某型超短波電臺(tái)跳頻通信故障分析與排除

中國電子科技集團(tuán)公司第十研究所 曾事偉

超短波通信通常指利用30MHz～300MHz頻段進(jìn)行無線電波傳輸信息的通信。超短波通信技術(shù)成熟，信號(hào)清晰、穩(wěn)定，使用方便，在海、陸、空通信以及三者之間的相互通信中被廣泛應(yīng)用，在軍民航空通信領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

跳頻（FH）通信是擴(kuò)頻通信中的一種，跳頻主要是載頻受一偽隨機(jī)碼的控制，不斷地、隨機(jī)地跳變，可看成載頻按照一定規(guī)律變化的多頻頻移鍵控。即通信中使用的載波頻率受偽隨機(jī)碼的控制而隨機(jī)跳變。跳頻技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展，技術(shù)日益成熟，已經(jīng)在超短波頻段，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)應(yīng)用。

某型超短波電臺(tái)，工作頻段在超短波頻段，調(diào)制方式多樣，具備常規(guī)和擴(kuò)頻抗干擾通信功能，成為空空、空地?cái)?shù)據(jù)傳輸和話音通信的主要設(shè)備。其中跳頻通信具有抗干擾能力強(qiáng)，安全保密，數(shù)模兼容、抗多徑特性等優(yōu)點(diǎn)成為復(fù)雜環(huán)境下的主要通信方式。

跳頻通信在使用中也會(huì)出現(xiàn)通信雙方不能正常通信聯(lián)絡(luò)的情況，影響飛行訓(xùn)練。本文針對(duì)跳頻通信聯(lián)絡(luò)異常情況，通過故障樹分析排故，經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，排除了跳頻通信故障，滿足了訓(xùn)練要求。

1 通信系統(tǒng)簡要框圖

某型飛機(jī)通信系統(tǒng)主要由音響中心、超短波電臺(tái)、天饋系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成，簡要框圖見圖1。

圖1 通信系統(tǒng)簡要框圖

2 故障現(xiàn)象

某型飛機(jī)在地面通信聯(lián)絡(luò)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，常規(guī)方式通信聯(lián)絡(luò)正常，但是抗干擾的跳頻通信聯(lián)絡(luò)時(shí)出現(xiàn)：在該型飛機(jī)之間進(jìn)行話音通信聯(lián)絡(luò)，所有方式通信聯(lián)絡(luò)正常；但是該型號(hào)飛機(jī)與其他型號(hào)飛機(jī)進(jìn)行跳頻方式多平臺(tái)聯(lián)絡(luò)時(shí)，在五個(gè)跳頻波道的聯(lián)絡(luò)中，有三個(gè)跳頻波道聯(lián)絡(luò)正常，有兩個(gè)跳頻波道不能正常通信聯(lián)絡(luò)。但是，其它平臺(tái)跳頻方式相互通信聯(lián)絡(luò)正常，只有該型號(hào)飛機(jī)與其它平臺(tái)不能相互通信聯(lián)絡(luò)。切換備份電臺(tái)、更換相關(guān)機(jī)載設(shè)備后，進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)，故障現(xiàn)象同樣。

2.1 故障分析排查

根據(jù)故障現(xiàn)象結(jié)合系統(tǒng)框圖（見圖1）及電臺(tái)工作原理做出該故障現(xiàn)象的故障樹，見圖2。

圖2 故障樹

通信系統(tǒng)要正常進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)，各相關(guān)系統(tǒng)的機(jī)載設(shè)備應(yīng)該正常工作，無故障，針對(duì)故障樹中的故障可能性進(jìn)行排故分析：

（1）常規(guī)方式通信聯(lián)絡(luò)正常，且有三個(gè)跳頻波道通信聯(lián)絡(luò)正常，可以排除音響系統(tǒng)故障的可能。

②礦業(yè)廢棄地一般存在大量石塊或風(fēng)化的大顆粒碎石，整體上粒徑較大，容易透水，而底泥則粒徑細(xì)小，緊實(shí)度高，用于礦業(yè)廢棄地改良可以實(shí)現(xiàn)物理結(jié)構(gòu)互補(bǔ)，提升廢棄地的保水蓄水能力，滿足植物生長需求。

