任福東

摘 要：本文通過2019年1月大虎山DVOR432設(shè)備的安裝過程，從天線安裝、設(shè)備連接、天線匹配調(diào)整、參數(shù)調(diào)整、外場測試等幾方面介紹了DVOR432設(shè)備的安裝全過程，對(duì)同類型的全向信標(biāo)設(shè)備的安裝調(diào)試具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：DVOR432；天線匹配調(diào)整；監(jiān)控器校準(zhǔn)

中圖分類號(hào)：TQ3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）11-0075-03

0 引言

目前中國民航常用的無線電導(dǎo)航定位方法可分為測角導(dǎo)航和測距導(dǎo)航。測角導(dǎo)航就是為飛機(jī)提供一個(gè)水平方位角的引導(dǎo)。地面臺(tái)站向空中輻射無線電信號(hào)，飛機(jī)接到信號(hào)后，經(jīng)過分析和處理，得到相對(duì)于基準(zhǔn)方位的方位角。甚高頻全向信標(biāo)VHF Omni-Range（以下簡稱VOR）就是測角導(dǎo)航設(shè)備中的一種。測距儀Distance Measuring Equipment（以下簡稱DME）為測距導(dǎo)航設(shè)備，與VOR配合使用可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)導(dǎo)航方式。

1 多普勒全向信標(biāo)

目前國內(nèi)使用的VOR中，絕大多數(shù)為多普勒甚高頻全向信標(biāo)Doppler VHF Omni-Range（以下簡稱DVOR），其采用多普勒效應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)飛機(jī)相對(duì)DVOR臺(tái)站方位角的獲取。與CVOR相比，DVOR設(shè)備信號(hào)精度更高，受場地影響更小。

2 設(shè)備安裝

本次大虎山設(shè)備屬于更新，原址重建，故不涉及選址問題。

2.1 場地要求

參考《民用航空通信導(dǎo)航監(jiān)視臺(tái)（站）設(shè)置場地規(guī)范第1部分：導(dǎo)航》中多普勒全向信標(biāo)場地要求：

以多普勒全向信標(biāo)天線基礎(chǔ)中心為基準(zhǔn)點(diǎn)，以天線反射網(wǎng)平面為基準(zhǔn)面，半徑100米以內(nèi)不應(yīng)有超出基準(zhǔn)面高度的任何障礙物；半徑200米以內(nèi)不應(yīng)有超出基準(zhǔn)面高度的公路、建筑物、堤壩、山丘等障礙物；半徑100米到200米的樹木相對(duì)于基準(zhǔn)面的垂直張角應(yīng)不超過1.5度，水平張角應(yīng)不超過7度；半徑200米到300米的障礙物相對(duì)于基準(zhǔn)面的垂直張角應(yīng)不超過1.5度，水平張角應(yīng)不超過10度；半徑300米以內(nèi)不應(yīng)有超出基準(zhǔn)面高度的鐵路；半徑300米以外的障礙物相對(duì)于基準(zhǔn)面的垂直張角應(yīng)不超過2.5度。以多普勒全向信標(biāo)天線基礎(chǔ)中心為基準(zhǔn)點(diǎn)，以天線反射網(wǎng)平面為基準(zhǔn)面，半徑200米以內(nèi)不應(yīng)有超出基準(zhǔn)面高度的35KV及以上的高壓輸電線，半徑500米以內(nèi)不應(yīng)有超出基準(zhǔn)面高度的110KV及以上的高壓輸電線。

2.2 天線立柱的調(diào)校

天線安裝前檢查地網(wǎng)的情況，包括牢固程度、起伏程度、天線環(huán)形導(dǎo)軌的曲率等。使用指南針，將1號(hào)天線和中央天線之間的連線對(duì)準(zhǔn)磁北，將全站儀的水平角度測量基準(zhǔn)設(shè)置到1號(hào)邊帶天線后，進(jìn)行后續(xù)測量，如圖1所示。對(duì)其他天線的測量，均以1號(hào)天線為基準(zhǔn)，角度偏移量為7.5度的整倍數(shù)值（對(duì)應(yīng)于48根邊帶天線），通過調(diào)整天線立柱高度、豎直狀態(tài)、左右切向位移、前后位移等，確保天線立柱在豎直、高度、半徑、方位角等方面滿足工藝質(zhì)量要求。天線立柱調(diào)整完成后，應(yīng)緊固螺栓，確保位置不再發(fā)生變化。

2.3 天線安裝

邊帶天線饋電電纜敷設(shè)前，應(yīng)在開闊地將所有電纜展開，電纜連接頭做防塵防水保護(hù)，靜置半天，以確保電纜的物理和電氣參數(shù)穩(wěn)定。期間，檢查電纜，確認(rèn)無損傷。在敷設(shè)過程中應(yīng)注意電纜的保護(hù)和清潔。

將49個(gè)天線用滑輪吊到地網(wǎng)上方，依次在48個(gè)邊帶天線和中央天線立柱邊上放好，檢查天線體有無損壞、開焊、電容片松動(dòng)等情況。

如圖2所示，安裝邊帶天線時(shí)，從1號(hào)開始，然后逆時(shí)針順序安裝2-48號(hào)天線，利用水平尺保證每根天線水平，讓天線振子的方位標(biāo)志對(duì)準(zhǔn)中央天線。

