劉海天

（民航溫州空中交通管理站，浙江 溫州325024）

甚高頻業(yè)務(wù)是民航空管對空指揮通信的主要手段，管制員和飛行員之間要通過地面電臺實現(xiàn)實時地空對話、發(fā)布管制指令，其通信質(zhì)量的好壞和可靠程度的高低則會直接影響飛行安全、管制安全。

1 故障現(xiàn)象

2019 年10 月30 日上海區(qū)管報CH11 信道有強烈的噪音，偶爾沒有接收，同頻率CH15 信道接收正常，本地實時監(jiān)聽能聽到偶爾的嗡嗡聲，有時存在信號斷續(xù)的情況，檢查設(shè)備工作狀態(tài)正常。在11 月-12 月期間，又有多次反映CH11 信道在西面280 公里處存在接收信號斷續(xù)的問題，同頻率CH15 信道接收正常。

2 問題分析

2.1 環(huán)境描述

甚高頻位于海拔約700 米的山頂上，西面區(qū)域多山，此信道管制使用的區(qū)域正為西面區(qū)域。甚高頻收發(fā)信機為收發(fā)一體機，甚高頻CH11 和CH15 是兩個同頻信道，兩個信道分別連接不同的接收天線，CH11 接收天線在鐵塔頂端平臺的西南方向，CH15 接收天線在鐵塔中層平臺的西南方向。

2.2 系統(tǒng)介紹

甚高頻系統(tǒng)包括甚高頻收發(fā)信機及其共用系統(tǒng)、信號傳輸部分、甚高頻監(jiān)控系統(tǒng)，甚高頻收發(fā)信機系統(tǒng)完成話音信號對空發(fā)射和接收，包括收發(fā)信機(單機或多信道系統(tǒng))、發(fā)射和接收天線、濾波器、分配器、功分器、射頻切換器、隔離器、射頻饋線、機柜或機架、監(jiān)控接口單元等；信號傳輸系統(tǒng)完成甚高頻收發(fā)信機系統(tǒng)與終端系統(tǒng)之間的話音、控制、監(jiān)控數(shù)據(jù)的信號傳輸，主要包含傳輸設(shè)備、接入設(shè)備、通信介質(zhì)（例如光纖、衛(wèi)星、同軸電纜等）。

射頻合成器將各信道送來的射頻信號合成為一路信號，送往饋線直至天線發(fā)射出去。分配器接收天饋線送來的射頻信號，并將其分別送往各個信道中，各信道通過接收濾波器濾出本信道的射頻信號，送往各信道接收機。

濾波器是一種選頻裝置，可以使信號中特定頻率成分通過，而極大地衰減其他頻率成分，民航地空通信系統(tǒng)中發(fā)射通路和接收通路用的濾波器都為帶通腔體濾波器。腔體濾波器由諧振腔、調(diào)諧螺絲等組成，頻率可調(diào)，主要技術(shù)指標(biāo)為插入損耗和±500KHz 的衰減值。

對接收機來說，同樣也是采用雙機互為備份配置，那么射頻信號必須經(jīng)過功率分配，以阻抗匹配的方式平均分配到兩部接收機中，這里的功率分配器在網(wǎng)絡(luò)中起到耦合作用。

2.3 問題分析

由于收發(fā)信機監(jiān)聽有信號斷續(xù)問題，因此可以排除傳輸線路的問題，故障可能存在甚高頻系統(tǒng)接收流程中的某個部件，甚高頻共用天線系統(tǒng)接收流程如圖1 所示。

圖1 甚高頻共用天線系統(tǒng)接收流程圖

從接收天線至接收機中的任何一個部件存在問題，都有可能導(dǎo)致接收信號差的問題，由于管制只反映CH11 信道接收問題，未反映共用一根天線的其他3 個信道，而且主備機都存在接收問題，因此首先懷疑是接收濾波器的問題，經(jīng)過幾次對接收濾波器差損和選擇性的調(diào)整，盡量降低差損值，調(diào)整后差損：-0.85dBm，+500K：-13.54dBm，-500K：-13.29dBm，調(diào)整后仍然存在接收斷續(xù)問題。

