论文部分内容阅读
摘 要：文章针对VHF地空通信共用系统原理、技术指标等方面进行研究，创新地提出一种在外场对发射机信号进行开环测试的维护方案。文章通过分析VHF共用系统性能，探讨了空管地空通信发射系统不停机的整体性维护方案，提高了地空通信技术保障工作的效率和安全性。
关键词：VHF；地空通信；甚高频共用系统
中图分类号：TN911 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）20-0012-02
1 概 述
随着空中交通管制扇区的不断增设，管制对地空通信设备的稳定性和可靠性不断提高，致使地空通信系统的维护难度不断增加。随着甚高频台站内的电台数量急剧增加，技术保障工作难以局限在厂家指导的VHF发射单机停机测试，需要研究一种针对共用系统和天馈组件的整体预防性检测和维护保障手段。
VHF发射台外场综合测试技术是借鉴监视专业二次雷达测试应答机、导航外场测试天线的思路，对地空通信专业有重大战略意义和实践价值的技术保障方案。
2 共用系统的维护技术
随着电台的老化，周期性维护的频次和成本越来越高。甚高频电台的维护需要对逐个信道进行测试，只能在航班量下降后轮流停机实施。
不仅维护代价高，而且对管制现场的运行造成隐患和不利。许多重要的航路VHF发射台站承担着多重管制扇区保障任务，需要一种技术保障方式的创新来提高效率。
2.1 传统维护方式
传统维护通过断开待测电台与系统之间的连接，使用射频测试仪表对单机指标进行检查。根据MH4001.2-1995文件，对甚高频电台的输出功率标准规定：输出功率达到额定值的90%以上，频率偏差小于2 ppm。
（欧洲甚高频测试标准ETSI EN 300 676-1规定：在标准测试环境下功率调至最大输出功率，测量偏差值不大于±1.5 dB）。目前区管甚高频发射机设定功率50 W，47 dBm，根据国家标准要求，功率大于45 W即可认为正常。传统VHF发射机测试示意图，如图1所示。
2.2 外场综合测试方式
外场综合测试自2013年起研究并搭建综合测试系统原型。针对传统单机测试的不足，通过测试发射机开环射频信号的方式，可对在用甚高频电台进行系统性测试。该方式为RS、PAE、SELEX及国产商不同型号下的发射台站提供定量的检测维护，并对偏离定标值的特定信道进行针对性维护维修，为台站的不停机维护提供一种新的量化测试思路。VHF发射外场综合测试示意图，如图2所示。
3 外场综合检测方案分析
3.1 综合测试原理
被测发射机输出的功率信号，通过射频链路一系列器件和天馈将射频信号发射出去。开环链路功率损耗可分为2部分：台站共用系统链路损耗和自由空间损耗。后者可根据的理论计算得出电磁波在传输路径中的衰落，依据的原理如下：
通过在100 m以外固定点依次对各信道进行测试，综合测试得到发射台站开环链路综合功率。由于空间损耗相对固定，因此可以推算出台站共用系统链路质量情况，从而实现发射台站总体的设备情况测试。
3.2 共用系统性能分析
外场天线、射频检测装置、数据传输模块构成了测试系统的主体。在综合检测系统中，外场天线相对固定位置接收到无线信号。通过射频检测模块接收所测频点的频谱特性和调制功率，然后进行信号特征比对识别，从而判读出被测发射机及发射链路性能和稳定性指标。
以某台站SELEX 4信道共用天线系统为例，耦合器组件（腔体滤波器插损1.5 dB计）衰减约为3 dB，其他如图4所示。
考虑线缆衰减约为1 dB。因此，总的射频链路的损耗以最坏情况值计算，大约在3+0.8+0.3+1=4.2 dB。
如果天馈或射频部件接触不良，使得额外衰减大于1 dB，即使以驻波比为1的理想情况下，实际能发射到空中的无线电波功率远小于标准值。
由于有用信号不足，而背景干扰强度恒定，对部分临界位置的机组接收机而言，一种可能的结果就是管制的发射信号不能达到最低信噪比。对此可以用及时检查天馈系统，减少射频损失。
3.3 实际案例与进一步的研究方向
根据2014年上海区管首次本场甚高频发射台测试的结果，判断本场设备中第三信道功率测试指标差距明显较大，后续验证中确实排查出了电台频率准确度和天馈的问题，准确高效地完成了换季维护。见表1。
由于外界因素对测试的影响测试指标的稳定性研究，因链路环节不确定因素导致标准功率漂移，在测试设计中需要进一步研究相关变量，以及发射机其他参数（功率、调制灵敏度等）对检测数值的影响程度。
4 结 语
基于外场综合测试的VHF发射系统维护是一种安全可靠的检测方式。由于只在发射台站天馈外增加开环功率测试点，不会对台站原有的发射功率和频率等指标造成任何影响。相较目前当前人工进行的发射机逐个停机维护方案，该技术方案可利用台站现有设施，增设外场引接无线电测试仪表检测点，节约了维护停机时间成本，也可对故障信道的故障点作出预判，提高设备检修的效率。
参考文献：
[1] 陈邦媛.射频电子线路[M].北京：科学出版社，2002.
[2] 杨青青.英国无线电管理和监测概况（下）[J].中国无线电管理，2003，（10）.
