摘  要：多普勒甚高频全向信标（DVOR）是一种得到国际公认的高精度近程相位测角导航系统，通常与测距仪（DME）合装在一起为民航飞机提供极坐标定位（ρ-θ定位）。其中INDRA AWA公司生产的DVOR VRB-52D导航设备在中国民航中应用广泛，市场占有率位于前列。文章针对国内某导航台的DVOR VRB-52D设备近场监控天线故障导致双机关机的案例，浅谈DVOR VRB-52D设备在近场监控天线故障的分析排查与应对措施。

关键词：导航系统;DVOR;监控天线;故障分析

中图分类号：TN929.5;V351.37            文献标识码：A文章编号：2096-4706（2022）01-0106-03

Abstract： Doppler Very High Frequency Omnidirectional Range （DVOR） is an internationally recognized high-precision short-range phase angle measurement navigation system. It is usually combined with Distance Measure Equipment （DME） to provide polar positioning（ρ-θ Positioning） for civil aircraft. Among them， DVOR VRB-52D navigation equipment produced by INDRA AWA company is widely used in civil aviation of China， and its market share is in the forefront. Aiming at the case that the near-field monitoring antenna failure of DVOR VRB-52D equipment in a domestic navigation station leads to the shutdown of two computers， this paper discusses the analysis， troubleshooting and countermeasures of DVOR VRB-52D equipment in the near-field monitoring antenna failure.

Keywords： guidance system; DVOR; monitoring antenna; fault analysis

0  引  言

湖北省境内的某导航台于2008年更新为Indra AWA公司生产的DVOR VRB-52D导航设备。该型号设备主要由主备两部发射机、监控系统（包括近场监控天线等）、天线系统以及供电系统组成。针对该型号的设备，DVOR发射信号的正常与否的判断，主要依据安装在距离导航台80至200米左右的近场监控天线的接收DVOR设备辐射的信号。该近场监控天线使用偶极子天线，偶极子天线接收到的信号通过馈线传输至DVOR设备的监视器，监视器对接收到的微小信号首先通过高频小信号放大器进行滤波放大，再经过解调得到两个用于定位的30 Hz基准相位信号的30 Hz可变相位信号。得到两个30 Hz低频正弦信号后，再转化为直流电平值与机内预置的电平值进行比对，判断被测参数是否超过门限值，进而决定是否发出故障告警和控制设备关断切换。

1  设备故障现象

某日，该导航台DVOR设备出现故障导致双机关机，双机均出现30 Hz基准相位告警与识别告警，如图1所示。技术人员数次尝试重启均无法正常开启该设备。

为避免设备出现保护关机的情况，将DVOR设备开机后，即刻按下设备的告警抑制按钮。在不出现关机保护的情况下对设备各参数检查，发现设备两部发射机的参数例如：载波功率、上边带功率、下边带功率、驻波比等参数均正常（一号机及二号机发射机参数分别如图2和图3所示）。

通过设备的本地控制单元（CTU）面板查看DVOR设备的监视器，发现该设备监视器的所有参数均偏低（一号机及二号机参数分别如图4和图5所示）：接收载波的电平值（Rx Carrier Level）為0.712 V，正常情况下该参数标称值为1 V;30 Hz基准相位信号电平值（30 Hz AM Level）为0.752 V，正常情况下该参数标称值为1 V;副载波信号电平值（Subcarrier Level）为0.782 V，正常情况下该参数标称值为1 V;识别信号的电平值（Ident Level）为0.2 V，正常情况下该参数标称值为3.3 V。而就在设备故障的前几天，该导航台DVOR设备刚刚完成设备定期飞行校验的基准径向校准与圆周校准，飞行校验飞机检查设备发射机参数均正常，技术人员查阅日常维护记录发现此时的所有发射机参数均与平时巡视时所记录的参数并无多大差别，且校飞完成后设备调试人员将监视器所有的参数均调整到设备手册中规定的预设标称值。

2  排故思路与故障判断

该DVOR设备的故障，由于设备出现双机告警关机现象且双机故障现象均相同，技术人员首先考虑是DVOR设备的公共部分故障，即：继电器单元、发射天线、天线分配单元、监控天线、监控信号传输电缆等双机公共部分。但也并不能排除出现设备双机不同部件同时出现故障的情况。通过检查设备发射机参数均为正常值、使用功率计测量双机的载波功率，双机均为100 W左右，因此可以初步排除两部机的发射机故障可能。为了进一步确认DVOR设备的双机发射机工作是正常的，技术人员使用导航设备配套的专用外场测试仪（PIR），在设备初装时所设定的外场测试点对该DVOR设备的发射信号进行检查。通过检查对比两次的数据发现，该DVOR设备发射信号与台站初装时信号的参数一致，说明该DVOR设备的双机发射机均工作正常。因此便将设备故障排查的重点放在DVOR设备双机的监视器或者监控天线部分。由于设备故障前几天才刚刚通过了校飞基本参数检查，且校飞完成后调试人员对设备监视器参数校准至设备手册规定的标称值，而故障前导航台经历了较强的雨雪天气，因此初步判定故障点出现在室外的监控天线部分。

