甚高频通信

2024-06-10 版权声明 我要投稿

甚高频通信(精选8篇)

甚高频通信 篇1

民用飞机甚高频 (VHF) 通信系统由多套甚高频收发机及配套的甚高频天线组成, 用于飞机与飞机、飞机与地面塔台之间视距内的双向语音通信。调幅 (AM) 信号工作于超短波波段, 主要以空间波方式传播, 通信距离与飞机的飞行高度直接相关。VHF通信系统提供25 k Hz和8.33 k Hz的频道间隔选择, 工作频率分别为118.000MHz~136.975 MHz (间隔为25 k Hz有760 个信道) 或118.000MHz~136.992 MHz (间隔为8.33 k Hz有3040 个信道) 。

2 适航条款考虑

飞机作为安全性高度重要的商品, 各国民航局方出于保护产业与公众利益的平衡制定了适航条款。飞机失效状态的安全性评价准则见图1 (图中阴影部分为安全性要求不可接受的) , 表1 列出了失效状态的危害与概率之间的关系。

在常规的飞机设计架构中, 甚高频通信系统的功能危害性等级为较大的, 对应的设备软硬件设计保证等级 (DAL[1]) 为C级。系统所适用的适航条款在型号研制初期需要与局方讨论达成一致, 并明确每一条款适用的符合性验证方法, 写入通信系统的合格审定计划内。通常, 甚高频通信系统应至少表明对以下条款的符合性:CCAR25.1301d, 25.1309a, 25.1431b、c, 25.1355c[2]。条款要求如表2 所述, 所列条款需要满足的符合性方法如表3, 以明确取证目标及途径, 进而规划所需测试, 即机上地面试验 (MOC5) 与飞行试验 (MOC6) 。

3 机上地面试验

甚高频通信系统机上地面试验 (MOC5) 的目的是在地面验证甚高频通信系统功能正常, 根据我国首部完全按照CCAR25 部进行审定的涡轮喷气飞机ARJ21-700 的取证经验, 试验可按如下步骤进行安排:a.根据合格审定计划中规定的需进行MOC5试验验证的条款, 申请人制定包含测试步骤的试验大纲, 并获得局方批准;b.申请人编写试验件构型评估报告, 表明具备试验的前提, 并获得局方批准;c.地面试验开始前, 应通过局方制造符合性代表对被试甚高频通信系统进行制造符合性检查;d.所有测试设备均有合格证并在计量有效期内;试验操作人员均有上岗证;e.在局方工程代表 (或指定代理人) 的目击下, 申请人完成试验, 撰写试验报告并获得局方批准。

4 飞行试验

甚高频通信系统飞行试验 (MOC6) 的目的是在飞行中验证甚高频通信系统功能正常, 试验步骤如下:

4.1 根据合格审定计划中规定的需进行MOC6 试验验证的条款, 申请人 (或试飞承担方) 制定包含测试步骤的试验大纲并获得局方批准。根据AC25-7A[3], 至少包括以下7 个方面:

a.使用高度大于18000 ft (5490 m) 的飞机:

在距离经过局方认可的地面设施160 nm以内并高于无线电无障通讯线以上的整个范围内, 作360°盘旋飞行时, 通讯系统应该能够为飞机与地面设施之间提供清晰的联络信号, 而且在所有航向上的倾斜角均不应小于10°。在相对于地面设施的同一航向上, 通过减小倾斜角来缓解信号丢失的情况是可以接受的。建议先进行下述 (4) 节中所提出的远距接收试验。如果试验成功, 就不需进行此节中的盘旋飞行 (160 nm内) 。可以使用外滑转弯减小回转半径。

b.使用高度低于18000 ft (5490 m) 的飞机

对于使用高度限制在18000 ft (5490 m) 以下的飞机, 也应能够在上述 (1) 中规定的条件下提供清晰的联络, 只是距地面设施的距离不必超过80 nm。

c.天线覆盖范围测量

如果天线布局是对称的, 则可仅采用一种转弯方向进行试验。当已有天线辐射方向图数据时, 如果能在通讯效果最差的倾斜角和预定的方位附近检测期间获得满意的通信效果, 就不需要进行360°盘旋飞行试验。

d. 远距接收

该试验应在达到无线电视距以上的高度, 距地面设备天线至少160 nm处 (或18000 ft以下运营的飞行在距地面设备天线80 nm处) 进行, 而且飞机必须以最小10°的倾斜角向左和/或向右作360°盘旋飞行。每转10°与地面设施通信一次, 以测试地面站和机上接收信号的清晰度。对于160 nm的距离, 最小视线高度约为17000 ft (5185 m) , 而对于80 nm的高度约为4000 ft (1220 m) 。

e. 大角度接收

在距地面站约50~70 nm的距离上和35000 ft (10675 m) 的高度 (或在飞机最大使用高度) 上重复试验4 中的盘旋飞行 (对于使用高度低于18000 ft的飞机, 试验应在距地面站20~30 nm处进行) 。

f. 进场形态

在起落架放下且襟翼处于进场状态时, 检查飞机与地面设施间的通信清晰度。

g. 电磁兼容性 (EMC)

在飞行中所有系统都工作的情况下 (如果可能的话) , 通过观察检查所要验证的飞行试验系统是否出现相互干扰。

4.2 请人编写试验件构型评估报告, 表明具备试验的前提并获得局方批准。

4.3 飞行试验开始前, 应通过局方制造符合性代表对被试甚高频通信系统进行制造符合性检查。

4.4 所有测试设备均有合格证并在计量有效期内;试验操作人员均有上岗证。

4.5 在局方工程代表 (或指定代理人) 的目击下, 申请人完成试验, 撰写试验报告并获得局方批准。

5 结论

本文依据CCAR25 与AC25-7A的相关规定, 及甚高频系统的设计经验, 论述了民用飞机甚高频通信系统的适航试验方法, 可以作为适航取证的指导。

摘要:甚高频通信是民用飞机最主要的通信手段, 本文首先对系统做简要介绍, 然后从适航规章CCAR25部入手, 分析甚高频通信系统需要满足的适航条款, 讨论符合性验证方法。然后从机上地面试验与飞行试验两方面, 详细介绍了甚高频通信系统表明符合性的试验方法。

关键词:甚高频,适航,试验

参考文献

[1]SAE.ARP4754 CERTIFICATION CONSIDERATIONS FOR HIGHLY-INTEGRATED OR COMPLEX AIRCRAFT SYSTEMS[S].1996, 11

[2]中国民用航空总局.CCAR-25-R3运输类飞机适航标准[S].2001, 5

甚高频通信 篇2

【关键词】 甚高频地空通信 远距离 同频话音干扰 大气波导 对流层散射

一、引言

随着民航飞行流量的飞速增长,空管管制扇区不断细分,对应管制频率也随之增加,由于民航无线电频谱资源有限,在指配管制扇区频率时难免存在频率复用情况,即同一个管制频率可分配给多个相距较远的管制扇区使用。甚高频地空通信作用距离一般不超过500公里,通常情况下相距上千公里的管制单位使用相同的频率是不会产生相互干扰,然而2016年5月成都管制区却在正常使用甚高频管制频率时多次接收到来自广州管制区和上海管制区的同频话音,对成都管制区的甚高频地空通信造成了干扰。针对此特殊现象,本人查阅了甚高频无线电波远距离传播的相关资料,进一步分析了甚高频无线电波传播特性,发现特殊气象条件下会导致甚高频无线电波实现地对地的远距离传播,并对可能造成甚高频远距离通信的大气波导、对流层散射这两种传播方式进行详细分析。

