李诗千民航西南地区空中交通管理局重庆分局
DVOR-4000型全向信标设备告警分析一例An example of warning analysis of DVOR-4000 type VOR
李诗千
民航西南地区空中交通管理局重庆分局
本文通过一起实例对DVOR-4000型全向信标设备的Distortion on det.USB-LSB参数告警进行了分析，在告警排查过程中发现不同批次的边带调制器（MOD-SBB）组件存在性能差异，并提出了针对性的建议。
DVOR-4000；全向信标；MOD-SBB；Distortion
1 引言
DVOR-4000型全向信标设备是意大利Alcatel公司（2007年被THALES公司收购）生产的一种中短程导航设备，自1990年代后期开始进入我国并大量使用。最早一批投产的DVOR-4000设备已有15年以上的运行时间，已进入设备生命周期的最后阶段即损耗故障期，设备经长时间的持续运行，逐渐出现老化，故障也随之增多。笔者所在单位有一套2000年投产的DVOR-4000设备，近期出现一起参数告警，经排查，也是由于设备老化性能下降所致，且在告警排查的过程中，发现不同批次的边带调制器（MODSBB）组件存在性能差异。在此通过案例分析的形式，与广大读者分享。
2 案例分析
2.1 告警现象
DVOR-4000设备监控软件出现告警，Distortion on det.USBLSB参数从正常值30%左右突然上升至90%以上，有时达到-90%，其他参数正常无告警。切换通道后，告警现象依旧。
2.2 Distortion on det.USB-LSB参数的意义
Distortion on det.USB-LSB参数的意义是上边带信号减去下边带信号的检测信号失真，也就是边带信号差失真，其标称值范围是0-99.9%。参数设置根据各套设备的具体情况设置上限，本文中设备此参数告警门限设置为40%。
Distortion on det.USB-LSB信号产生于PMC-D板9960HZmonitoring SB1和9960HZmonitoring SB2，该两路信号送至BSG-D板边带天线监视电路，经处理后，送至监控板MSP-VD，最终在监控软件中读取数值。
图1为PMC-D板的原理图。发射机产生的CSB、SB1、SB2信号通过RFD组件馈入PMC-D，其中CSB被馈入中央天线A51，SB1、SB2分别通过环流器Z1、Z5加入边带调制器（MOD-SBB），Z3的正向端耦合的SB1信号经过Z8均分后，分别到达混频器Z9、Z10。Z3的反向耦合端的信号馈至混频器Z9，该信号包括边带天线反射的SB1信号以及由载波天线辐射并被边带天线接收的载波，它们与从Z8来的SB1信号在Z9中混频，Z9便输出9960HZ的差频信号。混频器Z7输出的9960HZ差频信号与Z9的输出信号的形成过程是类似的。
图1 PMC-D组件框图
在BSG-D板件中，9960HZmonitoring SB1和9960HZmonitoring SB2信号经整流滤波变为直流，加于差动放大器，差动放大器的输出再经滤波器滤波，即形成边带天线监控信号SBMON。如果所有的边带天线工作正常，则SBMON将是一个很小的直流；如果一个或多个边带天线发生故障，则差动放大器的输出就是一个周期为30Hz的矩形脉冲信号，它包含30Hz、60Hz、90Hz、120Hz、150Hz等谐波分量，该信号（即SBMON信号）送至监视信号处理器（MSP-VD）组件，处理器对信号的各次谐波分量进行评判，如果一个滤波分量超出门限，则将导致相应的BITE告警。
2.3 排查过程
根据上述Distortion on det.USB-LSB参数的含义分析，Distortion on det.USB-LSB参数过大甚至出现负数，且双机都出现告警，可初步确定可能的故障点在公共部分，即ASU机柜及天馈部分。参考以往设备维护经验，首先考虑是否有边带天线发生故障。按照单个边带天线故障排查方法，使用单个边带RF测试程序，对50根边带天线进行逐个测试。经测试，每个边带天线的RF-LEVEL值在3%-9%之间，且变化较为连续，未出现零值。进而使用天线测试仪逐个测试边带天线的驻波比，驻波比数据集中在1.04-1.07之间，未出现异常。从而确认天馈系统工作正常，排除了边带天线故障的可能性。
在确认天馈系统正常后，公共部分还包括ASU机柜，有MODSBB、ASM等若干板件，这些板件故障也可能导致Distortion on det. USB-LSB参数出现恶化。为进一步定位故障点，对MOD-SBB输出信号进行了测量。经测量，上下边带的SIN及COS信号输出波形如下：
图2 a，上边带SIN测量波形；
b，上边带COS/下边带SIN/下边带COS测量波形
如图2所示，正常状态下上/下边带SIN/COS输出波形都应如图2b所示，波形幅度为7V左右。实测上边带SIN输出波形出现了异常，波形出现“削底”，“削底”部分的幅度在2V左右。为确认“削底”现象是由调制信号造成还是由MOD-SBB自身造成，进一步对混合函数波形进行了测量。经检测，混合函数波形均正常，因此可判断上边带MOD-SBB板出现性能下降，无法产生正确的边带信号。因上边带信号异常，导致边带信号差失真较大，从而引发Distortion on det.USB-LSB参数告警。
在更换相应的MOD-SBB备件后，Distortion on det.USB-LSB参数告警消失，上边带SIN输出波形“削底”现象消失，设备恢复正常。
2.4 注意事项
在告警排查过程中，我们发现，不同批次的MOD-SBB板性能略有不同。在相同输入功率条件下，经不同MOD-SBB板调制后的边带输出功率也略有差异。本文所述设备为2000年投产设备，MOD-SBB板批次较早，正常工作时边带输出信号电平为7V左右。在更换备件时，部分MOD-SBB备件为2010年生产的，换上后输出功率电平只有5V，且波形出现“削顶”。增加边带功率后，可达到7V，且“削顶”现象消失。经对比，2010年批次的MOD-SBB板发热量较大，工作一段时间后板件温度上升较快，而2000年批次的MOD-SBB板发热量非常小。笔者所在单位曾于2011年新建2套DVOR-4000设备，经现场检测，此2套设备的4块MOD-SBB板也存在发热量大问题。由此可见，较早批次的MOD-SBB板调制效率更高，而新批次的MOD-SBB调整效率较低，大量功率都消耗在了板件自身上。因此，不同批次的MOD-SBB板在相互替换时需注意输出功率是否相同。
3 结论及建议
通过对一起DVOR-4000设备Distortion on det.USB-LSB参数告警的分析及排查，我们得出解决此类告警问题的思路及方法，同时发现了不同批次MOD-SBB板的性能差异。建议在对DVOR-4000设备MOD-SBB板进行更换时，注意MOD-SBB板的生产批次信息，并增加对边带调制信号波形的测量，确保上下边带功率保持一致。
[1]DVOR-4000 VHF Omnidirectional Radio Range Doppler TechnicalManual,Thales ATM,2007.
