甚高頻電臺關于參數(shù)測試標準的討論與研究
2014-12-18 10:47:47厲少睿
企業(yè)技術開發(fā)·中旬刊 2014年12期
厲少睿
摘 ?要：根據(jù)民航局空管局提出的《落實各地空管設備安全運行措施》、《民航空管通信導航監(jiān)視設備巡檢大修管理規(guī)定（初稿）》的規(guī)定，為及時排查華東空管甚高頻設備運行中存在的問題和隱患，保證設備連續(xù)可靠運行，由華東空管局指派巡檢小組對各地空管站VHF設備及ACC遙控臺VHF設備進行全面、準確、細致的檢查維護，優(yōu)化設備的參數(shù)，改善設備的性能，提高設備的穩(wěn)定性。文章針對現(xiàn)有的關于甚高頻電臺的維護維修規(guī)程，結合在巡檢工作中總結的經(jīng)驗，提出一些意見，同時著重于利用綜合測試儀對甚高頻收發(fā)信機參數(shù)進行測試時所使用的測試標準，進行深入的討論及研究。
關鍵詞：甚高頻電臺;參數(shù)測試標準;討論與研究
中圖分類號：TH834 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2014）35-0076-02
1 ?巡檢的內(nèi)容及問題
1.1 ?巡檢內(nèi)容
①查看天線、饋線、機房環(huán)境、電力、傳輸?shù)惹闆r。
②收發(fā)信機常規(guī)檢查及主備切換檢查，包括：設備外觀、揚聲器測試、開關機測試等。其中設備外觀、揚聲器測試、正常啟動可由設備面板上測試，主備機切換測試中計數(shù)切換將PTT切換次數(shù)改為5次，利用OTE測試盒進行主備機切換測試;ALARM測試使用LMT將PSDCFail設為Enable狀態(tài)下主備機的切換情況。
③使用LMT軟件對標準頻率進行校準。
④測試發(fā)射機的輸出功率、輸入音頻范圍及諧波失真系數(shù)。
⑤測試接收機的靈敏度、靜噪門限及音頻諧波失真。音頻諧波失真參照歐洲測試標準，射頻信號電平分別設為-53 dBm、-13 dBm的情況下測試。
⑥通過式功率計竄接在功分器輸出端與天線電纜接口之間測試，測試關鍵點功率及駐波比。
⑦測試收發(fā)天線在115～139 MHz范圍內(nèi)的最大、最小VSWR。
⑧使用FSH3調整濾波器性能，濾波器進行調整，獲得盡可能好的插入損耗和選擇性。
1.2 ?巡檢總結及問題
華東地區(qū)甚高頻設備種類主要為：RS200系列、OTEDTR100和PAE5000系列。通過幾次巡檢，發(fā)現(xiàn)由于各地技術水平不同，設備性能參差不齊，維護水平也各有高低。巡檢組的到來除了對設備進行檢查測試調整外，還和當?shù)丶夹g人員進行全面交流，解決了很多技術難題。
在巡檢中發(fā)現(xiàn)各地的甚高頻維護工作存在著缺陷。首先是維護測試用儀器儀表的缺失或者不統(tǒng)一。各地所使用的綜測儀型號各有不同，這在操作上給巡檢小組帶來了很多的困難。所以建議華東個分局分站能購置統(tǒng)一的測試儀器。
其次是協(xié)調方面。甚高頻巡檢需要長時間停機，這就對現(xiàn)場運行帶來了很大的安全壓力。所以不論是本場還是遙控臺，與管制部門之間的協(xié)調工作就尤為重要。所以建議各地技保部門加強與管制部門的溝通協(xié)調。
此外，巡檢組針對不同的甚高頻設備，在使用綜測儀測試設備參數(shù)時使用的測試標準是相同的。這不是一種十分精確的測試方法。RS、OTE、PAE設備性能各不相同，所以理應用不同的測試標準來衡量其性能。三種設備所屬廠家也各自給出了其特有的測試方法和測試標準，歐洲和我國民航行業(yè)也對測試標準進行了不同的定義。分別設立不同設備的測試標準，將更有利于測試人員深入的了解設備性能，提高安全運行的能力。
2 ?電臺測試標準
2.1 ?歐 ?標
