关于VSWR对民航甚高频通信系统影响的思考

中国民用航空新疆空中交通管理局 宋永江

关于VSWR对民航甚高频通信系统影响的思考

中国民用航空新疆空中交通管理局 宋永江

民航采用甚高频通信系统进行地空，飞机与飞机之间的双向通信，其中VSWR作为重要的指标，反映该系统的运行情况。本文主要对民航甚高频通信系统及VSWR进行了阐述，并着重分析了VSWR对民航甚高频通信系统的影响，并提出了相应的措施

VSWR；民航甚高频通信系统；影响

前言

保障飞行安全是民用航空关注的焦点。其中甚高频通信系统是民航飞机的通信工具，它是民航安保系统中的重要组成部分。VSWR是衡量甚高频通信系统安全与否的关键指标，明确该指标对甚高频通信系统的影响，对民航事业的发展有重要意义。

1. 民航甚高频通信系统的概念

甚高频通信系统是航空安全保障的重要工具，它负责飞机间以及飞机与地面保障之间的信息交互，完善航空飞行的监督与管控。甚高频是指频带波段为30MHz-300MHz的无线电波。

甚高频通信系统由收发机、控制盒和天线三部分组成。收发机用频率合成器提供稳定的基准频率，信号调制到载波后，通过天线发射出去。接收机从天线上收到信号后，经过放大、检波、静噪处理变成音频信号，输入驾驶员的耳机。天线一般都安装在机腹和机背上[1]。在飞机工作时，驾驶员通过任一系统选择工作频率后，完成信号的收发，实现地空、飞机与飞机之间的双向通信。该通信系统的运作方式是以图像、数据、语音为主，采取调幅形式的，正常其工作范围可从117.000Mhz到151.975MHz，现今使用的频率一般只到136.000Mhz，频道间隔的25kHz（这是国际航空通用的标准）。甚高频通信采用的是高频率无线电波，会在工作中产生一定的表面波衰，且衰减迅速，因此它的有效作用距离比较短，一般在高度为300米时距离为74公里可进行工作。它的作用距离适用于飞机在起、落或者通过控制空域时的地空联系。正好满足飞机事故高发期（起、落阶段）的通信要求。因此保障甚高频通信系统的可靠和稳定，对飞机安全事故的降低有直接影响。甚高频系统的可靠及稳定会受到多种外界因素的影响，例如空间地形，大气对流层以及磁场等。

2. VSWR的概念

VSWR即电压驻波比，它是射频技术的重要参数之一，用于衡量部件间的匹配度。民航甚高频通信系统是射频技术在航空航天事业的延伸，因而VSWR也应是衡量甚高频通信系统各部件匹配度的关键参数。在甚高频通信系统中，VSWR指的就是线路处于行波状态时其相邻电压最大值与电压最小值比值的绝对值[2]，即：VSWR=|UMAX/UMIN|≥1。利用VSWR可以对通信过程中产生的回波损耗进行推算，而回波损耗直接体现了发射过程的反射功率，电压驻波比越小，反射功率功率越小，传输效率越高，反之亦然。反射系数的模值计算，回波损耗可表达为。根据能量传输的理论来讲，电压驻波比为1的时候通信线路上将不存在反射系数，也就不存在回波损耗。但是这是十分理想的工作状态，实际运用过程中，往往存在甚高频通信系统与发射机抗阻不匹配、共用系统天线与馈线的抗阻不匹配或各部件的反射系数不同等情况，使得电压驻波比超过理想值。根据国际公约要求，一般来讲甚高频单机通信电压驻波比不超过1.5，共同通信系统电压驻波比不超过2.5即可满足工作要求。当电压驻波比超过规定工作值，就会影响通信质量。

3. VSWR对民航甚高频通信系统的影响

3.1 VSWR对民航甚高频通信系统的主要影响

从上文可知，VSWR是衡量民用航空甚高频通信系统性能的关键指标之一。VSWR值越高，则表明回波损耗越大，也就是发射的信号被反射回来的程度越大。它对民航甚高频通信系统主要有以下影响：①降低通信的质量。VSWR过高，会降低甚高频通信系统的实际发射功率，导致通信信号的发射距离和效果受到影响，降低通信的可靠性。若发射功率降低过大，则可能直接中断通信；②损害甚高频通信系统的设备，产生折损。VSWR过高，说明有大部分电波被反射回来，除了直接返回的损耗外，部分反射电波会在通信介质的作用下，产生热能。这部分热能作用于传输线路、天线和各元器件，影响其工作性能，产生非必要的损耗，影响设备的使用寿命。当热能超过通信系统的设备承受能力时，设备很可能直接损坏。回波损耗值，与系统的阻抗相关。发射机的阻抗与甚高频通信系统的各器件阻值完全匹配时，则不会造成功率反射。如发射机的设定阻抗为60欧姆，那么甚高频系统的天线、馈线及其他相关器件的阻抗也应选择或者无限接近于60欧姆；③影响其他频率。当某一频率的电压驻波比增高，很可能会产生连锁影响，对其他相邻频率产生干扰，进而影响其他工作的正常进行。

3.2 影响VSWR的关键因素

甚高频通信系统在工作过程中，会产生多个因素影响电压驻波比。一般来讲影响VSWR的因素包括通信系统的各组件阻抗不一致；组件之间的接口不匹配或者解除不良；在进行系统安装及调试时，不能够按照规定进行工作，产生调试故障；或者由于防护不当，导致通信系统的馈线进水；临时遭遇强电干扰等，这些都会影响VSWR的数值。在当前的民航系统工作中，为了增加管控和监督的有效性，会逐步增加通信系统的通信节点。从能量消耗原理来看，节点越多，传输过程中产生的波损也就越大。但值得注意的是在传输过程中，各部分元器件存在反射系数和相位差异，不是一个线性计算过程，反射系数和相位差异之间会存在一定的补偿值，并非某一元器件的反射系数变大后，一定会产生电压驻波比增加，可能受相位差异的补偿作用进行了弥补。所以在对VSWR的调控方面，应采取整体的考虑办法，对系统中的各项器件进行平衡补偿，在甚高频传输系统中各元件参数的变大或变小都是动态的，维护人员要从整个通信天馈系统阻抗匹配的角度来考虑[3]。

3.3 降低VSWR对作为甚高频通信系统的相关举措

（1）对甚高频通信系统的安装、调试、维护进行全程监督和质量把关。要求安装以前，对所有元器件的性能、质量进行检测和确认，不达标的器件不能安装。同时对发射机、元器件的阻抗匹配程度进行核验；注意调试时产生的差异，记录所有的调试结果，上报管理部门进行审批，审批通过后，方可投入运行；（2）制定甚高频通信系统的维护检修制度，按照一定的频度和周期进行维护管理，重点检查通信系统的连接点，对VSWR值进行测定。运用PDCA质量管理测量，对安装、调试、维护的全过程进行统一分析，查找出现异常的原因，并做好应急备案，增加技术部门应对突发情况的能力。

4. 结束语

VSWR是衡量民航甚高频通信系统稳定工作的关键指标之一。提升对VSWR的控制和监管，能够极大的提升民航地空通信、飞机与飞机通信的质量，降低飞行中安全事故发生的可能性，促进民用航空事业的长期发展，为人们提供可靠的出行。

[1]胡栋楠.民用航空中甚高频通讯的应用[J].科技展望,2015(15).

[2]李霞.甚高频通信系统可靠性研究[J].内蒙古科技与经济,2015(23): 108-109.

[3]陆旭.民航甚高频通信互调干扰分析及其预防分析[J].中国新通信,2016,18(21):19-19.