（2）通信系統(tǒng)參數(shù)能夠正常加載，每次能加載成功，可以排除控制系統(tǒng)故障的可能。

（3）根據(jù)通信參數(shù)和頻點(diǎn)工作頻段，且本型號(hào)飛機(jī)能正常通信聯(lián)絡(luò)，可以排除天饋系統(tǒng)駐波超差、插損大的可能。

（4）本型號(hào)飛機(jī)間能互相通信聯(lián)絡(luò)，在備份電臺(tái)下也出現(xiàn)該現(xiàn)象，且該型號(hào)飛機(jī)都出現(xiàn)該故障現(xiàn)象，可以排除電臺(tái)故障的可能，暫時(shí)不用再往下分析。

（5）跳頻方式要進(jìn)行通信，通信平臺(tái)上的相關(guān)通信設(shè)備工作正常，跳頻參數(shù)必須一致。但是該型號(hào)飛機(jī)的跳頻參數(shù)與其它平臺(tái)的跳頻參數(shù)的一致性不能排除。重點(diǎn)對(duì)跳頻參數(shù)的一致性進(jìn)行分析排查。排查過程如下：

首先，根據(jù)電臺(tái)的跳頻通信工作原理，有三個(gè)跳頻波道能夠通信聯(lián)絡(luò)，可以排除TOD（Time of Day）時(shí)間和跳頻密鑰不一致的可能，但跳頻波道的波道參數(shù)和跳頻頻表的一致性不能排除，需對(duì)電臺(tái)內(nèi)的波道參數(shù)和跳頻頻表進(jìn)行參數(shù)比對(duì)分析排查。

其次，可以使用簡易參數(shù)加載器、電源和連接線纜與超短波電臺(tái)相連接，讀取電臺(tái)內(nèi)已加載的參數(shù)，再進(jìn)行比對(duì)分析。任意拆卸飛機(jī)上一電臺(tái)，并按圖3連接好測試設(shè)備，進(jìn)行上電，讀取參數(shù)，按下列步驟進(jìn)行操作。

圖3 測試連接框圖

第一步：波道參數(shù)比對(duì)，通過加載器讀取電臺(tái)波道參數(shù)，讀取出不能互通的兩波道參數(shù)，與原始需要加載的參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，比對(duì)結(jié)果，波道參數(shù)完全一致，排除波道參數(shù)不一致的可能。

第二步：對(duì)頻表參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，通過加載器讀取電臺(tái)頻表參數(shù)，讀取出不能互通的兩跳頻波道頻表參數(shù)，與原始需要加載的頻表參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，比對(duì)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)不能互通的兩個(gè)波道的頻表參數(shù)與原始要加載的頻表參數(shù)不一致。

第三步：為快速排故，使用參數(shù)加載器對(duì)不能互通的兩跳頻波道的頻表進(jìn)行重新編寫、編譯并加載，再重新讀取，比對(duì)結(jié)果完全一致。重新加載后，再將電臺(tái)裝機(jī)，進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)，與原來同型號(hào)能通信聯(lián)絡(luò)的飛機(jī)已不能互相通信聯(lián)絡(luò)，但是與其他平臺(tái)能夠正常通信聯(lián)絡(luò)，已基本明確為跳頻頻表參數(shù)不一致導(dǎo)致不能互相通信聯(lián)絡(luò)。

第四步：將該型號(hào)所有電臺(tái)頻表進(jìn)行重新加載，并進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)，各平臺(tái)之間都能進(jìn)行互相通信聯(lián)絡(luò)。

通過以上步驟，找到了該型飛機(jī)間跳頻波道不能通信聯(lián)絡(luò)的原因?yàn)椋禾l頻表參數(shù)不一致導(dǎo)致，也印證了故障樹的分析。

