民航空管甚高頻系統運行維護方法的分析

歐陽杰

（民航云南空管分局技術保障部，昆明 650200）

隨著國家“一帶一路”戰略的提出，昆明長水機場作為國家門戶樞紐機場，成為了我國面向南亞、東南亞的輻射中心，飛行流量日趨增加。這對民航空管VHF通信臺站所提供的通信話音質量與可靠性提出了更高的要求。本文針對如何對甚高頻設備進行系統測試，進而快速判斷設備是否達標的方法進行了分析。歡迎大家批評和指正。

1 現有甚高頻系統測試需要解決的問題

近年我國民航業的大幅增長，使得空管的保障壓力隨之增加，甚高頻系統的安裝數量也在快速增加，這對我們技術保障力量提出了更高的要求。以往的測試方法對臺站上甚高頻設備都是一對一進行測試檢查，需要將系統上的設備及腔體濾波器單獨拆開進行測試。這里就出現了兩個問題。一是每個季度就要對設備進行測試，頻繁的拆裝對甚高頻系統的連接頭與合路器造成損耗，時間長了可能會出現連接異常造成的故障。二是甚高頻設備一般安裝比較緊湊，在測試時拆裝比較費時，效率低，甚高頻設備的停機時間一般就只有6到8小時，如果做十個以上的信道會比較緊張，需要提高效率。

2 分析過程

甚高頻通信有著半雙工、視距傳播、便于設備安裝架設、通信可靠及話音質量好的特點，其被大量應用在民航的地空通信中。一套四信道甚高頻系統總體架構如圖1所示：

圖1 甚高頻系統框圖

目前我們對甚高頻系統進行定期巡檢所做的項目主要有兩種。一是用CMS54綜測儀對甚高頻設備發射機與接收機的參數進行測試；二是用安立VNA-MS2034B矢網分析儀對腔體濾波器與天線進行測試，對比測出的參數以此來判斷整個系統是否正常。當前巡檢使用的方法都是單獨對甚高頻設備、腔體濾波器及天線做檢測，而系統上其他部件都沒有測試到，這樣就不能系統全面的對整個甚高頻系統做出評價。再加上現在甚高頻系統都做得比較緊湊，單獨測試需要將連線斷開，很耗費時間，并且系統內的一分四的合路器與分路器上的頭經常扭動的話會松動，嚴重的話會掉下來，從而使得連接不穩定且增加了傳輸信號的損耗，需要對其進行維修或更換。當遇到腔體濾波器不達標需要調整時，就更加消耗時間了。這造成了信道多的停機維護還不一定能夠做完，需要分為兩次進行。隨著民航業的發展，臺站及甚高頻設備也越來越多了，停機維護的次數也逐漸增多，但維護人員卻沒有增加，加上為了保障飛行安全，停機維護的時間大多安排在凌晨零點至六點，維護人員需要通宵作業，這造成了維護人員工作過于疲勞，遇到故障不能快速有效地排查。現實情況逼迫我們必須要加快維護速度，提高維護效率。

3 解決過程

根據以上情況，我們做出了以下調整改進：

3.1 甚高頻系統的發射參數測試

一個二信道甚高頻系統發射流程如圖2所示：

圖2 甚高頻系統發射框圖

現將天線與合路器之間的連接斷開，將合路器輸出接個10dB/300W衰減器再接CMS54綜測儀，測試VHF發射機的載波功率。我們可以在甚高頻設備發射口接接個10dB/300W衰減器再接綜測儀測試其輸出功率，兩個數據相對比，這樣我們可以得到該甚高頻系統的插入損耗，插入損耗是指從電臺發射端口到合路器輸出端口之間的總損耗（含線攬及連接器）。

插入損耗=合路器（正向）+濾波器（正向）+隔離器（正向）+繼電器（正向）+線損=0.2+1.5+0.8+0.1+0.3=2.9（dB），符合≤3.5dB的要求。

完成這一步驟后，在后續的測試中，我們就可以直接在合路器后接綜測來測試設備的發射參數。

實測功率≥發射功率-插入損耗=發射功率-2.9dB

發射功率≥43.5dBm（甚高頻電臺發射功率為50W/47dBm檔時）

同時測試VHF發射機的載波頻率精確度，實測頻率精確度≤5ppm

保持之前的連接，再將被測信道的發射機對應的配線架上的TX口連接到綜測儀，讓綜測儀輸出一個1kHz、0dBm的音頻信道到VHF發射機，由發射機對其進行調制，然后把調制后的甚高頻信號送至綜測儀進行測試。VHF發射機的調制度與調制失真測試就可以在綜測儀上得到讀數。

