民航空管甚高频系统运行维护方法的分析

欧阳杰

（民航云南空管分局技术保障部，昆明 650200）

随着国家“一带一路”战略的提出，昆明长水机场作为国家门户枢纽机场，成为了我国面向南亚、东南亚的辐射中心，飞行流量日趋增加。这对民航空管VHF通信台站所提供的通信话音质量与可靠性提出了更高的要求。本文针对如何对甚高频设备进行系统测试，进而快速判断设备是否达标的方法进行了分析。欢迎大家批评和指正。

1 现有甚高频系统测试需要解决的问题

近年我国民航业的大幅增长，使得空管的保障压力随之增加，甚高频系统的安装数量也在快速增加，这对我们技术保障力量提出了更高的要求。以往的测试方法对台站上甚高频设备都是一对一进行测试检查，需要将系统上的设备及腔体滤波器单独拆开进行测试。这里就出现了两个问题。一是每个季度就要对设备进行测试，频繁的拆装对甚高频系统的连接头与合路器造成损耗，时间长了可能会出现连接异常造成的故障。二是甚高频设备一般安装比较紧凑，在测试时拆装比较费时，效率低，甚高频设备的停机时间一般就只有6到8小时，如果做十个以上的信道会比较紧张，需要提高效率。

2 分析过程

甚高频通信有着半双工、视距传播、便于设备安装架设、通信可靠及话音质量好的特点，其被大量应用在民航的地空通信中。一套四信道甚高频系统总体架构如图1所示：

图1 甚高频系统框图

目前我们对甚高频系统进行定期巡检所做的项目主要有两种。一是用CMS54综测仪对甚高频设备发射机与接收机的参数进行测试；二是用安立VNA-MS2034B矢网分析仪对腔体滤波器与天线进行测试，对比测出的参数以此来判断整个系统是否正常。当前巡检使用的方法都是单独对甚高频设备、腔体滤波器及天线做检测，而系统上其他部件都没有测试到，这样就不能系统全面的对整个甚高频系统做出评价。再加上现在甚高频系统都做得比较紧凑，单独测试需要将连线断开，很耗费时间，并且系统内的一分四的合路器与分路器上的头经常扭动的话会松动，严重的话会掉下来，从而使得连接不稳定且增加了传输信号的损耗，需要对其进行维修或更换。当遇到腔体滤波器不达标需要调整时，就更加消耗时间了。这造成了信道多的停机维护还不一定能够做完，需要分为两次进行。随着民航业的发展，台站及甚高频设备也越来越多了，停机维护的次数也逐渐增多，但维护人员却没有增加，加上为了保障飞行安全，停机维护的时间大多安排在凌晨零点至六点，维护人员需要通宵作业，这造成了维护人员工作过于疲劳，遇到故障不能快速有效地排查。现实情况逼迫我们必须要加快维护速度，提高维护效率。

3 解决过程

根据以上情况，我们做出了以下调整改进：

3.1 甚高频系统的发射参数测试

一个二信道甚高频系统发射流程如图2所示：

图2 甚高频系统发射框图

现将天线与合路器之间的连接断开，将合路器输出接个10dB/300W衰减器再接CMS54综测仪，测试VHF发射机的载波功率。我们可以在甚高频设备发射口接接个10dB/300W衰减器再接综测仪测试其输出功率，两个数据相对比，这样我们可以得到该甚高频系统的插入损耗，插入损耗是指从电台发射端口到合路器输出端口之间的总损耗（含线揽及连接器）。

插入损耗=合路器（正向）+滤波器（正向）+隔离器（正向）+继电器（正向）+线损=0.2+1.5+0.8+0.1+0.3=2.9（dB），符合≤3.5dB的要求。

完成这一步骤后，在后续的测试中，我们就可以直接在合路器后接综测来测试设备的发射参数。

实测功率≥发射功率-插入损耗=发射功率-2.9dB

发射功率≥43.5dBm（甚高频电台发射功率为50W/47dBm档时）

同时测试VHF发射机的载波频率精确度，实测频率精确度≤5ppm

保持之前的连接，再将被测信道的发射机对应的配线架上的TX口连接到综测仪，让综测仪输出一个1kHz、0dBm的音频信道到VHF发射机，由发射机对其进行调制，然后把调制后的甚高频信号送至综测仪进行测试。VHF发射机的调制度与调制失真测试就可以在综测仪上得到读数。