二、甚高频地空通信远距离同频话音干扰实例分析

2.1 干扰现象

2016年5月成都管制区的两个甚高频管制频率在正常使用时多次出现来自远距离的话音干扰,话音清晰,持续时间短,通过内容能准确判断出该话音为管制单位的指挥指令,并通过话音中涉及的航班号信息查找到话音来源,经联系相关单位确认接收到的管制话音为广州管制区和上海管制区在同一时间相同频率中发射的。频率1为成都管制区08号扇区主频,接收到广州管制区频率相同的01号扇区主频话音,频率2为成都管制区05号扇区主频,接收到上海管制区频率相同的26号扇区主频话音,所使用的甚高频发射台和接收台相距均在1000公里以上。

2.3干扰情况分析

通过干扰现象来看,此次干扰应归类为不同管制区相同管制频率间的远距离话音干扰。管制话音的发射和接收设备均为地面甚高频系统,故此类干扰实际是实现了甚高频频段地对地通信的远距离传输造成的,由于甚高频收发信机工作在甚高频频段,其空间传播方式为视距传播,正常情况下难以实现上千公里的通信。那么有什么情况可以促成甚高频无线电波实现超视距传播,达到上千公里的通信距离,就是管制甚高频地空通信远距离同频话音干扰的具体原因。

三、甚高频无线电波远距离传播分析

3.1 无线电波传播特性

无线电波传播是指发射天线辐射的无线电波通过自然条件下的媒质到达接收天线的过程。在传播过程中,无线电波可能受到反射、折射、绕射、散射和吸收,并可能引起无线电信号的畸变。传输无线电波的媒质主要有地表、对流层、电离层等,这些媒质对不同频段的无线电波的传播有着不同的影响,根据媒质及不同媒质分界面对电波传播产生的主要影响,电波传播主要分为地面波传播、天波传播、视距传播、散射传播等,由于媒质的时空性、随机性、不均匀性、各向异性和有耗性等将使信号衰减、极化方式发生改变,或使电波传播方向和传播速度改变。

3.2 甚高频无线电波远距离传播的可能性

甚高频及以上频率的无线电波既无法以地波的形式沿着圆形地球表面传播,也无法以天波传播的方式经电离层折射返回地面,其传播方式为视距传播,不可能传播到上千公里之外的地方。但无线电波在大气环境中传播,不仅会受大气环境中气体分子和气溶胶粒子的吸收、散射所造成的衰减影响,还受大气折射影响,负折射、临界折射和陷获折射等异常折射会引起无线电波出现异常传播现象,有可能将甚高频无线电波通过某种特定的方式传播到千里以外或者更远。如图1所示,无线电波在对流层中会产生多种方式的传播。

3.3 大气波导传播

3.3.1 大气波导

对流层中传播的无线电波主要受大气吸收、折射、反射和散射的影响,在所有这些因素中折射的影响在各个频段上都是显著地,而且折射效应的显著程度主要依赖于传播路径上的折射指数变化梯度和电波射线初始仰角。在一定的气象条件下,近地层中传播的电磁波受大气折射影响其传播轨迹弯向地面,当曲率超过地球表面曲率时电磁波会部分地被陷获在一定厚度的大气层内,经该大气层上下边界来回反射向前传播,就像电波在金属波导管中传播一样,这种传播现象称为大气波导传播,如图2所示,陷获折射即为波导传播,形成波导传播的大气层称为大气波导。

3.3.2大气波导分类

不同的气象条件会形成不同类型的波导,通常大气波导分为:表面波导、蒸发波导、抬升波导。表面波导又分为两种,一种是陷获层接地的表面波导,另一种是基于表面的波导。如图2所示,图中阴影区为波导厚度。

3.3.3大气波导传播条件

边界层大气中的电磁波若要形成波导传播必须满足以下4个基本条件:(1)近地层某一高度处必须存在大气波导;(2)电磁波的频率必须高于最低陷获频率;(3)电磁波发射源必须位于大气波导层内,对于抬升波导,有时电磁波发射源位于波导底下方时,也可形成波导传播,但此时发射源必须距波导底不远,并且波导强度必须很强;(4)电磁波的发射仰角必须小于临界仰角。

3.3.4大气波导对甚高频通信的影响

大气波导的存在与否对甚高频通信的有一定的影响,当甚高频无线电波在边界层大气中形成波导传播时,大气波导对其产生的影响主要表现在两个方面:一是增加无线电波传播的距离,二是增加电场强度。通常甚高频无线电波波导传播距离可数倍于其正常的传播距离。

3.4 对流层散射传播

3.4.1 对流层散射

地球大气层一般分为电离层、平流层和对流层。对流层作为地球大气层最低层的一个区域,其最高位置离地面上空十多公里,中纬度地区平均高度为10~12km,对流层是不稳定、多变的,几乎所有的天气现象都发生在对流层,它是无线电波的一种不均匀介质,其中分布着大量的不均匀体,或称散射体,表现为大大小小、形状各异并且或快或慢地运动变化的空气漩涡、云团边际和某种渐变层结等。它们在温度、湿度和压强上与周围空气不同,从而在折射指数上与周围空气也有差异,因而,当无线电波通过这种不均匀介质时,电波沿途遭受折射外,还被不均匀体再次辐射,这种对流层不均匀体对无线电波的再辐射,即形成对流层散射。

3.4.2 对流层散射传播分类

对流层散射现象的发现源于20世纪30年代,在实践中观察到了超短波、微波信号的传播距离达到800-1000km,远远超出正常的视距传播距离。由于频率太高,射向地面的超短波、微波频段的电波几乎无法在地表激起表面电流,这时地表对于这个频段的电磁波而言相当于良导电体,电磁波在地表几乎全部反射而没有入射。通过构造各种理论模型来解释这种传播,使理论模型得出的数据尽可能地与实测数据相符。到目前为止,已经提出的机理主要有湍流非相干散射(散射理论)、不规则层非相干反射(多模理论)和稳定层相干反射(反射理论)三种。

(1)湍流非相干散射

大气湍流运动产生大气涡旋,每一个涡旋都是一个介电常数不均匀体,在电波的照射下,它变成一个偶极子,将入射电磁能量向四面八方进行二次辐射。由于湍流运动的特点,散射体是随机变化的,每个受激励的偶极子辐射的信号在强度、相位上应是相互独立、互不相干且随机变化的,因而对任一固定的接收点而言,其接收信号就是这些不相干多径信号的矢量和。

(2)不规则层非相干反射

这种理论认为在对流层中经常存在温度、湿度和压力都极为不同的云层和冷暖空气团,当它们在某处交汇时,由于各项参数的急剧变化导致折射指数的剧烈变化,从而形成一种锐变层。这类锐变层强度不等、形状不一,位置、取向极不规则,不断变化,并随气流不断移动。此种理论认为,这类不规则层对电波的非相干性部分反射,就是电波超视距对流层传播的起因。

(3)稳定层相干反射

这种理论认为,电波超视距对流层传播起因于介电常数随高度变化而较稳定的非线性分布。大气中的介质可按高度连续分成一系列薄层:一层相对一层的介电常数都有所变化;每层都能对电波进行部分反射;各反射分量间有确定的相位关系,它们在接收点的相干叠加即为接收场。

