某型飛機發(fā)動機綜合電子調(diào)節(jié)器干擾超短波電臺故障分析?

韓海艦 劉 勇 鄭艷艷

（1.92146部隊 湛江 524001）（2.海軍航空大學(xué) 煙臺 264001）

1 引言

一般來講，機載通信設(shè)備在裝配到飛機上之前都經(jīng)過了嚴格的電磁兼容測試［1］，電磁兼容性能滿足極限值要求，但在裝備到飛機上以后，由于機載平臺電磁環(huán)境［2］的復(fù)雜性和外部空間的影響，在實際的使用過程中，電磁兼容問題才會凸顯出來［3］。

通過部隊實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，各種型號飛機的通信系統(tǒng)都或多或少的存在著一些電磁兼容方面的問題，主要表現(xiàn)為在某一頻點或多個頻點噪聲大、話音質(zhì)量變差、通信距離縮短，這些問題的出現(xiàn)已經(jīng)嚴重影響了部隊日常的飛行訓(xùn)練和任務(wù)的執(zhí)行。本文對某型飛機一例綜調(diào)干擾超短波電臺［3］的故障進行了分析，給出了解決措施及建議。

2 故障現(xiàn)象及影響

飛機綜調(diào)即是指飛機發(fā)動機綜合電子調(diào)節(jié)器［4～5］，作為發(fā)動機電子-液壓機械控制系統(tǒng)的重要組成部分，它是以數(shù)字化的形式對發(fā)動機的參數(shù)進行表征和調(diào)節(jié)，通過向監(jiān)控告警系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)以及機載記錄系統(tǒng)發(fā)出指令來實現(xiàn)其功能的。某型飛機存在綜調(diào)干擾超短波話音電臺的現(xiàn)象由來已久，飛行員反映多架次飛機通信距離普遍較短。外場原位性能檢測［6～7］發(fā)現(xiàn)，存在問題的飛機在上電后綜調(diào)默認處于工作狀態(tài)，超短波通信系統(tǒng)靜噪靈敏度在120MHz～130MHz頻段內(nèi)較標(biāo)稱值下降10dB以上。關(guān)閉綜調(diào)后，接收機靈敏度［8～10］測試值恢復(fù)正常水平。

現(xiàn)場進行了電磁兼容測試和串件試驗驗證，初步分析認為，該飛機綜調(diào)及相關(guān)線路是造成超短波電臺系統(tǒng)靈敏度下降的主要原因。

3 測試驗證方法

為進一步查找、定位故障，對該架飛機進行了外場條件下的電磁兼容測試和靈敏度測試，測試環(huán)境為外場露天停機位。考慮到綜調(diào)干擾體現(xiàn)在低頻段，因此本次僅選擇1、2、3、4波道進行測試；為保證測試結(jié)果的客觀有效，同時還選取了一架狀態(tài)正常的飛機（A號），進行了同等條件下的對比測試和串件測試。測試方法如下。

3.1 靈敏度測試

將超短波話臺天線饋線與電臺斷開，與無線電綜合測試儀［12］射頻端口（T/R），分別連接至合路器的兩個輸入端口；在左、右綜調(diào)打開和關(guān)閉狀態(tài)下，分別測量超短波話音系統(tǒng)接收靈敏度（這里僅測試AM模式）。測試連接方式如圖1所示。

圖1 超短波通信系統(tǒng)靈敏度測試連接圖

3.2 電磁兼容測試

將超短波話臺天線饋線與電臺斷開，連接到頻譜儀［13］上；在左、右綜調(diào)打開和關(guān)閉狀態(tài)下，分別測量機載天線接收到的超短波通信頻段內(nèi)信號頻譜。測試連接方式如圖2所示。

圖2 超短波通信系統(tǒng)電磁兼容測試連接圖

3.3 串件測試

將A號飛機和B號飛機的左綜調(diào)進行互換，分別測試兩架飛機的電臺接收靈敏度。

4 測試結(jié)果

4.1 接收靈敏度測試驗證結(jié)果

1）針對A號飛機，經(jīng)測試，左、右綜調(diào)上電后均不影響飛機超短波電臺靈敏度；

2）針對B號飛機，靈敏度測試結(jié)果如表1所示，由測試結(jié)果可以看出，左綜調(diào)單獨上電后導(dǎo)致超短波電臺1、2、3、4波道靈敏度下降10dB左右，右綜調(diào)單獨上電后導(dǎo)致超短波電臺3波道靈敏度下降10dB左右；

表1 B號飛機靈敏度測試值

3）針對B號飛機，將飛機動力系統(tǒng)其他相關(guān)斷路器切斷，僅接通107K、108K斷路器（保證左、右綜調(diào)上電），靈敏度測試結(jié)果如表2所示，由測試結(jié)果可以看出，左、右綜調(diào)分別上電后均導(dǎo)致超短波電臺3波道靈敏度下降10dB左右，對1、2、4波道靈敏度無影響；