Ca和Ctr位置如圖3所示，先進(jìn)行邊帶天線的預(yù)調(diào)，天線振子內(nèi)的CA電容片共是兩對(duì)，按照?qǐng)D4找出設(shè)備頻率對(duì)應(yīng)的間距，本次安裝大虎山導(dǎo)航臺(tái)DVOR設(shè)備的頻率是116.5MHz，將電容片的間距調(diào)整到9.5毫米，在調(diào)整時(shí)每對(duì)電容片的中心線不能偏離天線的對(duì)分徑向線；CTr電容在天線振子的中央，預(yù)置時(shí)先將CTr逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底，再按照?qǐng)D中對(duì)應(yīng)關(guān)系將CTr順時(shí)針旋轉(zhuǎn)10圈。

天線陣子調(diào)整完畢后，在所有天線振子除去天線罩的情況下，要保證所有振子的頂部都處在同一平面內(nèi)，每個(gè)邊帶天線的方位標(biāo)志要對(duì)準(zhǔn)中央天線。

2.4 監(jiān)視天線安裝

監(jiān)控天線安裝的方位可以任意選擇，要注意的是天線距中央天線的距離要控制在60-200米之間，監(jiān)控天線的高度要超出地網(wǎng)面至少1.3米，由于存在近場效應(yīng)，一般都裝在80米以外。方位一般避開磁北方位±10度的扇區(qū)范圍。此次大虎山設(shè)備更新監(jiān)控天線還是安在原來位置，重新做了基礎(chǔ)，安裝了監(jiān)控天線，距離中央天線80米左右，要確保立柱牢靠，斜拉繩松緊適度。電纜扎綁在支撐桿上，為防止雷擊竄擾，需在下面盤一至二圈，直徑在60公分左右，之后再通過埋設(shè)的保護(hù)管進(jìn)入機(jī)房。

3 設(shè)備調(diào)試

3.1 開機(jī)前準(zhǔn)備

把機(jī)柜水平放在設(shè)計(jì)好的位置上，可靠牢固，無傾斜，周圍預(yù)留操作空間，便于內(nèi)部安裝和維護(hù)。開始連接電纜：機(jī)柜電源線，從機(jī)柜到PDSU的時(shí)序控制線和射頻電纜，DVOR和DME識(shí)別碼聯(lián)機(jī)線，從LCP連到電腦的控制線全部連接。這次接線全部走的橋架，比較美觀。做好地線，接避雷器。

拆開設(shè)備后，需要拿掉起保護(hù)作用的兩塊鐵板，每塊板件都使勁往里按一按，保證不會(huì)因?yàn)殚L途運(yùn)輸而松動(dòng)。

開機(jī)前檢查幾個(gè)比較重要的開關(guān)和跳線：

MSG-C上X7閉合，表示備份電池可用；打開狀態(tài)，備份電池關(guān)閉不能用。

MSP上X7閉合，ram由電池緩沖；打開，ram沒有電池緩沖，關(guān)機(jī)后ram數(shù)據(jù)丟失。

LCP上的X36是電池備份開關(guān)，閉合則電池啟用。

CSL上X18閉合，過放電保護(hù)，X19、X20、X21閉合，分別代表電池在1.7V，1.8V，1.875V時(shí)，停止供電。

進(jìn)行上述操作后，將PC連接到LCSU前面板的RS232接口，ACC單元上的BCPS電源開關(guān)放到“ON”位；閉合電瓶保險(xiǎn)開關(guān)；PMM上的TX1、TX2開關(guān)放到“ON”位。經(jīng)過一段時(shí)間后，燈測試結(jié)束，設(shè)備初始化成功后，使用PC中的控制軟件登錄設(shè)備。

3.2 天線振子電器特性的匹配調(diào)整

調(diào)節(jié)天線匹配，必須加電測，所有天線都要懸空，不然的話，相鄰邊帶天線之間的影響太明顯。具體方法就是，在發(fā)射機(jī)設(shè)置中將載波功率、上下邊帶功率都設(shè)置成0，Set Antenna for Single Step選擇“No Rotation At 50”使邊帶天線停止旋轉(zhuǎn)，讓每根邊帶天線都在PDSU中接入假負(fù)載，如圖5所示。

使用網(wǎng)絡(luò)分析儀，設(shè)定頻率116.5MHz，帶寬10MHz，使用S11模式，從1號(hào)邊帶天線開始測量回波損耗，具體調(diào)整方法：

Ca決定整個(gè)波形的波谷位置，最好的形狀是讓波谷正好處在116.5MHz的頻率上，如果波谷在中心頻率的左邊，就需要將Ca往外擴(kuò)，來增大電容片之間的間距，讓波谷向右，正好在中心頻率上；反之，如果波谷在中心頻率右邊，就要將Ca往里縮。注意，Ca的調(diào)整需要成對(duì)調(diào)整，比如左邊的向外擴(kuò)半圈，右邊的也要相應(yīng)地向外擴(kuò)半圈。