三种理论模型都缘于对流层中不同的大气分布,且各种理论还有许多细分。相对而言,湍流非相干散射理论发展得比较完备,它有比较严格的湍流理论作基础,并且可与较多的实验数据相吻合;不规则层非相干反射理论在介质结构上缺乏严格的理论基础,但仍能与许多实验结果相吻合;稳定层相干反射理论在与实验数据的吻合度上较差一些,但在一些特定的环境下仍有与之比较符合的实验数据。从频率上看,在0.5GHz以下,对流层超视距远距离传播主要是靠稳定层相干反射和不规则层非相干反射,而且随着频率的降低,前者显得更为主要;在0.5—1.5GHz之间,湍流非相干散射和不规则层非相干反射两者兼有;1.5GHz以上主要是靠湍流非相干散射。因此,工作在甚高频频段的通信台站在信号发射时可能通过对流层散射传播实现远距离通信。

四、结论和建议

综上所述,对流层大气波导传播和对流层散射传播在满足一定条件时都可以实现甚高频无线电波的远距离传播。对流层散射传播形成的信道较稳定且传输衰耗较大,与成都管制区接收话音时有时无、质量清晰的特点不同,所以由对流层散射传播造成的可能性很小。而大气波导传播的前提是需特殊天气形成大气波导,并且发射的无线电波须满足上文所述基本条件才能对无线电波进行波导传播,因此当千里之外的管制单位发射甚高频信号时需存在大气波导,并当发射的信号满足传播条件时才能实现远距离传播,发生的概率相当小,这与成都管制区发生的远距离同频话音干扰现象比较类似,故可暂时解释成都管制区接收到的上千公里的甚高频同频话音是由于特殊天气条件下通过大气波导传播的偶然现象。以上判断皆为根据无线电波传播理论分析的结果,为进一步证实此类干扰的原因,建议对受干扰台站和频率进行实时监测和记录,捕获相同干扰再次出现时的信号特征,进行信号强度、频谱等参数的分析,希望能得到更多的数据支持,研究得出最终的结论。

参 考 文 献

[1]王元坤. 电波传播概论.国防工业出版社. 1983年.

[2]姚展予等. 大气波导特征分析及其对电磁波传播的影响. 气象学报 2000年10月.

甚高频通信系统中电磁干扰问题分析 篇3

关键词:高频,通信系统,电磁干扰

就当前的现状来看, 民用飞机在运行过程中基于开关稳压器干扰、数字交换、耦合、电缆敷设等问题的影响下, 逐渐呈现出电磁干扰现象, 威胁到了居民生命财产安全。因而在此基础上, 为了打造良好的民用飞机运行空间, 要求相关技术人员在对系统进行实践操控过程中应注重针对电磁干扰现象, 制定应对措施, 由此来建构良好的社会发展空间。以下就是对甚高频通信系统中电磁干扰问题的详细阐述, 望其能为当前民用飞机技术领域的革新提供有利的参考。

1甚高频通信系统中电磁干扰问题的体现

就当前的现状来看, 甚高频通信系统中电磁干扰问题主要体现在以下几个方面:

(1) 甚高频通信系统在实践运作过程中为了保障运作环境的安全性, 要求相关技术人员在对系统进行操控过程中应将收发机环境控制在118-136.9MHz之间, 同时将通信系统置入到VHF通讯环境下, 由此打造良好的通信空间。但基于人们生活水平不断提升的背景下, 民用飞机起飞、降落频率逐渐呈现出相对频繁的现象, 继而指挥员于机外塔台与进近台指挥过程中, 极易基于信号指令信息相互干扰问题的凸显下, 削弱整体指挥效率, 并无法实现对指令回复的准确接收。为此, 在甚高频通信系统操控过程中应提高对此问题的重视程度, 并对其展开有效处理。

(2) 基于智能化领域的不断发展, 高配置电脑、摄像机等电子产品得到广泛应用, 但同时高科技电子产品间亦呈现出相互干扰现象, 继而影响到了信号的接收、回复。

2甚高频通信系统中电磁干扰问题应对途径

2.1延长塔台、进近电台间距离

就当前的现状来看, 甚高频通信系统在实践运作过程中逐渐凸显出电磁干扰问题, 影响到了信号传输效率。为此, 为了打造良好的信号传输空间, 规避频繁性电磁干扰问题, 要求相关技术人员在对通信系统进行操控过程中应注重扩大塔台、进近台间距离, 即以距离性操控方法对极强的磁场信号干扰问题进行有效预防, 并规避错误信号传输。同时, 由于塔台、进近台均承担着一般强度信号干扰职能, 因而在接收机信号接收过程中, 为了规避信号紊乱现象的凸显, 要求相关技术人员应注重实时观测接收机运行状况, 即保障接收机对一定范围内电磁干扰信号的接收, 达到最佳的通信系统运作状态。从以上的分析中即可看出, 在通信系统操控过程中, 为了实现对电磁干扰问题的有效处理, 延长塔台、进近台间距离是非常必要的, 为此, 应提高对其的重视程度。例如, 某民航机构在对电磁干扰问题处理过程中, 即结合两电台均处在118-136MHz甚高频地空通信频段运行环境下的特点, 对两电台天线间距离进行延长处理, 即拓展至20-24m, 并增长同轴馈线, 最终提升了整体通信信号质量。

2.2加装带通滤波器

电磁干扰问题的凸显将在一定程度上影响到信号传输质量, 因而在此基础上, 为了打造良好的信号传输空间, 应对电磁环境复杂性问题, 要求相关技术人员在对通信系统进行操控过程中应注重于电台输出端加装带通滤波器, 即削弱临近频道电磁干扰现象, 且就此保障信号传输效果。同时, 基于带通滤波器设置的基础上, 在天线信号接收过程中, 应结合信号需经过双向限幅器、低通滤波器的特点, 对射频输入信号进行放大处理, 同时于塔台同一频段范围内设置射频放大器, 由此达到电磁干扰抵抗目的。此外, 在对“嘟?嘟?”数据传输声音的电磁干扰现象, 如, 镜像干扰、杂波干扰等问题进行处理过程中, 应注重采取干扰源定位方式, 即实时获取干扰源位置数据, 且精准记录干扰信号, 最终由此实现对多种干扰问题的有效处理, 并就此缩短干扰源排除周期, 达到高效率电磁干扰处理效果, 满足信号传输需求。

2.3强化使用环境整治

在民用航空等领域的甚高频通信系统运作过程中, 强化使用环境的整治是非常必要的, 为此, 应注重从以下几个层面入手:

(1) 为了迎合电子产品行业的快速发展, 我国政府部门在管理工作实施过程中应注重结合民用航空无线电台数量较多且频率大的特点, 制定法律法规, 同时明晰民用无线电台开发、使用细则, 继而由此实现对甚高频通信系统中电磁干扰问题的规范, 打造良好的通信空间;

(2) 在民用航空甚高频通信系统运作过程中, 为了降低电磁干扰发生几率, 应注重通过“员工竞技大赛”、“知识问答比赛”等多元化形式, 为机内成员树立良好的甚高频通信系统操控意识, 且引导其遵从电子产品使用原则, 规避电子产品互干扰等问题的凸显, 影响到民用飞机运行环境的安全性, 达到最佳的飞行状况, 并就此削弱电磁干扰威胁现象。

3结论

综上可知, 基于当代社会的可持续发展, 我国民用航空领域逐渐发展起来, 但由于飞机飞行过程中电磁干扰现象, 影响到了飞行安全性。为此, 机内人员在对甚高频通信系统进行操控过程中应针对电磁干扰问题, 从强化使用环境整治、加装带通滤波器、延长塔台与进近电台间距离等角度出发, 为民用航空飞行提供良好的通信系统运作空间, 并就此规避电磁干扰现象的凸显, 满足当代居民出行需求, 提升居民整体生活质量。

参考文献

[1]郭耀江, 孟茁.民用航空甚高频通信系统互调干扰分析与建模研究[J].现代导航, 2014, 12 (04) :245-249.