3  故障验证与故障处理

在基本确定是室外近场监控天线故障后，现场技术人员爬至近场监控天线铁塔的顶部对设备近场监控天线进行检查。通过检查后发现，设备的近场监控天线与监控信号传输馈线的高频接头处出现松动情况。该DVOR设备的监控天线在此次故障前发生过一次故障，查阅故障处理记录得知该信号传输馈线在上一次故障时已整体更换新的传输馈线。经过现场检查发现新的传输馈线与监控天线存在接触不良，松脱的情况，如图6所示。

因此技术人员决定重新制作该N型金属编织网射频接头。射频接头制作完成后，重新将近场监控天线与传输馈线连接，设备开机，DVOR双机设备恢复正常。但是，在设备开启几个小时之后，依旧继续出现双机告警关机现象，而且故障现象与之前的双机故障现象完全相同。

再次出现该故障现象后，技术人员再次爬上近场监控天线平台，将监控天线所使用的偶极子天线从固定杆子上取下，使用外场测试仪的信号接收天线代替该偶极子天线与传输馈线连接，设备恢复正常，且各项参数指标均达到标称值。重新将设备原有的偶极子天线接上后，微微移动天线，设备时好时坏，且当天线固定在某一个位置时，设备正常，但略微移动则设备出现双机告警现象。

查阅设备监视器模块图纸，得知在设备的监视器射频放大与滤波单元（MRF）中，设计有自动增益控制（AGC）电路，即：监控天线的射频通路所传回的监控信号只要在一定数值范围内，均可以通过该自动增益控制（AGC）电路使得传回的监控信号维持在一个稳定的电平值。技术人员用外场测试仪天线代替偶极子天线接入设备后，发现无论外场测试仪天线的位置如何变动，无论外场测试仪天线如何抖动旋转，设备均能够正常工作，且查看监视器各参数，接收载波的电平值（Rx Carrier Level）为1.05 V;30 Hz基准相位信号电平值（30 Hz AM Level）为1.03 V;副载波信号电平值（Subcarrier Level）为1.03 V;识别信号的电平值（Ident Level）为3.1 V。所有监控器的参数均能够稳定的保持在标称值上下。因此判定故障点出现在原本的偶极子天线处，具体故障原因分析可能是由于雨雪凝露导致了偶极子天线进水，使得接收到的监控信号超出MRF的自动增益控制范围，因此DVOR设备接收到的监控信号的整体电平值偏低，无法进行进一步的解调操作，导致设备判断为双机发射机故障而告警关机。

锁定设备故障后，将该设备的偶极子天线取下，拆解打开。在正常情况下，偶极子天线线圈的两个端点应该分别连接馈线的芯线与屏蔽层，但用使用万用表测量偶极子的一个天线线圈端点与馈线芯线之间的通路时，发现两点之间呈高电阻状态（基本处于开路状态）。进一步逐级排查发现该偶极子天线的连接馈线处于断线状态。因此，将该段馈线剪下，重新焊接一段新的馈线至偶极子天线的线圈，封装完成后将该偶极子天线安装至监控天线平台，监控器的接收载波的电平值（Rx Carrier Level）为1.08 V;30 Hz基准相位信号电平值（30 Hz AM Level）为0.996 V;副载波信号电平值（Subcarrier Level）为1.06 V;识别信号的电平值（Ident Level）为3.2 V，设备恢复正常。没有再出现告警关机现象。

4  结  论

DVOR监控系统（包括监控天线，监控电缆，设备监控器等）对设备的正常运行有着非常大的影响，DVOR设备对自身工作的正常与故障的判断，很大部分来自对监控天线接收回来的信号的检测。对于DVOR设备而言，如果监控系统不能提供正确的DVOR设备监控信号，那么设备将认定发射机发出的信号不正確进而导致设备出现双机关机的情况。同时，不同于DVOR设备的发射机的双机备份机制，监视器部分特别是室外的监控天线以及监控信号传输电缆，设备厂家设计为双机共用一套。而且监控天线与监控电缆均处在室外，监控天线平时日晒雨淋，监控电缆一般从监控天线引出，通过埋地约0.8 m左右的深度接入导航台的设备机房，当导航台站周边施工时，电缆被挖断的情况时有发生。而在DVOR设备的日常维护中，设备维护人员往往只是对设备发射部分的关注较多，却忽视了设备监控部分特别是室外的监控电缆与监控天线部分。因此，在今后的设备巡视维护过程中，导航设备维护人员对于监控天线等室外单元的巡视检查应该引起的足够的重视。

参考文献：

[1] 倪玉德，卢丹，王颖，等.导航原理与系统 [M].北京：清华大学出版社，2015

[2] 郑连兴，倪玉德.DVOR VRB-51D多普勒全向信标 [M].天津：中国民航出版社，1997

[3] 陈东.DVOR设备监控电缆原因导致的设备故障分析两例 [J].中国西部科技，2011，10（17）：31-33.

[4] 叶大勇.多普勒全向信标VRB-52D典型故障分析与排除 [J].中国新通信，2014，16（3）：91.

[5] 毛一凡.多普勒全向信标监控系统研究与实现 [D].扬州：扬州大学，2020.

作者简介：郭卫明（1966.09—），男，汉族，湖北浠水人，助理工程师，研究方向：民航通信、导航、监视技术。