帶天線進(jìn)行逐個(gè)測試。經(jīng)測試，每個(gè)邊帶天線的RF-LEVEL值在3%-9%之間，且變化較為連續(xù)，未出現(xiàn)零值。進(jìn)而使用天線測試儀逐個(gè)測試邊帶天線的駐波比，駐波比數(shù)據(jù)集中在1.04-1.07之間，未出現(xiàn)異常。從而確認(rèn)天饋系統(tǒng)工作正常，排除了邊帶天線故障的可能性。

在確認(rèn)天饋系統(tǒng)正常后，公共部分還包括ASU機(jī)柜，有MODSBB、ASM等若干板件，這些板件故障也可能導(dǎo)致Distortion on det. USB-LSB參數(shù)出現(xiàn)惡化。為進(jìn)一步定位故障點(diǎn)，對(duì)MOD-SBB輸出信號(hào)進(jìn)行了測量。經(jīng)測量，上下邊帶的SIN及COS信號(hào)輸出波形如下：

圖2 a，上邊帶SIN測量波形；

b，上邊帶COS/下邊帶SIN/下邊帶COS測量波形

如圖2所示，正常狀態(tài)下上/下邊帶SIN/COS輸出波形都應(yīng)如圖2b所示，波形幅度為7V左右。實(shí)測上邊帶SIN輸出波形出現(xiàn)了異常，波形出現(xiàn)“削底”，“削底”部分的幅度在2V左右。為確認(rèn)“削底”現(xiàn)象是由調(diào)制信號(hào)造成還是由MOD-SBB自身造成，進(jìn)一步對(duì)混合函數(shù)波形進(jìn)行了測量。經(jīng)檢測，混合函數(shù)波形均正常，因此可判斷上邊帶MOD-SBB板出現(xiàn)性能下降，無法產(chǎn)生正確的邊帶信號(hào)。因上邊帶信號(hào)異常，導(dǎo)致邊帶信號(hào)差失真較大，從而引發(fā)Distortion on det.USB-LSB參數(shù)告警。

在更換相應(yīng)的MOD-SBB備件后，Distortion on det.USB-LSB參數(shù)告警消失，上邊帶SIN輸出波形“削底”現(xiàn)象消失，設(shè)備恢復(fù)正常。

2.4 注意事項(xiàng)

在告警排查過程中，我們發(fā)現(xiàn)，不同批次的MOD-SBB板性能略有不同。在相同輸入功率條件下，經(jīng)不同MOD-SBB板調(diào)制后的邊帶輸出功率也略有差異。本文所述設(shè)備為2000年投產(chǎn)設(shè)備，MOD-SBB板批次較早，正常工作時(shí)邊帶輸出信號(hào)電平為7V左右。在更換備件時(shí)，部分MOD-SBB備件為2010年生產(chǎn)的，換上后輸出功率電平只有5V，且波形出現(xiàn)“削頂”。增加邊帶功率后，可達(dá)到7V，且“削頂”現(xiàn)象消失。經(jīng)對(duì)比，2010年批次的MOD-SBB板發(fā)熱量較大，工作一段時(shí)間后板件溫度上升較快，而2000年批次的MOD-SBB板發(fā)熱量非常小。筆者所在單位曾于2011年新建2套DVOR-4000設(shè)備，經(jīng)現(xiàn)場檢測，此2套設(shè)備的4塊MOD-SBB板也存在發(fā)熱量大問題。由此可見，較早批次的MOD-SBB板調(diào)制效率更高，而新批次的MOD-SBB調(diào)整效率較低，大量功率都消耗在了板件自身上。因此，不同批次的MOD-SBB板在相互替換時(shí)需注意輸出功率是否相同。

3 結(jié)論及建議

通過對(duì)一起DVOR-4000設(shè)備Distortion on det.USB-LSB參數(shù)告警的分析及排查，我們得出解決此類告警問題的思路及方法，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了不同批次MOD-SBB板的性能差異。建議在對(duì)DVOR-4000設(shè)備MOD-SBB板進(jìn)行更換時(shí)，注意MOD-SBB板的生產(chǎn)批次信息，并增加對(duì)邊帶調(diào)制信號(hào)波形的測量，確保上下邊帶功率保持一致。

[1]DVOR-4000 VHF Omnidirectional Radio Range Doppler TechnicalManual,Thales ATM,2007.