[2]陈祥成.深圳宝安国际机场甚高频通信系统互调干扰与串扰分析[J].桂林航天工业高等专科学校学报, 2011, 11 (04) :411-414.

甚高频通信 篇4

1 背景

近几年贵阳管制区域航班流量逐年保持15%左右的速度增长,空域拥挤问题日益凸显,随着2014年5月29日民航贵州空管分局正式启动04号管制扇区,意味着贵阳管制区域对空甚高频保障频点增至17个共计57个信道。如何保障好贵阳管制区域内的甚高频设备,确保地空通信的可靠成为技术保障部门分析研究的重点,而VSWR是衡量甚高频设天馈系统关键的指标,开展VSWR分析研究对提高甚高频设备管理维护效率有着非常重要的意义。

2 什么是VSWR

VSWR是指甚高频通信过程中,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,即:VSWR=|UMAX/UMIN|>=1。通过VSWR可以推算出通信过程中回波损耗RL(Return Loss)= -20 lg [( VSWR-1 ) / ( VSWR + 1 )],RL反映了甚高频在发射过程中反射功率。理论上当VSWR=1,意味着通信线路上没有发生反射。但在实际维护工作中,由于甚高频通信系统天馈系统与发射机的抗阻不匹配、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因素都可能导致VSWR大于1,按照《国际民航公约》附件10要求甚高频通信系统单机天馈系统VSWR小于1.5,甚高频共用系统天馈系统VSWR小于2.5即达到行业要求。

3 VSWR对甚高频天馈系统的影响

VSWR是衡量甚高频地空通信天馈系统优良最重要的参数之一,如果VSWR值过高,说明甚高频发射机发射功率有相当一部分被反射回来,这种情况不仅会影响甚高频通信系统的实际发射功率,降低设备与航班的通信距离和效果,还可能因一部分反射波在通信介质中转换成热能,导致甚高频天馈系统传输线路、天线和各元器件的特性受损,缩短甚高频通信系统设备的使用寿命。在实际工作中,我们可以通过相关公式计算得出VSWR、反射损耗、功率反射等相关参数的大小,其VSWR与相关参数关系见表11所示。

从关系表中可以看出VSWR是反射系数的函数,反射系数跟系统的阻抗匹配度有关,例如设定发射机的阻抗为50欧,那么个元器件、馈线、天线的阻抗也尽量选用50欧,不匹配会造成高频电流在传输过程中造成功率反射,驻波比越大,反射功率越大。如果驻波太高最直接的就是发射出去的信号反射功率过大,可能会造成发射机或元器件的损坏,同时还伴随其它问题,比如发射功率损耗太大导致发射功率不足,无法进行地空通信。

4 改变天馈系统VSWR大小的因素

实际甚高频地空通信系统中改变VSWR的因素很多,常见的有天馈系统阻抗不匹配、馈线与各元件接口接触不良、二分之一跳线最大折弯半径过大、天馈系统安装调试时技术参数不达标、馈线进水、强电干扰等等。理论上在甚高频通信天馈系统中每增加一个节点都会产生相应的损耗,但信号在天馈系统传输过程中各元件存在不同的相位差异和反射系数,多个元件的参数叠加计算是一个非线性的计算过程。可能会出现某个元件反射系数变大,但其相位的变化补偿这种变化,出现VSWR反而变好的情况,所以不能因为某个元件、或某段馈线的参数来断定VSWR一定会增高,还要考虑元件及馈线发生改变后整个天馈系统的匹配问题,所以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。

5 实际工作中的特殊案例

5.1 遵义遥控台PAE 4信道共用系统故障的处置

2013年11月在例行测试遵义PAE 4信道共用系统时反映区调01扇区和02扇区频率间断出现能收不能发的情况,随后抢修人员在对遵义PAE单机进行检查时又发现作为独立的电台的频点、驻波比、发射功率等指标均在正常范围内,但是经过耦合器后有两个频率的发射功率由衰减近90%,无法满足地空通信的需要,在更换正常耦合器后现象一样。后经过联系厂家工程师并翻阅相关文献得知共用系统要求腔体滤波器和耦合器连线长度要一致或者为发射频率二分之一波长的整数倍以达到电抗匹配,最终定位了故障点为PAE腔体滤波器至耦合器4条同轴电缆中有两根电缆长度不一致,造成信道间相互串扰,发射功率降低,经更换两根较长的同轴电缆后,遵义PAE 4信道共用系统恢复正常。

5.2 磊庄雷达站PAE 10信道共用系统总VSWR小于天线VSWR

6 如何减小VSWR对甚高频通信系统的影响

作为甚高频通信系统,VSWR变化直接会引起发射功率的改变,功率过小会影响地空通信的距离和效果,而功率过大有可能会对其他频率产生干扰,作为空管设备保障部门来讲最好将VSWR控制在通过飞行校验的状态下为宜。为尽量避免不必要VSWR的改变对通信产生影响,实际工作中尽可能做到以下几点:

1) 在甚高频通信系统天馈系统的安装、调试和维护过程中,要严格把关设备安装的工艺水平,确保各个元件接头连接可靠,发射机与各元件、馈线的阻抗匹配;

2) 要加强定期维护管理,定期对天馈系统各连接点进行检查,对室外单元的接头进行防水处理,测量记录天馈系统VSWR;

3) 总结统计分析,对定期维护的记录进行对比分析,对近期出现的异常数据及时处置,防止突发性的问题。

7 结束语

甚高频通信 篇5

1.1 Vo IP技术

Vo IP (Voice over Internet Protocol) 是将模拟语音信号 (Voice) 数字化, 以数据封包 (Data Packet) 的形式在IP数字网络上做实时传递。

1.2 Vo IP相关协议及特点分析

Vo IP协议序列有H.323、SIP、MEGACO和MGCP等。H.323是1种ITU-T标准, 该标准既包括了点对点通信, 也包括了多点会议。H.323定义了4种逻辑组成部分:终端、网关、关守及多点控制单元 (MCU) 。终端、网关和MCU均被视为终端点。会话发起协议 (SIP) 是建立Vo IP连接的IETF标准。

SIP是一种应用层控制协议, 用于和1个或多个参与者创建、修改和终止会话。媒体网关控制协议定义了呼叫控制单元。

Megaco/H.248是1种用于控制物理上分开的多媒体网关协议单元的协议, 从而可以从媒体转化中分离呼叫控制。

MGCP属于控制协议, 允许中心控制台监测IP电话和网关事件, 并通知它们发送内容至指定地址。

1.3 Vo IP传输构成

传统语音业务, 由PSTN完成呼叫、转接所有功能。IP语音业务与之不同。IP语音网关提供IP网络和公用电话网 (PSTN/ISDN) 间的端口, 通过PSTN连接到IP语音网关, 由IP语音网关将模拟信号转换为数字信号并压缩打包, 数据量只有17KB-25KB, 使得语音信息在IP网络上传输成为可能, 基本无语音延时。然后再经网络到被叫侧IP语音网关, 被叫端网关负责将分组传送过来的语音数据包还原成模拟语音信号, 并通过PSTN线路传送给被叫电话终端。在实际组网应用中, Gate Keeper (网守) 是必不可少的, 用它来完成路由和访问控制等功能, 使得组网更加方便, 甚至穿透NAT区。