2.1.1 ?發(fā)射機
①頻率準確度：8.33 kHz頻率間隔時誤差為±1 ppm，25 kHz時誤差為±5 ppm，2/3頻偏時誤差為±5 ppm，4頻偏時誤差為±3.8 ppm，5頻偏時誤差為±0.3 ppm。
②載波功率：發(fā)信機載波輸出功率應落在額定最大功率
±1.5 dB內(nèi)。
③調制深度：在普通測試環(huán)境下，調制度至少達到85%。
④調制失真度：調制失真度小于10%。
2.1.2 ?接收機
①接收靈敏度：在普通測試環(huán)境下，接收靈敏度不應超過-101 dBm。
②失真度：調制度30%時小于5%，調制度90%時小于10%。
2.2 ?行 ?標
2.2.1 ?發(fā)射機
①頻率準確度：25 kHz頻率間隔時不大于2×10-6，8.33 kHz頻率間隔時不大于0.1×10-6，3頻偏時不大于0.65 kHz，4頻偏時不大于0.5 kHz，5頻偏時不大于40 Hz。
②載波功率：10～100 W可選。
③最大調制度：不小于99%。
④失真度：不大于5%（調制度90%、f=1kHz）。
2.2.2 ?接收機
①接收靈敏度：SIND為10 dB，靈敏度不大于1.5 uV（m=30%，f=1 kHz）。
②失真度：不大于5%（m=90%、f=1 kHz）。
③靜噪門限：8～15 dB，響應時間不大于30 ms。
2.3 ?RS公司技術標準
2.3.1 ?發(fā)射機
①頻率準確度：小于±1 ppm（0～+40 ℃）。
②載波功率：
發(fā)射功率設為25 W時：
Plow=15±2 W，Pnorm=25±5 W，Phigh=25±2 W。
發(fā)射功率設為50 W時：
Plow=30±2 W，Pnorm=50±5 W，Phigh=50±2 W。
③調制度：60%～90%可調。
④失真度：調制度為90%時，小于5%。
2.3.2 ?接收機
①接收靈敏度：小于1 μV（S+N/N=10 dB，f=1 kHz，m=30%）。
②失真度：m=0.3，小于2%;m=0.9，2%～5%。
③靜噪門限：8～15.5 dB。
2.4 ?OTE公司標準
2.4.1 ?發(fā)射機
①最大射頻輸出功率：47 dBm±1.5 dB。
②調制度：大于85%（-10 dBm;f=1 kHz）。
③諧波失真：小于10%（-7 dBm;f=1 kHz）。
2.4.2 ?接收機
①25 kHz頻率間隔時的靈敏度：小于-101 dBm（SIND=12 dB;m=30%;f=1 kHz）。
②失真度：小于5%（-53 dBm;m=30%;f=1 kHz;CCITTOFF）;小于10%（-53 dBm;m=90%;f=1 kHz;CCITTOFF）。
2.5 ?PAE公司標準（5 000系列）
2.5.1 ?發(fā)射機
①頻率準確度：小于1.5 ppm。
②調制度：95%。
③失真度：小于5%（-10 dBm;f=1 kHz;m=90%）。
2.5.2 ?接收機
①靈敏度：小于1.0 μV（S+N/N=10 dB，m=30%，1 kHz）。
②失真度：大于5%（m=80%，RF輸入-45 dBm）。
3 ?關于測試標準的分析討論
在上文中，對歐標、行標、RS、OTE以及PAE給出的收發(fā)信機的幾個最重要的測試標準進行了歸納，發(fā)現(xiàn)其中有著不同的地方。以下，將針對3種甚高頻設備不同的性能，結合歐標、行標給出的技術標準，以及外出各地巡檢的經(jīng)驗，分別對RS、OTE、PAE三種設備的測試標準給出各自的定義。
3.1 ?發(fā)射機
對發(fā)射機而言，最重要的參數(shù)是頻率準確度、調制度、諧波失真以及載波功率。
3.1.1 ?頻率準確度
頻率準確度指未調制載波頻率與標稱工作頻率之差值。