對接收靈敏度和失真度進(jìn)行檢測，分別檢測了單機靈敏度和帶濾波器的系統(tǒng)靈敏度，帶濾波器靈敏度CH11A 機為-98dBm，CH11B 為-96dBm，CH15A 帶濾 波 器 靈 敏 度 為-96.5dBm，CH15B 為-93dBm。甚高頻系統(tǒng)要求靈敏度檢測結(jié)果為CH11 靈敏度比CH15 靈敏度略好，失真度也在正常范圍內(nèi)，為了進(jìn)一步排除接收機及功分器的可能性，重新更換CH11 主備機的接收模塊，及主機的信號處理模塊，更換功分器，更換后仍存在接收斷續(xù)問題。

經(jīng)過以上測試后，將故障點鎖定在天線和射頻電纜部分，對接收天線進(jìn)行駐波比測試，結(jié)果為1.2，測試結(jié)果正常，懷疑是天線耦合性能變差，導(dǎo)致無法接收較弱的信號，為了確認(rèn)是否天饋線的問題，停機將CH1-CH4 的接收天線饋線端和CH9-CH12 的接收天線饋線端互換后，故障點發(fā)生轉(zhuǎn)移，確認(rèn)故障點在天饋系統(tǒng)，后調(diào)撥備件后，將CH11 接收天線更換，更換后信號恢復(fù)正常。

總結(jié)本次故障的原因，是接收天線耦合性能變差，導(dǎo)致對弱信號接收能力變差，而信號丟失區(qū)域，距離遠(yuǎn)，而且是山區(qū)，存在信號弱的情況，因此會發(fā)生信號斷續(xù)的情況，而其他近距離的區(qū)域則沒有出現(xiàn)信號斷續(xù)的情況。

3 同類故障的排除方法、步驟及建議措施

（1）首先通過本地監(jiān)聽，確認(rèn)收發(fā)信機接收是否正常。

（2）通過監(jiān)聽，確認(rèn)主備機是否都存在相同的問題，如果都存在，則優(yōu)先檢查公共部件，如濾波器、功分器、饋線接口、天線。

（3）濾波器通過頻譜儀進(jìn)行檢查，看差損值是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

（4）功分器可以通過頻譜儀的網(wǎng)分功能進(jìn)行衰減測試。

（5）天線可以通過頻譜儀的網(wǎng)分功能進(jìn)行駐波比檢查，但駐波比不能完全反映天線的接收性能，還要通過綜測儀、頻譜儀、測試天線來檢測當(dāng)前天線的射頻接收性能，測試設(shè)備連接如下圖2 所示，綜測儀通過發(fā)射功能，設(shè)置頻率和發(fā)射電平值，發(fā)射一個射頻信號，頻譜儀通過頻譜功能檢測被檢測天線收到的射頻信號強度，可以通過比較不同天線接收的信號強度判斷天線是否存在問題。如無相應(yīng)儀器或測試天線，可以通過交換相鄰的接收天線進(jìn)行測試，看故障點是否發(fā)生轉(zhuǎn)移。對天線的檢測由于涉及到多信道，影響范圍大，如果接收平臺有多余的測試天線及饋線，會方便測試，減少影響范圍，因此建議鐵塔上多預(yù)留一根天線，作為測試天線。

圖2 測試設(shè)備連接

（6）如果是單機存在接收性能差的問題，則故障可能出在接收模塊或信號處理模塊，通過綜測儀檢測接收機的靈敏度和失真度，單機靈敏度要小于-103dBm，失真度要小于5%。除了檢測單機靈敏度外，還可以加入濾波器，從天饋線接口處測量系統(tǒng)靈敏度，測量時需將射頻電纜接入濾波器輸入口。

4 結(jié)論

甚高頻系統(tǒng)由多個系統(tǒng)模塊組成的通信設(shè)備，包括天線、饋線、濾波器、功分器、收發(fā)信機等部件，任何一個部件故障都會造成信號斷續(xù)，我們需要掌握各部件的功能及信號流程，逐步進(jìn)行排查。