2 IP甚高频语音在海事应用

2.1 江苏海事甚高频运用现状

目前各市地方海事局已有的甚高频系统已能实现本地部分范围内的语音通信, 但是省局指挥室尚无法使用甚高频对前端进行调度指挥, 因此迫切需要利用现有各市甚高频系统的资源, 在省局指挥室建立甚高频语音调度系统实现省市县三级对前端的调度指挥。目前苏州市、南通市地方海事局甚高频系统运行情况较好, 先整合这2个市的甚高频语音调度系统, 实现省局直接对市局VHF通讯系统的侦听、通讯和管理功能。

2.2 系统结构

通过甚高频语音调度系统实现现场应急语音通信是最安全、最稳定、最保险的应急通讯方式, 甚高频语音调度系统的主要功能是当水上重大危急事件发生时, 值班员利用该系统实现与现场一线执法人员VHF通讯、与省市两级主要应急管人员、与搜救中心成员单位等应急人员一键通讯, 进行组织协调和调度指挥。

苏州、南通、镇江、洪泽湖基地、骆马湖基地、无锡太湖基地等重点水域的地方海事甚高频系统联网整合接入省地方海事局语音调度指挥平台, 省局通过该套系统已经实现了与海事执法人员的VHF通信。

本着保护原有投资的原则, 本项目将对包括洪泽湖基地、骆马湖基地、太湖搜救基地 (分别涉及徐州、宿迁、淮安、无锡等地地方海事甚高频系统) 甚高频系统进行整合, 在徐州京杭运河市区段、宿迁骆马湖搜救基地、宿迁泗洪县洪泽湖水上搜救中心、淮安洪泽湖水上搜救中心、无锡太湖基地各增设一套甚高频语音发射台, 并分别配备2部数字对讲机。下一步是厘清本次甚高频系统整合的组网结构 (见图1) 。

无线调度系统将电话和无线电、呼叫处理、监控和记录功能集成于单一操作员界面。系统最多可支持30个端口, 每个端口都可设定为座席、电话或无线电线路。最多可提供16个操作员席位, 每个席位包括1台主计算机、显示屏、桌面式喇叭。

主计算机运行先创公司基于WindowsR的Integrator DCSTM软件, 为操作员提供显示电话/无线电通道和系统功能的图形用户界面 (GUI) 。根据控制中心要求, 显示屏可为大型或小型液晶显示器, 可提供触摸屏、鼠标/轨迹球控制。操作员图形用户界面具有广泛可配置性, 屏幕文字标签可使用各种语言。使用桌面式喇叭和耳麦可最大程度降低桌面空间要求。每个喇叭都带有音量控制, 用于对话 (选择) 音频和监听 (非选择) 音频。

电话和无线电线路的数字交换和接口通过小型DCS-5020数字交换机实现。每台数字交换机最多可支持6个接口端口, 这些端口可设定为调度台音频、电话或无线电线路。通过使用其中一种E1互连方式, 如:光纤、同轴或双绞线电缆, 或IP网络将多个数字交换机连接在一起, 可提供更多的端口。

系统集成了电话以及数字和模拟无线电控制, 可支持多达30个可定义的端口, 包括16个基于屏幕的操作员调度台, 能够满足各种专业应用需要, 如公共安全、应急服务、运输、公用事业和民营企业。系统提供许多常规调度台系统所具备的功能, 基于分布式结构, 即使有多个操作员席位也不需要中心交换机。

用户在初期是大量的模拟常规对讲机和少量数字对讲机混合使用情况, 因此本次甚高频系统整合将保证中转台可设置为混合工作模式, 即当接到数字信号时, 自动转发数字信号;当收到模拟信号时, 自动转发模拟信号。

通过上述结构, 将形成以省地方海事局为核心的IP联网通信系统, 省局可以通过调度台直接呼叫前端执法人员和船只, 也可以通过有线电话拨号呼叫。

2.3 系统功能组成

系统充分利用已有的IP数据专网作为链路, 通过先进的IP交换技术, 灵活地组建任意规模的通信网络。实现功能如下:

(1) 调度员座席功能

调度员的操作界面为全中文图形化操作界面, 且可以根据调度员的工作类型不同, 进行制定设置, 即不同功能的调度员使用不同的调度界面。同一个调度员座席, 可以设置调度员密码, 实现不同调度员使用同一个调度员电脑时, 使用指定的操作界面。多调度座席时, 座席可设置优先等级。优先等级高的座席可以优先占用系统内资源, 即系统内强插、强拆功能。

(2) 有线资源接入功能

可以将海事有线电话、专网电话、卫星电话及移动电话资源以标准电话接口的方式接入到系统内。电话功能可以实现电话本功能、重播功能、拨号快捷键功能、保留通话功能。

(3) 无线资源接入功能

可以将多种不同品牌、不同波段的对讲机、短波电台接入系统。实现不同对讲设备之间的互联互通。在公安行业中, 可以将350兆对讲机和800兆对讲机接入系统, 并实现350兆与800兆对讲机之间的通话功能。支持多种数字信令对讲机, 如建伍NEXEDGE和Fleetsync信令, 摩托罗拉和欧宇航的TETRA信令, 以及P25、MOTOTRBO、i DEN等世界专用通信行业流行的数字通信体系。该功能实现个呼、组呼、紧急呼叫、文字短信等功能。随着技术的发展, 先创还将会开发支持更多新的协议, 如中国的PDT。

(4) 语音调度功能

派接功能—调度员可以将系统内所有线路资源派接在一起进行通话 (包括有线和无线资源) , 支持同时发起6组独立派接;

会议功能—调度员可以将系统内所有线路资源拉入一个会议模式, 进行多方通话 (包裹有线和无线资源) 。

多路开关功能—调度员可以同时开通多个线路资源, 发起广播呼叫;

监听功能—调度员可以对所有线路或其中某 (几) 条线路进行监听;

呼叫列表—提供详细的呼叫列表, 包括来话呼叫、未接呼叫、已拨呼叫、当前呼叫等详细列表。其中包括每一次呼叫的时间、发起呼叫方、呼叫类型、短信等, 以方便调度员对呼叫事件进行查找;

报警音功能—调度员可以在发起呼叫前向用户发起报警音, 用来提示被呼叫用户;

多音频接口—为调度员提供多种音频接口, 以方便调度员进行操作包括头戴式耳麦、桌面麦克风及扬声器。在调度员使用头戴式耳麦时, 调度员可以关闭桌面扬声器。当调度员头戴式耳麦被拔出时, 系统强行打开扬声器, 保证语音业务可以被调度员收听。

(5) 数字I/O自动检测控制功能

每一台数字交换机提供6个数字输入输出控制开关。可以将门禁开关、传感器检测报警、广播开关等功能集成在DCS-5020的调度员界面上, 以实现一些自动控制功能。

(6) 第三方接口功能

提供第三方接口, 可以调用如PDF、WORD等格式, 如应急事件处理流程等的电子文档, 缩短调度员查找资料的时间, 实现无纸化办公;可以访问网站、如天气网站、地图网站及其他内部网站资源, 便于调度员查找信息;可以调用基于IP的视频监控图像, 从而实现与闭路电视监控系统的有机整合;可以完美嵌套基于BS开发应用软件, 实现多系统融合, 为调度员提供统一的人机接口, 提高工作效率。

3 Vo IP甚高频通信在民航应用

Vo IP甚高频在民航领域应用比较普遍, 文章以华东空管局为例重点介绍。

为了执行空中交通管制的业务职能, 华东空管局的空中管制人员必须与本区空域的飞机进行甚高频通信。目前, 华东空管局网络公司已经自行建立了数个成规模的地面数据通信网络, 承载甚高频语音 (VHF) 的传输业务。