在OTEDTR100的測試中，可利用CMS54，讀出其發(fā)射機頻率準確度，然后用LMT調節(jié)其TCXO值，使載波頻率與標準值最為接近。CMS54可精確到10-6。所以，對OTE來說，頻率準確度應精確到±2 Hz。
在巡檢中，無法對RS與PAE設備的頻率準確度進行調整，所以綜合這兩家公司給出的標準、歐標以及行標，認為RS的頻率準確度應在±200 Hz內(nèi)，PAE的頻率準確度應在±300 Hz內(nèi)。
3.1.2 ?調制度
調制度指調制波幅值與載波幅值的比。
OTE測試標準中給出了調制度的測試方法：對發(fā)射機加上一個1 kHz，245 mv的音頻，發(fā)射機所達到的調制度為所需測試的標準調制度。
OTE、RS、PAE的發(fā)射機的調制度都應達到85%以上。
3.1.3 ?諧波失真
指當發(fā)射機的線路電平輸入端，加上規(guī)定音頻信號時，發(fā)射機輸出端的二次和更高次諧波成分的總有效值對整個信號的有效值之比。
測試諧波失真時，OTE和PAE標準中對輸入音頻電平的值進行不同的定義。OTE規(guī)定了輸入-7 dBm的音頻時的失真為其諧波失真，值應小于10%;PAE規(guī)定了輸入-10 dBm的音頻時的失真為其諧波失真，值應小于5%;RS則沒有具體規(guī)定輸入的音頻值，其諧波失真應小于5%。OTE將諧波失真值定在小于10%是有欠妥當?shù)?，這個值太大，不利于設備的正常維護，應遵照行標中，將諧波失真值定為小于5%。
3.1.4 ?載波功率
指發(fā)射機在無調制的情況下，在一個射頻周期供給標準輸出負荷的平均功率。
在歐標、RS和OTE給出的標準中，對載波功率的范圍進行了相同的定義，這是必要的。但47 dBm±1.5 dB這個范圍太大。發(fā)射機的功率直接影響了其覆蓋范圍。所以，參照這些標準，定義VHF發(fā)射機的載波功率應為50 W±5 W。
3.2 ?接收機
對接收機而言，最重要的參數(shù)是接收靈敏度和失真度。
3.2.1 ?接收靈敏度
指在標準測試條件下，收信機輸出端得到信噪比為10 dB，輸出功率不小于額定輸出功率的50%，接收機所需的最小的經(jīng)標準測試調制的射頻輸入信號電壓數(shù)值。
不同品牌的接收機性能各不相同，所以3個廠商對其接收機的靈敏度也給出了不同的標準。參考歐標和行標，分別對其進行定義：
OTE：小于1 uV（SIND=12 dB;m=30%;f=1 kHz）
RS：小于1.5 uV（SIND=10 dB;m=30%;f=1 kHz）
PAE：小于1 uV（S+N/N=10 dB;m=30%;f=1 kHz）
3.2.2 ?失真度
指在接收機輸入端加一標準輸入信號，而輸出功率為額定值時，其中各次諧波分量總和的有效值與總輸出信號有效值之比。
在以上標準中，針對接收機的失真度定義分為兩種情況：調制度30%和調制度90%。歐標和行標定義了調制度30%時失真小于5%，調制度90%時失真度小于10%，而OTE、RS、PAE在測試條件上做了不同的定義。結合巡檢經(jīng)驗和標準定義，做出以下定義：
OTE：小于5%（m=30%，f=1 kHz，分別輸入-53 dBm和-13 dBm的RF）
RS：小于2%（m=30%，f=1 kHz，分別輸入-53 dBm和-13 dBm的RF）
PAE：小于5%（m=80%，f=1 kHz，輸入-45 dBm的RF）
4 ?結 ?語
OTE、RS、PAE的相應指標見表1。
通過以上的比較歸納，清晰了甚高頻巡檢時，對于不同廠家設備不同的測試標準。主要區(qū)別在于頻率準確度的測試標準不同，發(fā)射機諧波失真、接收機失真的測試方法不同。在以后的巡檢工作中，如果能以此不同的測試標準和方法對不同廠家的設備進行測試，那么將對甚高頻設備維護維修工作帶來很大的幫助。
參考文獻：
[1] 胡飛.民航甚高頻電臺干擾淺析[J].科技創(chuàng)新導報，2011，（32）.
