Nextfield类型DVOR4000设备调试及排故浅析

摘 要：本文通过对三亚南山导航台NEXTFIELD类型的DVOR4000设备安装调试过程及相关问题的分析，总结出此类设备安装调试的步骤和区别于以往DVOR4000安装调试设备的方法。并针对此设备校飞中出现的问题进行分析和研究解决的方法，最终解决了该设备校飞中存在的问题。为今后该类型设备的安装调试和故障排除提供参考依据。

关键词：Nextfield DVOR4000 监控 调试 校飞

中图分类号：V351.37 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（c）-0045-02

近几年国内逐步引进的意大利THALES公司生产的NEXTFIELD监控天线类型的DVOR4000设备。由于此类型设备在监控天线的安装于天线平带的边缘位置，相对距离和位置较容易实现，对地形和场地要求较低，所以可能成为今后国内DVOR设备引进的一个方向。此类型的DVOR4000设备工作原理上与原先的NEARFIELD DVOR4000设备基本一样，主要区别在于其监控天线有两个（可扩展到4个），且挨着天线平台边缘安装，离天线阵距离较近。另外室内监控信号处理上多了一块MDS-D板（MONITOR DIVIDER SWITCH DVOR，监控分配开关）。由于监控天线和室内信号处理方法的不同，所以NEXTFIELD类型的监控器的配置文件和原先的不一样，在监控器的参数上也有差异。在安装调试和故障处理时和原先版本的4000设备也存在不相同的地方。

1 三亚DVOR4000设备介绍

三亚DVOR4000设备于2008年9月完成原址更新，利用原有的天线平台，安装于位于三亚南山侧峰，海拔约415 m。相对于早期4000型号的THALES DVOR设备，三亚DVOR4000略有不同。

1.1 硬件

多了一块MDS-D板（Monitor Divider Switch DVOR）；两个Nextfield 类型的监控天线（分别等距安装于反射平台边缘，12.5～17 m）。其监控天线回来的信号经过MDS板进行衰减等处理后再分配到两个MSP板。

1.2 软件

版本有所更新，配置文件跟以前的有所不同，监控参数有些不一样。比如：RF LEVEL AVERAGE（两个监控天线回来信号幅度检测之和）和RF LEVEL INTERNAL（机内检测）。

2 三亚DVOR4000设备系统安装调试

主要测试和调整内容：软件的安装和配置；天线的匹配（CA，CTR）；边带天线的退耦检测（C5）；误差曲线检查；发射机设置和监控器设置；校飞时的调整等。

2.1 软件的安装和配置：WinAdracs软件，98或者XP系统带串口的电脑

（1）SIT文件：LCSU的通信设置都存在于此，LCSU与设备、遥控器的连接和用户监控软件的正常使用。选择CONTROL进入设置；用COPY PC FILE TO RAM命令将SIT 配置拷入，然后运行RESET SITE命令。（2）LKE文件：机内LCSU和TX通信用。用UpDate LKE Files命令正确更新或用保存的文件上传。最后复位LCSU，整个上传过程即告结束，设备可正常使用。（3）PTT文件：只用于拨号连接（MODEM）。

2.2 天线的匹配和去耦电容调整

（1）电容CA调整：根据频率查出极板距离，以此距离为基准测量并调整电容极板距离，在固定极板后需复查一次。（2）石英微调电容CTR调整：CTR位于天线中央，需用长的改锥进行调整。小心将CTR逆时针转到头，根据频率查出需转的圈数，然后将CTR转到正确的圈数位置，盖好天线罩，用2～3颗螺丝固定。预调要正确，否则会影响后面的调整。（3）微调：用矢量电压表、网络分析仪或根据手册进行微调，结果应优于26DB。（4）去耦电容C5的调整（只对边带天线）：小心将C5逆时针转到头，根据频率查出需转的圈数，然后将C5转到正确的圈数位置。（5）微调：用设备自带的探头分别逐个检查边带天线的去耦组件，可用矢量电压表或者根据手册进行调整。结果应优于14DB。误差曲线检查，发射机设置和监控器设置，校飞时的调整等根据手册来进行，此处不做详细说明。

2.3 系统调试中应注意的问题

系统的调试是一个严格的程序，手册有比较详细的说明。需按部就班逐个进行测试和调整，调试过程中应注意保护设备和仪表。需要注意以下几点问题：（1）系统的配置文件.SIT文件，不同批次的设备很可能不一样，设备验收时要确认随机的配置文件为此设备的正确文件，以免后面发生设备软件使用异常的情况。三亚安装时曾因为配置文件不对而导致监控器参数异常，数据无法读取和修改等现象。（2）考虑运输和厂家发货时安装不到位等原因，开机前要充分确认设备各个部件和各个板块连接、接触良好，否则极有可能烧板子。三亚THALES 4000系列的产品机柜监控部分的母板（背板）设计及工艺较差，拔插板块时如不注意极可能会接触不良或损坏母板，建议拔插板块时应有人在机柜背后配合（3）天线匹配应优于-26DB，三亚调整完后所有天线匹配基本都优于-30DB；天线去耦应优于-14DB，三亚调整完成后所有边带天线去耦基本都优于-16DB；误差曲线优于+/-0.2°。安装调试结束后上下边带失真数值（USB-LSB Distortion）跳变明显偏大，最大时可达（99.99%），此项参数和监控天线的安装位置有很大关系，由于设备手册上未做要求，故未进一步进行调整。（4）后续用PIR做外场测试统调时要选择合适的地点，特别要考虑排除干扰因素。三亚南山导航台由于周围地形和电磁环境的原因，没有理想的测试点。（5）三亚NEXTFIELD类型监控天线由于安装距离太近，接收信号太强，且接收上、下边带信号强度差别太大，基本不能直接用PIR接监控天线回来的信号作为参考。（6）准备校飞调整时，在条件具备的情况下，可让校飞飞机过来的时候帮忙检查DVOR设备的参数情况，以作初调参考。（7）统调的时候应考虑边带功率不要调的太高，满足9960 Hz AM达标即可，太大易损耗设备。（边带功率过高时，SBB板明显发热过烫，容易引起9960 Hz AM漂移过多）