当前, 华东地区空管数据通信网络中, 使用的接入设备都是上世纪90年代中期研发和生产的路由器、复用器设备。目前空管使用这些设备大都已经停产或即将退出市场。由这些设备组成的网络, 传输机制也比较单一, 仍然在采用非常传统的电路交换方式, 设备的可维护性、业务扩展能力都比较受限制。

民航通信网络传输的发展方向正在逐步从传统的低速串口通信转向基于TCP/IP协议的IP传输网络。基于IP协议的承载介质可以穿越运营商的IP网络, TD-SCDMA网络, 民航VPN网等等, 增强数据转发的适应性和健壮性, 并且承载多种民航业务, 在不增加或者不显著增加成本的情况下, 提供较强的可扩展能力。因此, 文章就将测试基于Vo IP传输的民航甚高频通信, 是否能满足空管业务的传输要求。

IP语音路由器采用MSR进行组网。MSR路由器采用成熟并且结合空管专业版本的软件操作系统, 提供丰富的QOS特性, 全面支持IPv6, 采用OAA (Open Application Architecture) 开放应用体系架构。MSR50系列路由器还通过OAA架构提供基于路由器的统一通信功能, 为用户提供灵活的语音呼叫处理、IP-PBX、IP电话会议和即时通讯等功能一体化的开放通信解决方案。MSR路由器支持多种中继传输网络, 包括E1专线方式和MSTP专线方式等, 可以实现在广域网上的不同传输方式, 既满足今后通信技术发展, 又满足空管专业数据的可靠传输。

4 Vo IP甚高频通信与其他交通热线融合

由于Vo IP甚高频通信基于网络IP技术, 采用OAA (Open Application Architecture) 开放式架构, 使得甚高频技术焕发生机, 保护现有投资的同时还能与所有基于Vo IP技术语音通讯融合, 形成统一通信模式。

今年交通部要求全国交通服务热线统一号码12328, 仍保留水上救助12395, 接到水上运输相关业务咨询投诉实现电话转接、流转。基于Vo IP的甚高频通信系统能满足这些要求, 不但可以实现电信线路级的转接, 也可以实现Vo IP网络化转接,

5结语

通过Vo IP技术, 将传统的甚高频和PSTN无缝地关联起来, 并能够与其他行业用到的SIP网络语音通信电话融合, 不仅节省了原来的投资, 也确保了统一通信时代要求。

参考文献

[1]索继东.VTS子系统组成原理[M].北京:中华人民共和国海事局, 2001.

[2]张登银, 孙精科.VoIP技术分析与系统设计[M].北京:人民邮电出版社, 2003.

甚高频通信 篇6

1 VHF通信介绍

1.1 调幅波基本概念

VHF电台调制方式采用调幅调制。调幅波基本概念:以低频调制信号调制载波的振幅,使载波的振幅随低频调制信号的瞬时值而变化。其原理如图1所示。

1.1.1 调幅理论公式

Ia:载波振幅

m:调制系数,当以百分比表示时为调制度

ρ:信号角频率

ω:载波角频率

2 FSH3在民航甚高频通信维护的应用

2.1 滤波器调整

在日常工作中滤波器的调整是每个机务员必须会的技术之一,现在就介绍一款用于滤波器调整的仪器便携式频谱仪FSH3。

本文中使用的仪器是德国R&S公司生产的便携式频谱仪FSH3,如图2所示,其工作频率范围100kHz到3GHz,加载不同软件可实现以下功能:

1)通用频谱分析:维修;系统维护;实验室简易应用。

2)基站安装:功率测量;测量天线SWR;测量电缆断点(和不良接触点)。

3)场强测量:干扰测量;测量有用信号。

4)EMC预测试。

5)信号监测。

滤波器是甚高频系统中重要的组成部分,由于天线驻波比在民航甚高频频率范围内不是定值,可能在某个频率下驻波比不理想,加装发射滤波器将天馈与电台阻抗匹配,将驻波比控制在大于1,小于1.5范围内,使电台可以正常工作。

输入;端口输入;功率探头;信号源型插口;电源插口;显示屏;232光接口;8设置键;9状态键;10转扭;11单位转换键;12预设键;13移动键;14任务键;15开关键;16字母键;17功能键;18菜单健;19菜单指示;20耳机插口。

使用FSH3调整滤波器,分为滤波器的调整和系统统调。滤波器的调整是将滤波器甩开系统调整。系统统调是将滤波器接入天馈一起调整。因为有时候滤波器调的很好但接入天馈后参数不是很好,还需微调整参数。滤波器调整的参数有插入损耗、驻波比、正负500KHZ的衰减、反射损耗。

2.1.1 调整插入损耗,调插损前按图5将FSH3进行直通校准,校准完成后按图6连接

FSH3直通校准:

1)按图5连接。

2)按下MEAS键,再按F1键选择TRACKING GEN。

3)按下MEAS MODE键,再按F3选择SCALAR即标量模式。

4)按下FRE键设置中心频率:如127MHZ。

5)按下SPAN键设置设置带宽:如1.2MHZ。因为通常我们要测试+500K和-500K的衰减,所以一般设置带宽为1.2MHZ。

6)设置扫描时间:手动设置为1秒。

7)进行校准:按MEAS键F1键选择TRANSM CAL选择CONTINUE如图7所示,显示直通校准成功。到此校准成功,可以进行插损调整了。

按图6连接。调整旋钮,将波形的中心位置对准中心频率,看此时的插入损耗是否大于-2dB。一般插损控制在-2 dB—-1 dB之间,+500K和-500K的值要小于-15dB即可。插损不要太接近-1 dB,太接近会影响+500K和-500K的值,因为插损越小,选择性变差即+500K和-500K的值会变大。有时候如果电磁环境不好,可增大插损来提高选择性。

如果插入损耗指标达不到要求,可调节滤波器输出阻抗调整旋钮。如果调节输出阻抗也不能使插入损耗达到指标时,再调节输入阻抗调整旋钮,直到插入损耗、+500K和-500K的值达到指标,切记调节时不要急躁。插入损耗、+500K和-500K的值达标后,再调整反射衰减。

2.1.2 调整反射衰减

1)按图4将FSH3加电桥即FSH-Z2,按下MEAS键选择reflect call反射校准键,按照提示依次接开路、短路校准器进行校准。

2)校准完成后,显示反射校准成功。

3)用馈线将电桥与滤波器输入连接,滤波器输出接假负载。

4)调整旋钮和输出阻抗旋钮,调反射衰减到小于-20dB。如果反射衰减指标实在达不到要求,可结合输入阻抗旋钮,一起进行调整,直到反射衰减指标达到要求。

按下AMPT软键、选择RANGE、选择VSWR、选择驻波比范围如选择1-1.5,回车读驻波比。驻波比范围小于1.5即可,最好调到小于1.2,一般情况反射衰减达标驻波比也达标。

调整完反射衰减后,按步骤一逐步进行,查看插入损耗、+500K和-500K的值是否达标,如果不达标则需要重新调整。如果插入损耗、+500K和-500K的值达标,则需进行统调。

2.1.3 统调

单个滤波器参数调整完成后,还要进行统调。这又分为天线非共用系统和天线共用系统。对于天线非共用系统,一根天线只有一个信道,所以单个滤波器参数调整完成后,将天线与滤波器相连如图9所示,只需微调获得一个较好的驻波比即可,读取反射功率和驻波比。用功率计测输出功率如图9所示。

对于天线共用系统,是将若干个信道通过合路器相连,再接天线。由于合路器的隔离度不够,所以要求天线共用系统不能有相同频率,并且频率不能太近,频率接近需加装陷波器。

对于天线共用系统,先将连接相同合路器的所有滤波器单个参数调好,调整的步骤与非共用系统相同,调好后。再将滤波器接入合路器将参数调好,再将滤波器、合路器与天线连接,进行联调如图10连接,联调调获得一个较好的驻波比,测出反射功率、驻波比。再将电台、滤波器、合路器、天线如图11连接测输出功率。至此调整完成。