表2 B號飛機靈敏度測試值

4）針對B號飛機，將飛機動力系統(tǒng)其他相關(guān)斷路器切斷，僅接通107K、108K斷路器（保證左、右綜調(diào)上電），將右綜調(diào)關(guān)閉，依次撥出左綜調(diào)X1、X2、X3、X4、X5、X7電纜進行對比驗證，靈敏度測試結(jié)果如表3所示，由測試結(jié)果可以看出，保留X2與X4電纜時對超短波電臺3波道靈敏度影響較大，可導(dǎo)致靈敏度下降15dB左右，對1、2、4波道靈敏度無影響；

5）將B號飛機左綜調(diào)替換為A號飛機左綜調(diào)，對B號飛機進行測試，左綜調(diào)單獨上電后，超短波電臺1、2、3、4波道靈敏度未受影響；右綜調(diào)單獨上電后導(dǎo)致超短波電臺3波道靈敏度下降10dB左右；

6）將A號飛機左綜調(diào)替換為B號飛機左綜調(diào)，對A號飛機進行測試，左綜調(diào)單獨上電后導(dǎo)致超短波電臺3波道靈敏度下降10dB左右，對1、2、4波道靈敏度無影響。

表3 B號飛機靈敏度測試值

4.2 電磁兼容測試驗證結(jié)果

從以上測試數(shù)據(jù)看，綜調(diào)對3波道接收靈敏度影響最為明顯，因此重點關(guān)注3波道（126MHz）頻段附近干擾信號特征。

1）對于B號飛機，在左、右綜調(diào)同時關(guān)閉時，電臺系統(tǒng)接收靈敏度正常，達到性能指標(biāo)要求，從天線接收信號頻譜看，無明顯干擾信號，126MHz附近信號底噪在130dBm以下，如圖3所示。

圖3 B號飛機綜調(diào)關(guān)閉時天線信號頻譜

2）左、右綜調(diào)全部打開時，在120MHz～130MHz頻段內(nèi)信號底噪明顯抬高（平均抬高20dB～30dB），如圖4所示。

3）僅打開左綜調(diào)和僅打開右綜調(diào)時，在126MHz附近頻段內(nèi)信號底噪均有明顯抬高，分別如圖5和圖6所示。

圖4 B號飛機左、右綜調(diào)全開時天線信號頻譜

圖5 B號飛機僅開左綜調(diào)時天線信號頻譜

圖6 B號飛機僅開右綜調(diào)時天線信號頻譜

4）為進行對比，對A號飛機開展了同樣的測試，未見綜調(diào)干擾。

圖7 更換左綜調(diào)后A號飛機僅開左綜調(diào)時天線信號頻譜

5）將A號飛機左綜調(diào)與B號飛機左綜調(diào)互換，再分別進行電磁兼容測試。更換綜調(diào)后的B號飛機，僅打開左綜調(diào)時，未見綜調(diào)干擾。更換綜調(diào)后的A號飛機，僅打開左綜調(diào)時，在126MHz附近頻段內(nèi)信號底噪明顯抬高，如圖7所示。

6）采用近場探頭在綜調(diào)X4電纜上探測得知，120MHz～130MHz頻段的信號明顯高于綜調(diào)關(guān)閉時測得的信號，底噪增大20dB左右，同時信號占用頻譜與超短波話音電臺接收天線接收到的頻譜一致。

5 結(jié)語

根據(jù)靈敏度和電磁兼容測試結(jié)果，可見:

1）干擾源。干擾源主要是飛機的左、右綜調(diào)。

2）干擾耦合途徑。干擾耦合途徑為輻射耦合，即通過綜調(diào)的X4電纜進行傳導(dǎo)發(fā)射，將干擾信號傳至設(shè)備艙，并被超短波電臺天線接收。

3）敏感設(shè)備及干擾頻段。被干擾對象為超短波電臺，干擾主要體現(xiàn)在120MHz～130MHz頻段，該無意電磁輻射信號進入超短波電臺接收機，引起通信系統(tǒng)靈敏度降低，造成飛行中通信距離近的故障現(xiàn)象，與空勤反饋現(xiàn)象吻合。

針對以上分析結(jié)論，為了徹底排除該故障，特提出以下整改建議:

1）對B號飛機的左右綜調(diào)進行更換，并通過后續(xù)飛行訓(xùn)練驗證，觀察該故障現(xiàn)象是否還會出現(xiàn)；

2）綜調(diào)廠家將B號飛機綜調(diào)拆下，并將其帶到電磁兼容實驗室，再進行電磁兼容試驗，進一步查找問題根源和故障機理；

3）協(xié)調(diào)主機廠對X4電纜做屏蔽處理。