3 三亚DVOR4000设备校飞情况

三亚DVOR4000到目前总共进行了5次飞行校验，前3次均有不同程度的限用，且限用的范围不一致。后两次校飞结论合格。（注：原同址安装汤姆逊DVOR 512D校飞未有限用）

历次校飞机组都普遍反应在圆周及部分径向的飞行校验中，9960 Hz副载波调制度不稳定对VOR信号的弯曲及抖动都产生一定的影响。

（1）第一次投产校飞结束后，厂方工程师曾对此套设备进行过系统统调，并保存好设置参数准备下次校飞。

（2）第二次定期校飞时使用厂方工程师保存数据进行校飞，校飞机组反应校验结果极差。重新采用原有设备参数进行校验，结果限用，且和第一次校飞限用范围不一致。且第二次的结果更差。针对前两次校飞结果进行如下分析：①天线的匹配、天线高度、反射面和接地问题；②环境问题，包括树木过高，周围电磁环境；③因为这两次是同一架校飞飞机校验，怀疑机载设备的问题；④认为设备问题的可能性较大，决定请厂家工程师现场重新调试设备。

（3）THALAS公司安装工程师于2009年6月10日—2009年6月20日对设备进行全面检查调整。主要工作有：①对天线的匹配和退耦进行检查和调整。匹配值测量调整后均大于30db，技术要求大于26db，符合标准。退耦值均大于16db，技术要求大于14db，符合要求；②检查边带天线馈缆间的电气差异，从每根边带线缆注入信号，都从中央天线经中央馈缆接收，比较接收的信号电平和相位。电平差异最大为1.6DB，相位差异最大约为10°，符合要求（厂方），③载波功率和边带功率调整，载波功率调整为100 W，边带功率调整为30 W。但在实际校飞中载波功率设置为70 W，边带功率也有所降低。边带调制信号波形的检查，正常，④天线高度及反射网的检查，厂方工程师认为基本不存在什么问题，唯一的就是监控天线高度稍微有些低，⑤误差曲线测量，测量结果为+/-0.1°，技术要求小于0.4°，符合要求，⑥测量设备工作频率，正常，符合要求，⑦周围地形。厂方工程师认为周围地形不是很好，不利用空间信号的合成。后在大约160°方向和290°方向把一些过高的树木砍倒，⑧用频谱仪尝试在上次校飞限用的方向查找干扰源，没有找到。

经以上测试及调整后进行第三次校飞，结论仍为限用。且限用范围与前两次校飞又不一致。圆周飞行方位抖动都符合要求。但在飞圆圈时9960 Hz调制度跳动很大，约成正弦函数变化形式，此问题和前两次校飞情况相似，厂方工程师不能解释。径向飞行有四个区域方位抖动超限，结果限用。机组曾认为是干扰引起。曾关掉抱龙和东、西进NDB台测试，结果一样，可以排除NDB干扰，其余干扰未查到。

分析：方位抖动：如果抖动的方位、距离稳定，一般是地面反射引起或者是反射网小；方位抖动如果时有时无或方位距离不稳定，一般为有源干扰引起；地面反射干扰一般发生在中近距离上（距离越远信号越好）。

（4）前面三次校飞的不同结论，认定三亚DVOR出现的异常情况比较复杂。经多方专家商讨，决定通过降低DVOR设备天线的高度以达到增加等效反射网面积的目的，从而改善空中合成信号。采取的措施有：①更换天线抱杆，天线阵子高度从原来约148 cm降到约128 cm，②重新检查天线匹配和去耦，结果都优于标准值，③重新对相，USB RF PHASE 原来为207°，建议改为190°。以上工作完成后于2009年10月17日进行第四次校飞，按投产项目校验。校验结果合格。但在进行圆周飞行校验时，曾有第一次飞不合格，第二次重飞才合格的情况。

在圆周及部分径向的飞行校验中，9960Hz副载波调制度不稳定，对VOR信号的弯曲及抖动都产生一定的影响，但弯曲和抖动的值都在容限范围内。校飞过程中，将“相位”（USB RF PHASE）调整成190°，此时9960调制度变化相对最小。

（5）三亚DVOR4000设备最近一次于2011年4月3日进行，结论合格。但TX2在进行圆周飞行校验时，在某些扇区第一次飞不合格（285°-295°范围内，9960AM小于20%，方位抖动超限-2.02°），第二次重飞此扇区才合格。

4 结语

本文详细介绍了Nextfield类型DVOR4000设备安装后的调试过程，同时对此设备出现的一些故障做出详细分析并给出解决办法。在设备校飞过程中出现的异常情况，通过长时间的研究和测试得出最终解决的方案。由于此类型设备的监控天线安装对场地及地形要求较低，而现在各导航台站建设过程中往往存在着征地和地形的困难，所以其可能成为今后建设新DVOR台站的一个方向。熟悉此种类型设备的工作原理、设备组成、调试方法和校飞分析对于此类设备的维护及故障排除将起到至关重要的作用。

参考文献

[1]意大利THALES公司.DVOR 4000 VHF Omnidirectional Radio RANGE Tcchnical Manual[Z].

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