3 结束语

本文介绍了便携式频谱仪FSH3详细介绍了使用FSH3调整滤波器的步骤。希望对初次使用FSH3手持频谱仪调整滤波器的技术人员有所帮助。

参考文献

甚高频通信 篇7

对于民航甚高频通信系统而言, 其常见的干扰类型包括互调、交调、副波道及阻塞等干扰类型。

1.1 互调干扰

此种干扰主要是由于电路非线性引起的, 按照各种产生位置可将其分为发射机与接收机两种类型的互调干扰。其中, 后者主要指的是两个及以上的干扰信号共同作用在混频器输入端之上而组合形成的干扰。而对于前者而言, 其主要是由于发射机其它信道的发射信号耦合到末级和本机, 因而功放电路中发射信号互相调制产生了频率新组合, 此干扰信号同有用信号一块发射出来, 因而导致了发射机互调干扰的形成。对于互调干扰而言, 其不仅会直接影响甚高频通信系统的通话质量, 甚至还会导致信号发生严重的失真, 进而造成塔台同飞行器之间无法联络, 对于民航地面通信系统将会带来严重的影响。

1.2 交调干扰

若混频器输入端同时有干扰和有用信号存在, 此时, 在变频器非线性作用下, 将会使干扰调制信号朝着有用信号方向发生转移, 进而造成中频回路无法将此干扰滤除, 这就是所谓的交调干扰。检波器在检波之后, 有用信号发出的同时也会被干扰, 而干扰幅度同有用信号的电压成正比, 因此, 一旦有用信号幅度降低, 干扰信号也会减小, 而停播有用电台时, 干扰声音也会跟着消失。就像将干扰信号调制到了有用信号载波上似的, 而交调干扰同有用及干扰信号频率没有关系。也就是说, 无论干扰及有用信号频率有多大差别, 只要其同时进入输入端, 且强度足够, 就很有可能导致交调干扰的产生, 由此可见, 交调干扰危害性相当大。

1.3 副波道干扰

干扰同本振相组合所形成的中频通道即副波道及寄生通道。其中, 副波道干扰最为常见, 严重性最大的当属中频及镜像干扰。一旦干扰信号的频率同接收机中频频率接近甚至相同时, 就会导致中频干扰的形成, 一旦干扰频率为接收频率镜像的位置时, 就会导致镜像干扰的形成。

1.4 阻塞干扰

若大功率电台接近接收机时, 很容易导致接收电台受到强信号的阻塞。一旦强信号发生阻塞, 将会导致输出有用信号幅度的大幅降低, 甚至导致其无法被接收, 进而对接收机的顺利工作带来严重的影响。

2 提高民航甚高频通信系统可靠性的对策分析

2.1 进行异地备份的建设

所谓的异地备份主要指的是通过进行不同地点甚高频台的建立, 实现同扇区不同地点甚高频台的异地备份。进行甚高频台的建立时, 应在同扇区覆盖三个及以上的甚高频台, 以便大幅度提供通信的可靠性。已有实践证明, 对高空扇区的甚高频进行双重覆盖, 也就是说, 各扇区两个甚高频台即可对整个扇区进行覆盖, 从而实现了甚高频台的异地备份。若各扇区覆盖三个及以上的甚高频台, 将会实现99.99%设备保障的目标。

2.2 多个运营商提供通信干线

以故障统计为依据, 运营商提供的通信线路中干线的故障问题相对较多, 因此, 采用多个独立运营商所提供的通信干线, 对于提高甚高频通信系统的可靠性而言具有十分重要的意义。例如, 某些管制中心对于主用的甚高频传输系统干线使用了双干线的模式, 而将其中一地采用了电信2M线进行传输, 另一地采用了联通2M干线作备用干线。而备用设备采用的是C波段的卫星作传输干线, 这样通过引接的甚高频有效实现了备份, 也大幅度提高了甚高频通信系统的可靠性。

2.3 接入业务时进行不同设备的分散

实践发现, 并联结构可以有效提高甚高频通信系统的可靠性, 因此, 进行甚高频的引接过程中, 应注意将相同扇区不同地点的FA16设备进行不同模块的接入, 以便实现模块之间的备份。此外, 对于电源等附属设备而言, 应考虑不同形式的接入, 以尽可能实现接入的并联式。

2.4 尽量减少信号的传输环节

研究发现, 甚高频信号系统中一旦传输增加一个环节, 其可靠性也将会有一定程度的降低, 因此, 应尽可能地将信号传输环节降至最低, 尤其应当减少甚高频信号的多跳传输环节。目前, 我国多数甚高频遥控台收、发信机相互分离, 因此, 传输过程中串接的较多, 建议高空区应尽可能采用收、发信机共用方式, 以进一步简化信号的传输环节, 提高甚高频通信系统的可靠性。

2.5 对内话系统的可靠性进行进一步加强

根据我国目前区域管制中心的传输、内话以及甚高频使用的模式来看, 甚高频通信系统的总体可靠性约99.98%, 因此, 还未实现99.99%设备保障的目标, 因此, 应考虑进行内化系统并联模式的增设, 以进一步提高系统的可靠性。

参考文献

[1]钟锋.民航甚高频电台常见干扰分析[J].中国无线电管理, 2010 (21) :33-35

甚高频通信 篇8

1 VHF电台类故障

一般而言, 天线公用系统和单机系统就是VFH电台的主要分类, 其中的天线公用系统能够根据实际的故障状态来判断是公共部分的问题还是个电台的自身故障[3]。再者, 根据系统的成分也可以将VFB电台故障分类——电台内部模块的故障、滤波器故障和天馈系统故障等, 前者的故障类型分为控制信号类、电源类以及音频信号类故障, 后两者出现故障一般能及时发现, 其表现主要是电台发出的信号电压驻波比异常, 这种故障可能是由以下几点引起的:雨水浸湿导致的受潮、接口处松动、冰霜等的天气因素, 或者是电缆受到损坏, 滤波器与电台连接的问题, 甚至滤波器的频率与发射机频率不一致也会导致电压驻波比的失常, 如果日常检修工作中发现电压驻波比异常就可以从这些方面进行检查, 图1给出了用遥控通信系统的工作方式。

1.1 相关案例分析

故障描述:塔台反映的八信道天线公用系统某通道却接收不到机组的语音信号。

故障分析:

(1) 首先测试与此信道共用系统的其他信道, 其他信道正常收发, 表示可以排除天馈系统故障。

(2) 调节贝壳机, 使得其与故障信道的频率相同, 然后彼此通信, 测试得到, 信道主机没有接收信号, 而备机通信显示正常, 排除备机的接受支路故障可能性。

(3) 经检测, 故障点只可能在主机和3db分路器间的设备或者线路中, 首先进行简单的线路检测, 发现分路器的“D”端口BNC头有松动迹象, 将其连接好, 再次检测主机设备, 接受完好。

1.2 经验总结

(1) 此信道的故障原因在于分路器的线路接头接触不良, 使得信道接受出现问题, 从而出现了信号收发问题。

(2) 天线公用系统常常运作年份过长, 而且是连续工作, 常常会出现设备损坏、线路老化的问题和故障, 所以就要求检修员要定期检查设备和线路, 排查隐患。

(3) VHF天线共用系统中, 几个信道共同使用着一组设备, 主机和备机之间也公用着滤波器分路器等设备, 在进行设备检修的时候, 要以熟练的技巧掌握设备的信号关系, 排除不可能的故障区域, 及时有效的发现并解决问题。