Ctr決定波形的鋒利程度，也影響波谷的位置。如果波形過于鋒利，一旦頻率有偏移，回波損耗會(huì)變化很大，所以需要將Ctr向外擰，波形就會(huì)變得平緩，但是在向外擰的同時(shí)，也會(huì)讓波谷出現(xiàn)移動(dòng)。

反復(fù)調(diào)整電容Ca、Ctr，這個(gè)過程需要有耐心，往往一根邊帶天線需要調(diào)整好幾次。在調(diào)整過程中，每次測量都必須將天線罩蓋上，調(diào)試人員應(yīng)離天線7米以外。最后讓波形左右對(duì)稱，波谷處于中心頻率上，不要過于鋒利，如圖6所示，查看網(wǎng)絡(luò)分析儀左上方的回波損耗，并依此記錄下數(shù)值。正常各邊帶都要優(yōu)于-25dB，最好每個(gè)邊帶都差不多，比如都在30dB左右，中央天線要優(yōu)于-30dB，一般都能保證到-35dB。第一次調(diào)整完，還得從頭回去挨個(gè)看一遍，尤其前幾個(gè)天線，由于有調(diào)整，互相影響，波谷和回波損耗都會(huì)有變化，需要再作調(diào)整。

3.3 設(shè)備參數(shù)預(yù)設(shè)

開機(jī)后，設(shè)置臺(tái)站信息選擇DVOR，100W，48邊帶天線，將識(shí)別碼，信標(biāo)設(shè)備的頻率依此輸入。

然后進(jìn)行發(fā)射機(jī)設(shè)置，如圖7所示，進(jìn)入Tx Adjustment 設(shè)置載波功率75W，上下邊帶功率25%，混合函數(shù)波形都是40%，30Hz AM調(diào)制度30%，1020Hz調(diào)制度10%。

用功率計(jì)測量載波功率，此時(shí)發(fā)射機(jī)設(shè)置載波功率75W，如果功率計(jì)顯示有偏差，就要對(duì)CCP后面的X16，進(jìn)行調(diào)節(jié)，使功率計(jì)和發(fā)射機(jī)設(shè)置中顯示相同。這里還有一點(diǎn)注意需要提醒，如果CCP板故障，更換后，功率會(huì)發(fā)生改變，也要對(duì)X16進(jìn)行重新調(diào)整。

DVOR432開啟備機(jī)時(shí)，邊帶功率會(huì)經(jīng)過兩個(gè)衰減器，所以測量邊帶功率時(shí)，比4000設(shè)備容易一些，如果需要測量2號(hào)機(jī)的邊帶功率，就開啟開雙機(jī)，1號(hào)機(jī)接天線，在衰減器上連接吸收式功率計(jì)，那么就能直接測出2號(hào)機(jī)的邊帶功率。這一步主要是調(diào)節(jié)邊帶功率，使上下邊帶功率相等，這個(gè)調(diào)整不是線性的，為了讓上下邊帶功率相等，發(fā)射機(jī)設(shè)置中有可能出現(xiàn)兩個(gè)邊帶百分比不同的情況，最后以功率計(jì)讀數(shù)相同為準(zhǔn)。這項(xiàng)設(shè)置好之后，再調(diào)整邊帶功率就要將上下邊帶統(tǒng)調(diào)，在SB Level Mulltiplier中輸入百分比。

調(diào)整4個(gè)混合函數(shù)，BSG上的a24，a25，c24，c25分別對(duì)應(yīng)上邊帶奇，上邊帶偶，下邊帶奇，下邊帶偶，連接示波器，測量峰峰值，在發(fā)射機(jī)設(shè)置中進(jìn)行調(diào)節(jié)，使4個(gè)混合函數(shù)在示波器上的峰峰值讀數(shù)相同。設(shè)置好之后，如果再調(diào)節(jié)混合函數(shù)就要進(jìn)行統(tǒng)調(diào)，在Blending Levels Adjustment中輸入百分比。

3.4 外場測試粗調(diào)

再將線重新檢查一下，就可以進(jìn)行外場測試了，定向要求至少200米以外，正常是越遠(yuǎn)越好，本次大虎山安裝遠(yuǎn)處有一個(gè)山頭，比較適合做外場測試。觀察外場測試儀的讀數(shù)。外場測試最主要是確定相位，之后將“SBA RF PHASE”改變，獲得9960Hz調(diào)制度最大值。其他的看一看30Hz AM是否30%，識(shí)別信號(hào)調(diào)制度是否10%，不是的話就調(diào)成標(biāo)準(zhǔn)值。

4 結(jié)語

以上就是大虎山導(dǎo)航臺(tái)DVOR432設(shè)備更新的安裝過程，下一步就是等待設(shè)備的初裝校驗(yàn)了，在飛行校驗(yàn)后，需要根據(jù)校飛結(jié)果對(duì)監(jiān)控器進(jìn)行校準(zhǔn)。因?yàn)楸敬伟惭b是原址重建，所以不涉及選址問題，掌握安裝和調(diào)試方法后，可以提高設(shè)備的安裝速度，提升安裝質(zhì)量。