如果被測的VHF發射機參數都符合標準，我們就認為這個信道對應的VHF發射機整個系統能夠正常使用，就算腔體濾波器對應的中心頻點較之前有少許偏移，也不影響使用，就不用再單獨測試發射腔體濾波器了，這樣的系統測試可以有效提高測試效率，節約時間。如果參數有不符合項目時，就需要分別單獨測試VHF發射機設備及腔體濾波器，來尋找故障點。

3.2 甚高頻系統的接收參數測試

一個二信道甚高頻系統接收流程如圖3所示：

圖3 甚高頻系統接收框圖

我們先測試出接收鏈路的插入損耗，這個參數是指從分路器輸入端口到電臺接收入口之間的總損耗（含線攬及連接器）。

插入損耗=分路器+濾波器+功分器+線損

=0.2+1.5+3.3+0.3=5.3（dB），符合≤6dB的要求。

將天線與分路器之間的連接斷開，將分路器輸入接CMS54綜測儀，再將被測信道的接收機對應的配線架上的RX口連接到綜測儀，我們先設置接收機RF頻率，然后將AF1頻率設置為1KHz，MOD1設置為30%，將軟鍵6中SINAD/DIST選中SINAD，將光標移到軟鍵2調整RF LEV使SINAD為10，記下RF電平（PD），該值就為接收機靈敏度。

實測值=接收機靈敏度-插入損耗=接收機靈敏度-5.3dB接收靈敏度≤-103.5 dBm（1kHz MOD=30% SINAD=10dB）保持之前的連接，設置接收機RF頻率，AF1頻率設置為1KHz，MOD1設置為90%，將軟鍵6中SINAD/DIST選中DIST，再將光標移到RF LEV，從子菜單中選擇EMF，將光標移到軟鍵2調整RF LEV使其分別為-53dBm、-10dBm后讀取接收機音頻失真度。

如果被測的VHF接收機的各項參數都符合標準，我們就認為這個信道對應的VHF接收機整個系統能夠正常使用，不用再單獨測試接收腔體濾波器了。如果參數有超標項時，就需要分別單獨測試對應的VHF接收機設備及腔體濾波器，并檢查相應的線路，來尋找故障點。

3.3 甚高頻系統的腔體濾波器測試

當然使用這樣的方法會使我們無法掌握到腔體濾波器阻帶衰減及反向損耗的情況，可能會造成系統抗互調干擾的能力下降。這就要求我們一年必須有一次單獨的腔體濾波器維護測試，來對其進行監控，以保證整個甚高頻系統的平穩安全運行。這里我們需要先對安立VNA-MS2034B矢網分析儀設置預設起始頻率117-137.975MHz，然后設置端口（兩端口），設置掃描點（SWEEP 840），再進行校準，完成后就斷開要測的腔體濾波器，使用矢網分析儀連接腔體濾波器的輸入與輸出，連接圖如圖4所示：

圖4 測腔體連接圖

之后再根據濾波器中心頻率設置矢網中心頻率、帶寬1.5MHz，測量（細）[SCALE（每格5db）、MAKER]，如果滿足要求的話就截圖保存，然后恢復初始連接，如果不滿足要求的話，就細調腔體濾波器的輸入輸出耦合，直到濾波器性能達到規范要求[2]。腔體濾波器參數在網分儀上的讀數如圖5所示：

圖5 綜測儀測試腔體的插入損耗、反向損耗及選擇性

通過對巡檢測試方式的改進，我們甚高頻系統停機維護的效率得到了很大的提高。如果出現了故障的情況，能夠空出更多的時間來進行分析和排故，也有效地增加了停機維護的冗余度。

4 結束語

本文通過對當前甚高頻系統運行維護方案的分析，提出了如何提高甚高頻系統維護效率的方案，希望能對工作在一線的維護人員有所幫助。