張鏹

摘 要：文章針對(duì)VHF地空通信共用系統(tǒng)原理、技術(shù)指標(biāo)等方面進(jìn)行研究，創(chuàng)新地提出一種在外場(chǎng)對(duì)發(fā)射機(jī)信號(hào)進(jìn)行開環(huán)測(cè)試的維護(hù)方案。文章通過(guò)分析VHF共用系統(tǒng)性能，探討了空管地空通信發(fā)射系統(tǒng)不停機(jī)的整體性維護(hù)方案，提高了地空通信技術(shù)保障工作的效率和安全性。

關(guān)鍵詞：VHF；地空通信；甚高頻共用系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TN911 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）20-0012-02

1 概 述

隨著空中交通管制扇區(qū)的不斷增設(shè)，管制對(duì)地空通信設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性不斷提高，致使地空通信系統(tǒng)的維護(hù)難度不斷增加。隨著甚高頻臺(tái)站內(nèi)的電臺(tái)數(shù)量急劇增加，技術(shù)保障工作難以局限在廠家指導(dǎo)的VHF發(fā)射單機(jī)停機(jī)測(cè)試，需要研究一種針對(duì)共用系統(tǒng)和天饋組件的整體預(yù)防性檢測(cè)和維護(hù)保障手段。

VHF發(fā)射臺(tái)外場(chǎng)綜合測(cè)試技術(shù)是借鑒監(jiān)視專業(yè)二次雷達(dá)測(cè)試應(yīng)答機(jī)、導(dǎo)航外場(chǎng)測(cè)試天線的思路，對(duì)地空通信專業(yè)有重大戰(zhàn)略意義和實(shí)踐價(jià)值的技術(shù)保障方案。

2 共用系統(tǒng)的維護(hù)技術(shù)

隨著電臺(tái)的老化，周期性維護(hù)的頻次和成本越來(lái)越高。甚高頻電臺(tái)的維護(hù)需要對(duì)逐個(gè)信道進(jìn)行測(cè)試，只能在航班量下降后輪流停機(jī)實(shí)施。

不僅維護(hù)代價(jià)高，而且對(duì)管制現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行造成隱患和不利。許多重要的航路VHF發(fā)射臺(tái)站承擔(dān)著多重管制扇區(qū)保障任務(wù)，需要一種技術(shù)保障方式的創(chuàng)新來(lái)提高效率。

2.1 傳統(tǒng)維護(hù)方式

傳統(tǒng)維護(hù)通過(guò)斷開待測(cè)電臺(tái)與系統(tǒng)之間的連接，使用射頻測(cè)試儀表對(duì)單機(jī)指標(biāo)進(jìn)行檢查。根據(jù)MH4001.2-1995文件，對(duì)甚高頻電臺(tái)的輸出功率標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：輸出功率達(dá)到額定值的90%以上，頻率偏差小于2 ppm。

（歐洲甚高頻測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ETSI EN 300 676-1規(guī)定：在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試環(huán)境下功率調(diào)至最大輸出功率，測(cè)量偏差值不大于±1.5 dB）。目前區(qū)管甚高頻發(fā)射機(jī)設(shè)定功率50 W，47 dBm，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，功率大于45 W即可認(rèn)為正常。傳統(tǒng)VHF發(fā)射機(jī)測(cè)試示意圖，如圖1所示。

2.2 外場(chǎng)綜合測(cè)試方式

外場(chǎng)綜合測(cè)試自2013年起研究并搭建綜合測(cè)試系統(tǒng)原型。針對(duì)傳統(tǒng)單機(jī)測(cè)試的不足，通過(guò)測(cè)試發(fā)射機(jī)開環(huán)射頻信號(hào)的方式，可對(duì)在用甚高頻電臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)性測(cè)試。該方式為RS、PAE、SELEX及國(guó)產(chǎn)商不同型號(hào)下的發(fā)射臺(tái)站提供定量的檢測(cè)維護(hù)，并對(duì)偏離定標(biāo)值的特定信道進(jìn)行針對(duì)性維護(hù)維修，為臺(tái)站的不停機(jī)維護(hù)提供一種新的量化測(cè)試思路。VHF發(fā)射外場(chǎng)綜合測(cè)試示意圖，如圖2所示。