2.2 故障原因

為查明頻表參數(shù)異常的故障原因，再進(jìn)一步分析，所有該型號(hào)的飛機(jī)參數(shù)都是通過地面站對(duì)原始參數(shù)進(jìn)行編寫、編譯后再進(jìn)行加載，問題可能出現(xiàn)在地面站參數(shù)編寫、編譯階段。于是又用地面站對(duì)頻表參數(shù)重新進(jìn)行編寫、編譯，再重新對(duì)機(jī)載設(shè)備進(jìn)行加載，加載后又出現(xiàn)同樣故障現(xiàn)象。即表明頻表參數(shù)異常發(fā)生在地面站參數(shù)編寫、編譯階段。通過還原跳頻參數(shù)，發(fā)現(xiàn)編譯后的兩波道的頻表參數(shù)出現(xiàn)了異常，原因?yàn)椋涸谀承?fù)雜特殊頻表的處理上，參數(shù)在編譯過程中會(huì)出現(xiàn)異常。通過軟件升級(jí)可以解決該現(xiàn)象的發(fā)生。

通過上述故障分析和排故操作，徹底查明出現(xiàn)兩跳頻波道不能正常通信聯(lián)絡(luò)的原因?yàn)椋侯l表參數(shù)在編譯的過程中頻表參數(shù)發(fā)生了變化，導(dǎo)致加載進(jìn)電臺(tái)的頻表參數(shù)與要加載的原始頻表參數(shù)不一致，在飛機(jī)上表現(xiàn)出與其它平臺(tái)跳頻方式不能正常通信聯(lián)絡(luò)。

3 改進(jìn)措施

對(duì)地面站參數(shù)編寫編譯軟件進(jìn)行升級(jí)改進(jìn)，解決跳頻參數(shù)編譯異常問題。

4 結(jié)論

通過該故障，以及使用中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，可以歸納出跳頻通信不能通信聯(lián)絡(luò)的主要有以下原因：

（1）參數(shù)異常

參數(shù)異常，主要表現(xiàn)為通信雙方跳頻參數(shù)不一致，跳頻參數(shù)主要有：波道參數(shù)、跳頻密鑰、頻表參數(shù)、TOD（Time of Day）時(shí)間。如果雙方任一參數(shù)不一致，都會(huì)導(dǎo)致跳頻通信不能正常通信聯(lián)絡(luò)，所以在參數(shù)的規(guī)劃編寫、編譯生成的過程中必須嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，保證參數(shù)準(zhǔn)確無誤。

（2）機(jī)載設(shè)備故障

機(jī)載設(shè)備，主要包括天饋系統(tǒng)、超短波電臺(tái)、控制設(shè)備、音響中心等故障，該類故障可以通過機(jī)載設(shè)備的備份功能和串件方式進(jìn)行排除。但可重點(diǎn)關(guān)注超短波電臺(tái)，可以通過通信系統(tǒng)的雙電臺(tái)互相備份功能或串件操作進(jìn)行排除，根據(jù)近年的排故和返修情況統(tǒng)計(jì)，跳頻方式不能互通的故障情況，多數(shù)情況為跳頻參數(shù)不一致所致，通過重新編寫編譯并加載跳頻參數(shù)，故障能得到排除。

（3）環(huán)境因素

跳頻通信作為一種抗干擾通信方式，當(dāng)外界環(huán)境超過設(shè)備的工作極限，也會(huì)出現(xiàn)通信聯(lián)絡(luò)不暢的情況。該情況下就需要使用電磁波監(jiān)測儀、頻譜儀、高增益天線等專用儀器設(shè)備進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測和干擾源查找，在此不再贅述。

結(jié)語：本文主要介紹了某型飛機(jī)通信系統(tǒng)構(gòu)成，超短波電臺(tái)跳頻通信故障現(xiàn)象，通過故障樹進(jìn)行故障分析，詳細(xì)分析了故障發(fā)生的原因，并通過簡易設(shè)備讀取數(shù)據(jù)，比對(duì)分析和驗(yàn)證操作，找出了故障原因，提出相應(yīng)整改措施，并對(duì)超短波電臺(tái)的跳頻通信聯(lián)絡(luò)故障進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)飛機(jī)的維護(hù)、保障和設(shè)備使用具有實(shí)際指導(dǎo)作用。