[3] 金辽.VHF信号的定向辐射和接收在民航地空通信中的作用[J].中国 无线电管理，2001，（7）.
关键词：VHF；地空通信；甚高频共用系统
中图分类号：TN911 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）20-0012-02
1 概 述
随着空中交通管制扇区的不断增设，管制对地空通信设备的稳定性和可靠性不断提高，致使地空通信系统的维护难度不断增加。随着甚高频台站内的电台数量急剧增加，技术保障工作难以局限在厂家指导的VHF发射单机停机测试，需要研究一种针对共用系统和天馈组件的整体预防性检测和维护保障手段。
VHF发射台外场综合测试技术是借鉴监视专业二次雷达测试应答机、导航外场测试天线的思路，对地空通信专业有重大战略意义和实践价值的技术保障方案。
2 共用系统的维护技术
随着电台的老化，周期性维护的频次和成本越来越高。甚高频电台的维护需要对逐个信道进行测试，只能在航班量下降后轮流停机实施。
不仅维护代价高，而且对管制现场的运行造成隐患和不利。许多重要的航路VHF发射台站承担着多重管制扇区保障任务，需要一种技术保障方式的创新来提高效率。
2.1 传统维护方式
传统维护通过断开待测电台与系统之间的连接，使用射频测试仪表对单机指标进行检查。根据MH4001.2-1995文件，对甚高频电台的输出功率标准规定：输出功率达到额定值的90%以上，频率偏差小于2 ppm。
（欧洲甚高频测试标准ETSI EN 300 676-1规定：在标准测试环境下功率调至最大输出功率，测量偏差值不大于±1.5 dB）。目前区管甚高频发射机设定功率50 W，47 dBm，根据国家标准要求，功率大于45 W即可认为正常。传统VHF发射机测试示意图，如图1所示。
2.2 外场综合测试方式
外场综合测试自2013年起研究并搭建综合测试系统原型。针对传统单机测试的不足，通过测试发射机开环射频信号的方式，可对在用甚高频电台进行系统性测试。该方式为RS、PAE、SELEX及国产商不同型号下的发射台站提供定量的检测维护，并对偏离定标值的特定信道进行针对性维护维修，为台站的不停机维护提供一种新的量化测试思路。VHF发射外场综合测试示意图，如图2所示。
3 外场综合检测方案分析
3.1 综合测试原理
被测发射机输出的功率信号，通过射频链路一系列器件和天馈将射频信号发射出去。开环链路功率损耗可分为2部分：台站共用系统链路损耗和自由空间损耗。后者可根据的理论计算得出电磁波在传输路径中的衰落，依据的原理如下：
通过在100 m以外固定点依次对各信道进行测试，综合测试得到发射台站开环链路综合功率。由于空间损耗相对固定，因此可以推算出台站共用系统链路质量情况，从而实现发射台站总体的设备情况测试。
3.2 共用系统性能分析
外场天线、射频检测装置、数据传输模块构成了测试系统的主体。在综合检测系统中，外场天线相对固定位置接收到无线信号。通过射频检测模块接收所测频点的频谱特性和调制功率，然后进行信号特征比对识别，从而判读出被测发射机及发射链路性能和稳定性指标。
以某台站SELEX 4信道共用天线系统为例，耦合器组件（腔体滤波器插损1.5 dB计）衰减约为3 dB，其他如图4所示。
考虑线缆衰减约为1 dB。因此，总的射频链路的损耗以最坏情况值计算，大约在3+0.8+0.3+1=4.2 dB。
如果天馈或射频部件接触不良，使得额外衰减大于1 dB，即使以驻波比为1的理想情况下，实际能发射到空中的无线电波功率远小于标准值。
由于有用信号不足，而背景干扰强度恒定，对部分临界位置的机组接收机而言，一种可能的结果就是管制的发射信号不能达到最低信噪比。对此可以用及时检查天馈系统，减少射频损失。
3.3 实际案例与进一步的研究方向
根据2014年上海区管首次本场甚高频发射台测试的结果，判断本场设备中第三信道功率测试指标差距明显较大，后续验证中确实排查出了电台频率准确度和天馈的问题，准确高效地完成了换季维护。见表1。
由于外界因素对测试的影响测试指标的稳定性研究，因链路环节不确定因素导致标准功率漂移，在测试设计中需要进一步研究相关变量，以及发射机其他参数（功率、调制灵敏度等）对检测数值的影响程度。
4 结 语
基于外场综合测试的VHF发射系统维护是一种安全可靠的检测方式。由于只在发射台站天馈外增加开环功率测试点，不会对台站原有的发射功率和频率等指标造成任何影响。相较目前当前人工进行的发射机逐个停机维护方案，该技术方案可利用台站现有设施，增设外场引接无线电测试仪表检测点，节约了维护停机时间成本，也可对故障信道的故障点作出预判，提高设备检修的效率。
参考文献：
[1] 陈邦媛.射频电子线路[M].北京：科学出版社，2002.
[2] 杨青青.英国无线电管理和监测概况（下）[J].中国无线电管理，2003，（10）.
[3] 金辽.VHF信号的定向辐射和接收在民航地空通信中的作用[J].中国 无线电管理，2001，（7）.