3 外場(chǎng)綜合檢測(cè)方案分析

3.1 綜合測(cè)試原理

被測(cè)發(fā)射機(jī)輸出的功率信號(hào)，通過(guò)射頻鏈路一系列器件和天饋將射頻信號(hào)發(fā)射出去。開環(huán)鏈路功率損耗可分為2部分：臺(tái)站共用系統(tǒng)鏈路損耗和自由空間損耗。后者可根據(jù)的理論計(jì)算得出電磁波在傳輸路徑中的衰落，依據(jù)的原理如下：

通過(guò)在100 m以外固定點(diǎn)依次對(duì)各信道進(jìn)行測(cè)試，綜合測(cè)試得到發(fā)射臺(tái)站開環(huán)鏈路綜合功率。由于空間損耗相對(duì)固定，因此可以推算出臺(tái)站共用系統(tǒng)鏈路質(zhì)量情況，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)射臺(tái)站總體的設(shè)備情況測(cè)試。

3.2 共用系統(tǒng)性能分析

外場(chǎng)天線、射頻檢測(cè)裝置、數(shù)據(jù)傳輸模塊構(gòu)成了測(cè)試系統(tǒng)的主體。在綜合檢測(cè)系統(tǒng)中，外場(chǎng)天線相對(duì)固定位置接收到無(wú)線信號(hào)。通過(guò)射頻檢測(cè)模塊接收所測(cè)頻點(diǎn)的頻譜特性和調(diào)制功率，然后進(jìn)行信號(hào)特征比對(duì)識(shí)別，從而判讀出被測(cè)發(fā)射機(jī)及發(fā)射鏈路性能和穩(wěn)定性指標(biāo)。

以某臺(tái)站SELEX 4信道共用天線系統(tǒng)為例，耦合器組件（腔體濾波器插損1.5 dB計(jì)）衰減約為3 dB，其他如圖4所示。

考慮線纜衰減約為1 dB。因此，總的射頻鏈路的損耗以最壞情況值計(jì)算，大約在3+0.8+0.3+1=4.2 dB。

如果天饋或射頻部件接觸不良，使得額外衰減大于1 dB，即使以駐波比為1的理想情況下，實(shí)際能發(fā)射到空中的無(wú)線電波功率遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)值。

由于有用信號(hào)不足，而背景干擾強(qiáng)度恒定，對(duì)部分臨界位置的機(jī)組接收機(jī)而言，一種可能的結(jié)果就是管制的發(fā)射信號(hào)不能達(dá)到最低信噪比。對(duì)此可以用及時(shí)檢查天饋系統(tǒng)，減少射頻損失。

3.3 實(shí)際案例與進(jìn)一步的研究方向

根據(jù)2014年上海區(qū)管首次本場(chǎng)甚高頻發(fā)射臺(tái)測(cè)試的結(jié)果，判斷本場(chǎng)設(shè)備中第三信道功率測(cè)試指標(biāo)差距明顯較大，后續(xù)驗(yàn)證中確實(shí)排查出了電臺(tái)頻率準(zhǔn)確度和天饋的問(wèn)題，準(zhǔn)確高效地完成了換季維護(hù)。見(jiàn)表1。

由于外界因素對(duì)測(cè)試的影響測(cè)試指標(biāo)的穩(wěn)定性研究，因鏈路環(huán)節(jié)不確定因素導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)功率漂移，在測(cè)試設(shè)計(jì)中需要進(jìn)一步研究相關(guān)變量，以及發(fā)射機(jī)其他參數(shù)（功率、調(diào)制靈敏度等）對(duì)檢測(cè)數(shù)值的影響程度。

4 結(jié) 語(yǔ)

基于外場(chǎng)綜合測(cè)試的VHF發(fā)射系統(tǒng)維護(hù)是一種安全可靠的檢測(cè)方式。由于只在發(fā)射臺(tái)站天饋外增加開環(huán)功率測(cè)試點(diǎn)，不會(huì)對(duì)臺(tái)站原有的發(fā)射功率和頻率等指標(biāo)造成任何影響。相較目前當(dāng)前人工進(jìn)行的發(fā)射機(jī)逐個(gè)停機(jī)維護(hù)方案，該技術(shù)方案可利用臺(tái)站現(xiàn)有設(shè)施，增設(shè)外場(chǎng)引接無(wú)線電測(cè)試儀表檢測(cè)點(diǎn)，節(jié)約了維護(hù)停機(jī)時(shí)間成本，也可對(duì)故障信道的故障點(diǎn)作出預(yù)判，提高設(shè)備檢修的效率。

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