③調制度：60%～90%可調。
④失真度：調制度為90%時，小于5%。
2.3.2 ?接收機
①接收靈敏度：小于1 μV（S+N/N=10 dB，f=1 kHz，m=30%）。
②失真度：m=0.3，小于2%;m=0.9，2%～5%。
③靜噪門限：8～15.5 dB。
2.4 ?OTE公司標準
2.4.1 ?發(fā)射機
①最大射頻輸出功率：47 dBm±1.5 dB。
②調制度：大于85%（-10 dBm;f=1 kHz）。
③諧波失真：小于10%（-7 dBm;f=1 kHz）。
2.4.2 ?接收機
①25 kHz頻率間隔時的靈敏度：小于-101 dBm（SIND=12 dB;m=30%;f=1 kHz）。
②失真度：小于5%（-53 dBm;m=30%;f=1 kHz;CCITTOFF）;小于10%（-53 dBm;m=90%;f=1 kHz;CCITTOFF）。
2.5 ?PAE公司標準（5 000系列）
2.5.1 ?發(fā)射機
①頻率準確度：小于1.5 ppm。
②調制度：95%。
③失真度：小于5%（-10 dBm;f=1 kHz;m=90%）。
2.5.2 ?接收機
①靈敏度：小于1.0 μV（S+N/N=10 dB，m=30%，1 kHz）。
②失真度：大于5%（m=80%，RF輸入-45 dBm）。
3 ?關于測試標準的分析討論
在上文中，對歐標、行標、RS、OTE以及PAE給出的收發(fā)信機的幾個最重要的測試標準進行了歸納，發(fā)現(xiàn)其中有著不同的地方。以下，將針對3種甚高頻設備不同的性能，結合歐標、行標給出的技術標準，以及外出各地巡檢的經(jīng)驗，分別對RS、OTE、PAE三種設備的測試標準給出各自的定義。
3.1 ?發(fā)射機
對發(fā)射機而言，最重要的參數(shù)是頻率準確度、調制度、諧波失真以及載波功率。
3.1.1 ?頻率準確度
頻率準確度指未調制載波頻率與標稱工作頻率之差值。
在OTEDTR100的測試中，可利用CMS54，讀出其發(fā)射機頻率準確度，然后用LMT調節(jié)其TCXO值，使載波頻率與標準值最為接近。CMS54可精確到10-6。所以，對OTE來說，頻率準確度應精確到±2 Hz。
在巡檢中，無法對RS與PAE設備的頻率準確度進行調整，所以綜合這兩家公司給出的標準、歐標以及行標，認為RS的頻率準確度應在±200 Hz內(nèi)，PAE的頻率準確度應在±300 Hz內(nèi)。
3.1.2 ?調制度
調制度指調制波幅值與載波幅值的比。
OTE測試標準中給出了調制度的測試方法：對發(fā)射機加上一個1 kHz，245 mv的音頻，發(fā)射機所達到的調制度為所需測試的標準調制度。
OTE、RS、PAE的發(fā)射機的調制度都應達到85%以上。
3.1.3 ?諧波失真
指當發(fā)射機的線路電平輸入端，加上規(guī)定音頻信號時，發(fā)射機輸出端的二次和更高次諧波成分的總有效值對整個信號的有效值之比。
測試諧波失真時，OTE和PAE標準中對輸入音頻電平的值進行不同的定義。OTE規(guī)定了輸入-7 dBm的音頻時的失真為其諧波失真，值應小于10%;PAE規(guī)定了輸入-10 dBm的音頻時的失真為其諧波失真，值應小于5%;RS則沒有具體規(guī)定輸入的音頻值，其諧波失真應小于5%。OTE將諧波失真值定在小于10%是有欠妥當?shù)?，這個值太大，不利于設備的正常維護，應遵照行標中，將諧波失真值定為小于5%。
3.1.4 ?載波功率
指發(fā)射機在無調制的情況下，在一個射頻周期供給標準輸出負荷的平均功率。
在歐標、RS和OTE給出的標準中，對載波功率的范圍進行了相同的定義，這是必要的。但47 dBm±1.5 dB這個范圍太大。發(fā)射機的功率直接影響了其覆蓋范圍。所以，參照這些標準，定義VHF發(fā)射機的載波功率應為50 W±5 W。
3.2 ?接收機
