频域反射器(FDR)的使用

来自金鹏公众号Y8飞机维修PLAYBOOK 

一、频域反射器简介

频域反射器(FDR)是一种先进的分析线路故障的设备。

目前各个航司使用较多的能测量线路故障点位置的工具是TDR(时域反射器 Time Domain Reflectometer),TDR的原理是:发射一段脉冲,测量脉冲在遇到短路或者断路点后反射回来需要的时间,来计算线路中短路点或者断路点的位置。

比TDR更精确的设备是FDR(频域反射器)

FDR(频域反射器 Frequency Domain Reflectometer) 的工作原理比较复杂,简单来说,是通过发送特定频带的扫频测试信号,在导体阻抗不匹配处会产生较强的和发射信号同样频率但不同时段的反射信号,通过傅立叶转换方式分析这些信号,并且通过量测反射信号峰值的频率换算出到线路障碍点的距离。

和TDR一样,FDR主要用于同轴电缆的测试。但是和TDR比较,FDR更为灵敏,测量也更为准确。

频域反射器可以用来去定位开路、短路、不正确的卷曲、弯曲、受潮、连接器松动和天线元件等类似缺陷。频域反射器通过在电缆和天线的工作频率下对其进行连续的射频扫描,然后监测天线对波的吸收,从而执行电压驻波比(VSWR)测试。

频域反射器可识别由于连接松动、腐蚀、潮湿或电缆缺陷或天线故障导致的驻波或反射波,这些故障会改变系统阻抗,从而产生反射波或驻波。驻波不仅会降低输出传输,导致弱间歇,而且如果反射波很大,也可能会损坏飞机上的收发机。

推荐使用的FDR设备号为COM-15185,件号为以下任一:

Part #: FH-AV-KIT, Supplier: 70998

Part #: W4101, Supplier: FB3T5(我司有)

Part #: 7003A001-4, Supplier: 21844

图例如下

FH-AV-KIT

7003A001-4

推荐COM-15185的频域反射器是一种易于使用的手持式测试仪,通过使用限位线和简单的故障距离测量具有通/断功能,可以从设备机架上轻松快速识别不正确的连接、有缺陷的电缆和有故障的天线,无需拆卸飞机来测试射频系统。

有关同轴电缆和天线系统的设置和测试的具体说明,请参阅频域反射器COM-15185和射频适配器套件COM-17510的操作手册。

频域反射器套装P/N 7003A001-4包括SiteHawk分析仪P/N SK-6000 TC和射频适配器套件P/N 4240-401。频域反射器既有简单的Go/No-Go测试,也可以执行深度测试。使用说明书或操作手册了解以下具体说明:具有以下功能,A、数据保存 B、编程 C、驻波比和回波损耗测试:D、故障距离:在不断开连接的情况下,显示到可能故障的距离,单位为英尺/英寸或米/厘米。对维修来说,最有用的就是最后一个距离作用,可以找到故障点。   

二、利用FDR测试同轴电缆的实例

一)、连接天线时的系统测试

使用频域反射器COM-15185进行相应电缆和天线系统测试,准备适用的电缆、天线系统和频域反射器COM-15185进行测试,按下电源按钮5秒钟,频域反射器将自动启动到Sitehawk Analyzer的测量匹配应用程序中。按“文件柜图标”可调用以前保存的设置或手动输入设置,Sitehawk状态、校准结果和跟踪数据可以保存到仪器中,并可以调用以显示在扫描显示区域上,该仪器设置的参数包括刻度、轨迹、光标和分析,这些参数都会保存在状态文件中。

1、选择测量匹配模式

a) 将跟踪测量字段推到显示菜单。   

b) 从测量模式菜单中选择SWR。

c) 选择数据测量点的数量(默认为801)。

d) 设置频率范围:使用以下参数为受测的适用射频系统设置启动和停止频率(图表一)。

示例:对于卫星通信系统传输电路,将启动/停止频率设置为图表中指定的系统频率范围的更宽跨度。参考图表一,启动/停止频率应设置为最低1600 MHz和1700 MHz,以测试1626.5 MHz和1660.5 MHz的系统工作频率。

2、校准:为了获得最佳结果,您可以在测量前立即设置频率并校准SK-6000-TC分析仪。校准步骤如下:

按下校准图标。

将Cal Combo“Open”连接器连接到延长电缆的工作台连接器适配器的末端。

按下打开软键。

等待设备扫描并显示绿色复选标记。

将Cal Combo“Short”连接器连接到延长电缆的工作台连接器适配器的末端。

等待设备扫描并显示绿色复选标记。

将Cal Combo“负载”连接器连接到延长电缆的工作台连接器适配器的末端。

按下加载软键。

等待设备扫描并显示绿色复选标记。

3、限制线有助于抵消超出接受(限制)范围的痕迹部分的值。它在极限线值处显示为红色水平线。轨迹中不可接受的部分将显示为白色。超出可接受范围的信号可以通过故障标志和警报来识别。使用(图表一)限制受测试射频系统的最大驻波比。

按下限制图标。

选择限制(开/关)。按下可打开和关闭限制线。

设置值,设置限制线在垂直刻度(Y轴)上的位置,按下该字段以输入值。   

选择FailFlag(开/关)。按下可打开和关闭故障标志。扫描显示区域将显示“通过”或“失败”字样,以指示活动信号是在限值线设置的限值范围内还是之外。

移走测试黑盒子与电缆及天线系统的连接。

4、将SiteHawk连接到设备进行测试。

将测试电缆或相位稳定电缆(包括工作台插头适配器)连接到频域反射器的N型连接器上。

连接到安装黑匣子的射频系统适用的同轴机架连接器上。

等待10秒扫描完成更新。 

频域反射装置(典型的)

5、解读测量结果

该图包含以下元素:

 y轴显示驻波比数据值。x轴显示频率或距离数据值。标记值。例如:如果标记设置为系统工作频率。迹线编号(Tr1)和颜色用于标识迹线。

确保整个驻波比测量值低于表中的最大电压驻波比的值。

请参阅上述步骤4中设置的限制线。

如果系统通过,将飞机恢复到正常状态。如果系统发生故障,请隔离故障。使用下面“同轴电缆和天线系统的故障隔离”一节中的步骤。

二)、GPS系统检查

按照上述“一般”和“程序”部分的说明,打开电源,准备并校准频域反射器COM-15185,以进行此测试。请参阅GPS天线的适用启动/停止频率和限制(图表一)。

从电子安装架上拆下集成MMR。

按如下步骤进行主动GPS检查:

将射频适配器COM-20544(N型公连接器)输入直接连接到频域反射器COM-15185的射频适配器COM-201545(N型母连接器)

将频域反射器COM-15185测试同轴电缆连接到射频适配器COM-20545(N型母连接器)的偏置T形射频+直流输出。

将适用的工作台插头适配器安装到频域反射器COM-15185测试同轴电缆的末端。

将BNC公头连接到单插头适配器,将COM-9903连接到三通适配器,COM-19665偏置三通(BNC母头连接器)。

将BNC公头连接到单插头适配器COM-9903,连接到便携式直流电源COM-19606。

1) 将红色插孔连接到电源的红色(+)端口。   

2) 将黑色插孔连接到电源的黑色(-)端口。

打开电源并将其设置为12伏直流电,最大电流为500毫安(0.5A)。

将测试电缆(带工作台插头适配器)连接到MMR底座插头。

按下便携式直流电源COM-19606上的红色输出按钮,以0.5安培的最大电流提供12VDC。

等待10秒,完成扫描。

确保整个SWR或RL低于适用工作频率的最大SWR或RR值。

1) 垂直网格比例(y轴)显示SWR或RL数据值。

2) 水平网格刻度(x轴)显示频率或距离数据值。

如果系统通过,将飞机恢复到正常状态。如果系统发生故障,请隔离故障。使用下面“同轴电缆和天线系统的故障隔离”一节中的步骤。

三)、断开天线后的同轴电缆和连接器检查

按照上述“一般”和“程序”部分的说明,打开电源,准备并校准频域反射器COM-15185,以进行此测试。使用系统适用的启动/停止频率。

参考图表一设置限值线说明。将SWR的限值设置为1.2,RL的限值为20.83 dB从电子安装机架上卸下航线可拆换件。按照以下步骤进行系统接口检查:

断开天线连接器,清扫电缆和连接器。

将同轴电缆的天线端连接到频域反射计、COM-15185 50欧姆虚拟负载或校准工具50欧姆“load”连接。

将频域反射器COM-15185的测试同轴电缆连接到其N型母连接器。

将适用的EE工作台插头适配器安装到频域反射器COM-15185的测试同轴电缆末端。   

将测试电缆(包括工作台插头适配器)连接到安装LRU的适用工作台插头。

等待10秒,完成扫描。

确保整个SWR或RL低于适用工作频率的最大SWR或RR值(图表一)。

垂直网格比例(y轴)显示SWR或RL数据值。

水平网格刻度(x轴)显示频率或距离数据值。

如果系统通过,将飞机恢复到正常状态。

如果系统发生故障,请隔离故障。使用下面“同轴电缆和天线系统的故障隔离”一节中的步骤。

四)、同轴电缆和天线系统的故障隔离

1、选择故障定位模式。

按下跟踪测量字段以显示测量模式菜单。

从以下测量模式下拉菜单中选择DTF_SWR并按下。

设置数据点数量:按下“点”数据字段,输入所需的数据点数量(默认为801)。

根据图表一为适用的射频系统设置启动和停止频率。

设置开始和停止距离:停止距离应比实际长度长约20%。电缆的实际长度可在适用系统的接线图手册(WDM)中找到。

选择单位为m(米)或ft(英尺)。

使用以下方法之一输入电缆数据:

1)按图表二的速度输入电缆速度:

a) 选择“速度”。

b) 设置速度值。

c) 选择电缆损耗。   

d) 设置电缆损耗值(必须为dB/ft或dB/m)。

2)按下电缆列表,然后从列表中选择电缆类型。电缆值将自动输入以进行测试。

校准频域反射器COM-15185参阅上边“校准”步骤。

将频域反射计COM-15185连接到被测电缆和天线系统。

等待至少10秒,以便扫描完成更新。

要查看完整扫描:

a)按下“比例”图标,按下“顶部”并输入0以调整比例。

b)按BOTTOM并输入-70。

2、故障位置测量方法。

使用频域反射器与故障读数的距离、适用的系统示意图和接线图进行隔离。

每个连接器或跳线将显示为尖峰。如果它大于典型值(例如:最大VSWR),请检查连接器是否损坏。   

不在连接处的尖峰表示故障。记录距离,然后检查该点处的线路是否损坏。

最大的尖峰通常是由天线引起的。通常天线后的轨迹可以忽略。

3、通过用50欧姆负载(校准组合或虚拟负载)替换有缺陷的接头来定位故障。

断开部件(电缆、接头、天线)。

将50欧姆端接器连接到适用电缆的开口端。

再次进行健康检查。确保VSWR测试通过。

如果测试未通过,调整到故障测试的距离,并继续移动50欧姆负载以进一步隔离。

五.微波频率下同轴电缆和天线系统的故障隔离

(1) 选择故障定位模式:

(a) 按下跟踪测量字段以显示测量模式菜单。

(b) 从测量模式下拉菜单中按选择DTF_RL。

(c) 设置数据点数量:按下点数据字段并输入所需的数据点数(默认为801)。

(d) 将启动/停止频率设置为5GHz和6GHz。

(e) 设置开始/停止距离:确保停止距离至少比正确长度长20%。

(f) 选择“单位”并设置为m(米)或ft(英尺)。

(2) 设置限制线:

(a)按下限制图标。

(b)选择限制(开/关):按下可打开和关闭限制线。

(c)将SWR的限值设置为1.2,RL的限值为20.83 dB。按下该字段,SWR输入1.2,RL输入20.83 dB。

(d)选择Fail标志(开/关)。按下可打开和关闭失败标志。将在扫掠显示区域中显示“PASS”或“FAIL”。   

(e)输入电缆数据:输入电缆速度(图表二)。按下电缆列表,然后从列表中选择电缆类型。电缆值将自动输入以进行测试。

(f)校准频域反射器COM-15185。请参阅“校准”部分。

(g)将频域反射器COM-15185连接到被测电缆和天线系统。

(h)等待至少10秒,以便扫描完成更新。

(i)要查看完整扫描:按下比例图标,然后按TOP并输入0以调整比例。按BOTTOM并输入-70。

(3)解释故障位置测量:

(a) 使用频域反射器与故障读数的距离、适用的系统示意图和接线图进行隔离。

(b) 每个连接器或跳线将显示为尖峰。如果它大于典型值(例如:最大VSWR),请检查连接器是否损坏。

(c) 没有连接原件的尖峰表示故障。记录距离,然后检查该点处的线路是否损坏。

(d) 最大的尖峰通常是由天线引起的。通常可以忽略天线后的轨迹。

(e) 确保与天线的距离正确,请参阅适用系统的WDM。

(9) 用50欧姆负载(校准组合或虚拟负载)替换有缺陷的组件,以确定故障位置。

断开部件(电缆、接头、天线)。

将50欧姆端接器连接到适用电缆的开口端。

再次进行健康检查。确保VSWR或RL测试结果为“PASS”。如果测试未通过,调整到故障测试的距离,并继续移动50欧姆负载以进一步隔离。    

典型组件返回损失的清单

典型的满意度测试 

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