2 传输接入设备类的故障

对于民航地对空通信的传输接入设备, 可供选择的设备类型太多, 甚至于各个空管局及其内部的设备都不尽相同, 但是, 设备及其组合的工作效用都大致相同, 实现话音和键控信号的数字化以及E1的成帧处理, 在设备的日常工作中, 传输接入类设备的故障很常见, 其原因可分为:硬件设置错误和软件参数变动以及模块和接口故障。

2.1 相关案例分析

故障描述:民勤遥控台的卫星路发射无用, 接受现实正常, 但是cu板测试正常, 而且, 复用器和接口单元测试状态都显示正常。系统工作方式如图2所示。

故障分析:依据工作原理, 进行逐级排查。

(1) 在民勤本地测试和DDN链路上进行相应的设备检测, 通行显示正常, 表明公共部分没有出现故障。

(2) 通过卫星路进行通信测试, 发出信号后, cu2000面板上的ptt灯显示正常, 但是远端站的RU2000面板上的指示灯无显示, 经分析, 故障应该出现在两者之间的线路或者接口单元上。

(3) 在此处的RU2000的信号指示不显示, 但是cu2000的指示灯显示正常, 则表示远端站已经将信号发出, 但是接收有了故障, 说明其卫星线路良好, 故障属于接口单元LINE板。

(4) 首先将兰州端LINE1板按照LINE2板进行设置后换上, 经过测试, LINE2的收发都显示正常, 让民勤使用同样的方法测试民勤LINE2路的收发, 其显示也是正常的, 进一步判定双方LINE1板是正常的。

(5) 先前的假设上没有考虑到跳线导致故障的可能性, 因为通常不会有人私自修改其设置, 所以没有考虑到跳线设置的失误, 然后联系双方远端台站的检修员检修跳线设置, 经过仔细核对检修后信号收发恢复正常。

2.2 经验总结

(1) 此次故障的原因可能是远端站进行接口单元的更换后并没有对设备进行系统的通信测试, 所以导致了跳线设置有误, 从而导致了通信异常

(2) 当某部件陈旧或者故障需要更换, 在更换后一定要对通信设备进行系统的整体检查, 否则可能会有意想不到的故障发生。

(3) 像此类的通信链路故障是比较常见的, 当故障发生时, 首先要联系供应商检查通信状况, 然后再对其他的传输设备进行检查, 如果上述并不能解决问题, 可以考虑联系远端检修人员, 协同解决故障, 解释解决问题。

3 终端设备类故障

终端设备例如遥控盒/内话等出现故障的话, 这条通道就会停止工作, 如果内话系统出现故障还有可能引起此系统内的多个席位异常[4], 若是发现此类故障, 首先开启应急设备, 保障通信的正常运转, 然后在一步步的找出并解决故障所在, 内话故障分类如下:

(1) 监控管理系统报告:系统可以自行检测部分故障所在, 然后显示在监控管理系统中, 所有的已确定故障将会在目录中显示, 减弱系统备份或者使得设备异常的成为已确定故障。

(2) 管制员申告监控管理系统无显示:系统只能检测出来一部分故障所在, 对于另外的故障, 检修人员在接到管制员的通知时才能有所发现, 才能对故障进行排查, 相对于系统故障来说, 以下这些故障的影响就比较小:线路工作异常、触摸屏异常、接口中的某些问题、扬声器、头戴式耳机、PTT、麦克风不工作等。

(3) 错误告警:因为其与故障的相似性, 所以容易将两者混淆, 其一, 参数设置错误导致的设备异常, 例如接口的异常通常是由于线路电平的参数错误;其二, 系统中的某一核心元件异常可能会导致与其相关的其他设备异常, 这时只要将核心元件恢复, 就可以将其他设备的异常取消, 系统恢复正常;其三:若是监控管理系统中显示了几个故障, 那么将有可能是其他元件问题, 在系统的其他部分, 按照故障组成就很容易可以排查隐患, 解决问题。遥控盒的故障可以分为:控制信号类、话筒类、设备接口损坏类故障等等。

4 设备间连线类故障

此类故障的可能点包括:连接处松动或脱落、线路短路、线路断路等等, 此类故障一般很难发现, 因为等到所有故障排查完才会想到连接线的问题, 如果已经确定连接线的问题就会方便很多, 直接利用万用表进行线路测试即可。

4.1 相关案例分析

故障描述:内话132.8-1的敦煌台收发信号均显示没有, 与其对应的指示灯PWR灯常亮和PPS灯闪亮, 相对应的V.24面板指示灯为RRD灯闪亮一次, PWR灯常亮, 然后RTD灯和RRD灯同时闪亮一次, 这两种交替出现。

故障分析:

(1) 因为此故障中, 同步板F-LINK指示灯和转换器的灯都指示异常, 所以考虑广电链路上的故障, 连线广电检修人员进行链路检修, 检修人员监测显示链路正常。

(2) 在链路测试正常的情况下, 就有可能有多种故障原因, 这也给排查增加了不少的工作量。因为嘉峪关和敦煌两地的遥控台工作方式相同, 由此可以运用替换法逐个进行故障检查与修复, 第一步要确认敦煌还是兰州端的设备故障, 现将两部转换器的E1接口BNC接头进行对调, 检测发现敦煌端显示正常, 嘉峪关与未进行对调的敦煌端现象一致, 则认为是兰州端的故障, 而且可以确认故障点一定在协转、协转—同步线路、同步单元。然后再进行两部协议转换器的RS232接口和同步板的DTE接口线路。首先进行两部协议转换器的RS232接口的25针头子, 检测发现, 敦煌端正常工作, 嘉峪关与未进行对调的敦煌端现象一致, 则确定协议转换器工作正常, 然后上述已操作的不变化, 再调换同步板DTE接口的9针头子, 经过检测, 敦煌端显示正常, 嘉峪关与未进行对调的敦煌端现象一致, 可以确认是敦煌端的协议转换器和同步板DTE接口之间的线路问题, 经过测试发现是线路短路, 然后重新连线, 再次测试, 两端显示正常, 表示故障已经排除, 通信恢复正常。

4.2 经验总结

(1) 协议转换器与同步板之间的连线如果短路, 就会造成通信故障, 建议在平时检修工作中, 焊接时加上热缩管, 保证不因人为因素引起的设备故障。

(2) 建议在进行设备连线的线路采购时, 经济与质量并重, 选购可靠的超五类网线。

(3) 此类的故障是一个比较复杂的排查过程, 如果可以的话, 建议使用替换法进行故障排查, 如此可以节约很多的时间精力, 在较短的时间内进行更多的故障排查, 解决问题, 保障通信。

5 结语

VFH遥控通信系统的中间步骤环节较为繁杂, 如果出现异常, 故障的排查将会较为复杂, 这就对故障检修人员有了更高的要求, 要求检修人员对理论有深层了解, 对工作原理和方法有更深入的体会, 在故障检查和事故面对上要保持清醒, 不急不躁, 对设备有整体把握, 能够应用相对应的仪器进行故障检查, 最终排除故障, 保证通信的正常运转。

摘要:为了进一步探讨民航甚高频通信系统中的故障问题, 文中对VHF电台类、传输接入设备类、终端设备类、备间连线类进行了故障分析的同时给出了相关案例以及经验总结分析, 这一研究对于当前VFH的稳定性运行具有一定的借鉴意义。

关键词:民航,甚高频通信系统,故障,设备

参考文献

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