對接收機而言，最重要的參數(shù)是接收靈敏度和失真度。
3.2.1 ?接收靈敏度
指在標準測試條件下，收信機輸出端得到信噪比為10 dB，輸出功率不小于額定輸出功率的50%，接收機所需的最小的經(jīng)標準測試調制的射頻輸入信號電壓數(shù)值。
不同品牌的接收機性能各不相同，所以3個廠商對其接收機的靈敏度也給出了不同的標準。參考歐標和行標，分別對其進行定義：
OTE：小于1 uV（SIND=12 dB;m=30%;f=1 kHz）
RS：小于1.5 uV（SIND=10 dB;m=30%;f=1 kHz）
PAE：小于1 uV（S+N/N=10 dB;m=30%;f=1 kHz）
3.2.2 ?失真度
指在接收機輸入端加一標準輸入信號，而輸出功率為額定值時，其中各次諧波分量總和的有效值與總輸出信號有效值之比。
在以上標準中，針對接收機的失真度定義分為兩種情況：調制度30%和調制度90%。歐標和行標定義了調制度30%時失真小于5%，調制度90%時失真度小于10%，而OTE、RS、PAE在測試條件上做了不同的定義。結合巡檢經(jīng)驗和標準定義，做出以下定義：
OTE：小于5%（m=30%，f=1 kHz，分別輸入-53 dBm和-13 dBm的RF）
RS：小于2%（m=30%，f=1 kHz，分別輸入-53 dBm和-13 dBm的RF）
PAE：小于5%（m=80%，f=1 kHz，輸入-45 dBm的RF）
4 ?結 ?語
OTE、RS、PAE的相應指標見表1。
通過以上的比較歸納，清晰了甚高頻巡檢時，對于不同廠家設備不同的測試標準。主要區(qū)別在于頻率準確度的測試標準不同，發(fā)射機諧波失真、接收機失真的測試方法不同。在以后的巡檢工作中，如果能以此不同的測試標準和方法對不同廠家的設備進行測試，那么將對甚高頻設備維護維修工作帶來很大的幫助。
參考文獻：
[1] 胡飛.民航甚高頻電臺干擾淺析[J].科技創(chuàng)新導報，2011，（32）.
③調制度：60%～90%可調。
④失真度：調制度為90%時，小于5%。
2.3.2 ?接收機
①接收靈敏度：小于1 μV（S+N/N=10 dB，f=1 kHz，m=30%）。
②失真度：m=0.3，小于2%;m=0.9，2%～5%。
③靜噪門限：8～15.5 dB。
2.4 ?OTE公司標準
2.4.1 ?發(fā)射機
①最大射頻輸出功率：47 dBm±1.5 dB。
②調制度：大于85%（-10 dBm;f=1 kHz）。
③諧波失真：小于10%（-7 dBm;f=1 kHz）。
2.4.2 ?接收機
①25 kHz頻率間隔時的靈敏度：小于-101 dBm（SIND=12 dB;m=30%;f=1 kHz）。
②失真度：小于5%（-53 dBm;m=30%;f=1 kHz;CCITTOFF）;小于10%（-53 dBm;m=90%;f=1 kHz;CCITTOFF）。
2.5 ?PAE公司標準（5 000系列）
2.5.1 ?發(fā)射機
①頻率準確度：小于1.5 ppm。
②調制度：95%。
③失真度：小于5%（-10 dBm;f=1 kHz;m=90%）。
2.5.2 ?接收機
①靈敏度：小于1.0 μV（S+N/N=10 dB，m=30%，1 kHz）。
②失真度：大于5%（m=80%，RF輸入-45 dBm）。
3 ?關于測試標準的分析討論
在上文中，對歐標、行標、RS、OTE以及PAE給出的收發(fā)信機的幾個最重要的測試標準進行了歸納，發(fā)現(xiàn)其中有著不同的地方。以下，將針對3種甚高頻設備不同的性能，結合歐標、行標給出的技術標準，以及外出各地巡檢的經(jīng)驗，分別對RS、OTE、PAE三種設備的測試標準給出各自的定義。
3.1 ?發(fā)射機
對發(fā)射機而言，最重要的參數(shù)是頻率準確度、調制度、諧波失真以及載波功率。
3.1.1 ?頻率準確度
頻率準確度指未調制載波頻率與標稱工作頻率之差值。