如果被测的VHF发射机参数都符合标准，我们就认为这个信道对应的VHF发射机整个系统能够正常使用，就算腔体滤波器对应的中心频点较之前有少许偏移，也不影响使用，就不用再单独测试发射腔体滤波器了，这样的系统测试可以有效提高测试效率，节约时间。如果参数有不符合项目时，就需要分别单独测试VHF发射机设备及腔体滤波器，来寻找故障点。

3.2 甚高频系统的接收参数测试

一个二信道甚高频系统接收流程如图3所示：

图3 甚高频系统接收框图

我们先测试出接收链路的插入损耗，这个参数是指从分路器输入端口到电台接收入口之间的总损耗（含线揽及连接器）。

插入损耗=分路器+滤波器+功分器+线损

=0.2+1.5+3.3+0.3=5.3（dB），符合≤6dB的要求。

将天线与分路器之间的连接断开，将分路器输入接CMS54综测仪，再将被测信道的接收机对应的配线架上的RX口连接到综测仪，我们先设置接收机RF频率，然后将AF1频率设置为1KHz，MOD1设置为30%，将软键6中SINAD/DIST选中SINAD，将光标移到软键2调整RF LEV使SINAD为10，记下RF电平（PD），该值就为接收机灵敏度。

实测值=接收机灵敏度-插入损耗=接收机灵敏度-5.3dB接收灵敏度≤-103.5 dBm（1kHz MOD=30% SINAD=10dB）保持之前的连接，设置接收机RF频率，AF1频率设置为1KHz，MOD1设置为90%，将软键6中SINAD/DIST选中DIST，再将光标移到RF LEV，从子菜单中选择EMF，将光标移到软键2调整RF LEV使其分别为-53dBm、-10dBm后读取接收机音频失真度。

如果被测的VHF接收机的各项参数都符合标准，我们就认为这个信道对应的VHF接收机整个系统能够正常使用，不用再单独测试接收腔体滤波器了。如果参数有超标项时，就需要分别单独测试对应的VHF接收机设备及腔体滤波器，并检查相应的线路，来寻找故障点。

3.3 甚高频系统的腔体滤波器测试

当然使用这样的方法会使我们无法掌握到腔体滤波器阻带衰减及反向损耗的情况，可能会造成系统抗互调干扰的能力下降。这就要求我们一年必须有一次单独的腔体滤波器维护测试，来对其进行监控，以保证整个甚高频系统的平稳安全运行。这里我们需要先对安立VNA-MS2034B矢网分析仪设置预设起始频率117-137.975MHz，然后设置端口（两端口），设置扫描点（SWEEP 840），再进行校准，完成后就断开要测的腔体滤波器，使用矢网分析仪连接腔体滤波器的输入与输出，连接图如图4所示：

图4 测腔体连接图

之后再根据滤波器中心频率设置矢网中心频率、带宽1.5MHz，测量（细）[SCALE（每格5db）、MAKER]，如果满足要求的话就截图保存，然后恢复初始连接，如果不满足要求的话，就细调腔体滤波器的输入输出耦合，直到滤波器性能达到规范要求[2]。腔体滤波器参数在网分仪上的读数如图5所示：

图5 综测仪测试腔体的插入损耗、反向损耗及选择性

通过对巡检测试方式的改进，我们甚高频系统停机维护的效率得到了很大的提高。如果出现了故障的情况，能够空出更多的时间来进行分析和排故，也有效地增加了停机维护的冗余度。

4 结束语

本文通过对当前甚高频系统运行维护方案的分析，提出了如何提高甚高频系统维护效率的方案，希望能对工作在一线的维护人员有所帮助。