在OTEDTR100的測試中，可利用CMS54，讀出其發(fā)射機頻率準確度，然后用LMT調節(jié)其TCXO值，使載波頻率與標準值最為接近。CMS54可精確到10-6。所以，對OTE來說，頻率準確度應精確到±2 Hz。
在巡檢中，無法對RS與PAE設備的頻率準確度進行調整，所以綜合這兩家公司給出的標準、歐標以及行標，認為RS的頻率準確度應在±200 Hz內(nèi)，PAE的頻率準確度應在±300 Hz內(nèi)。
3.1.2 ?調制度
調制度指調制波幅值與載波幅值的比。
OTE測試標準中給出了調制度的測試方法：對發(fā)射機加上一個1 kHz，245 mv的音頻，發(fā)射機所達到的調制度為所需測試的標準調制度。
OTE、RS、PAE的發(fā)射機的調制度都應達到85%以上。
3.1.3 ?諧波失真
指當發(fā)射機的線路電平輸入端，加上規(guī)定音頻信號時，發(fā)射機輸出端的二次和更高次諧波成分的總有效值對整個信號的有效值之比。
測試諧波失真時，OTE和PAE標準中對輸入音頻電平的值進行不同的定義。OTE規(guī)定了輸入-7 dBm的音頻時的失真為其諧波失真，值應小于10%;PAE規(guī)定了輸入-10 dBm的音頻時的失真為其諧波失真，值應小于5%;RS則沒有具體規(guī)定輸入的音頻值，其諧波失真應小于5%。OTE將諧波失真值定在小于10%是有欠妥當?shù)?，這個值太大，不利于設備的正常維護，應遵照行標中，將諧波失真值定為小于5%。
3.1.4 ?載波功率
指發(fā)射機在無調制的情況下，在一個射頻周期供給標準輸出負荷的平均功率。
在歐標、RS和OTE給出的標準中，對載波功率的范圍進行了相同的定義，這是必要的。但47 dBm±1.5 dB這個范圍太大。發(fā)射機的功率直接影響了其覆蓋范圍。所以，參照這些標準，定義VHF發(fā)射機的載波功率應為50 W±5 W。
3.2 ?接收機
對接收機而言，最重要的參數(shù)是接收靈敏度和失真度。
3.2.1 ?接收靈敏度
指在標準測試條件下，收信機輸出端得到信噪比為10 dB，輸出功率不小于額定輸出功率的50%，接收機所需的最小的經(jīng)標準測試調制的射頻輸入信號電壓數(shù)值。
不同品牌的接收機性能各不相同，所以3個廠商對其接收機的靈敏度也給出了不同的標準。參考歐標和行標，分別對其進行定義：
OTE：小于1 uV（SIND=12 dB;m=30%;f=1 kHz）
RS：小于1.5 uV（SIND=10 dB;m=30%;f=1 kHz）
PAE：小于1 uV（S+N/N=10 dB;m=30%;f=1 kHz）
3.2.2 ?失真度
指在接收機輸入端加一標準輸入信號，而輸出功率為額定值時，其中各次諧波分量總和的有效值與總輸出信號有效值之比。
在以上標準中，針對接收機的失真度定義分為兩種情況：調制度30%和調制度90%。歐標和行標定義了調制度30%時失真小于5%，調制度90%時失真度小于10%，而OTE、RS、PAE在測試條件上做了不同的定義。結合巡檢經(jīng)驗和標準定義，做出以下定義：
OTE：小于5%（m=30%，f=1 kHz，分別輸入-53 dBm和-13 dBm的RF）
RS：小于2%（m=30%，f=1 kHz，分別輸入-53 dBm和-13 dBm的RF）
PAE：小于5%（m=80%，f=1 kHz，輸入-45 dBm的RF）
4 ?結 ?語
OTE、RS、PAE的相應指標見表1。
通過以上的比較歸納，清晰了甚高頻巡檢時，對于不同廠家設備不同的測試標準。主要區(qū)別在于頻率準確度的測試標準不同，發(fā)射機諧波失真、接收機失真的測試方法不同。在以后的巡檢工作中，如果能以此不同的測試標準和方法對不同廠家的設備進行測試，那么將對甚高頻設備維護維修工作帶來很大的幫助。
參考文獻：
[1] 胡飛.民航甚高頻電臺干擾淺析[J].科技創(chuàng)新導報，2011，（32）.
