某型機短波電臺干擾問題分析與解決措施

楊 陽

（中航工業直升機設計研究所，江西景德鎮 333001）

0 引言

機載短波電臺通信距離遠，使用便捷、經濟，是直升機航電系統重要的通信裝備，短波通信是利用頻段2～30 MHz 的無線電波進行通信，適用機載平臺與地面之間的遠距離話音及數據通信，但短波電臺發射功率大，對機上電磁環境影響大，容易對周圍設備造成干擾。結合某型機短波電臺干擾飛控系統的故障現象，給出故障排查的方法和解決措施。

1 故障情況

根據用戶反饋，某型直升機在飛行過程中，短波電臺在個別頻段發話時，顯示屏上提示偏航舵機故障，發話結束后，飛控系統斷電重啟，故障消失。飛行后在地面做通電檢查時，使用短波電臺發話，故障復現，并伴隨飛控系統串聯舵機振動異常。

2 裝機情況分析

短波電臺收發信機、天調安裝在左行李艙后側過渡板上，短波管狀天線射頻接入口在L1 框后側，飛控系統串聯舵機安裝在主減平臺上，某型機短波電臺天調到短波天線之間電纜走向及長度如圖1 所示，圖1 示出了短波電臺端機、天調的位置及機上短波天調到短波天線射頻入口的射頻電纜走向。

圖1 短波電臺天調到短波天線之間電纜走向及長度

2.1 問題定位

根據故障現象，結合產品工作原理，列出故障樹，短波系統發射時引起飛控系統電磁干擾問題故障樹如圖2 所示。

圖2 短波系統發射時引起飛控系統電磁干擾問題故障樹

2.2 故障分析

理論和實踐鑒定的研究表明，不管復雜系統還是簡單設備，任何電磁干擾的的發生具備3 個基本條件：輻射源、傳播干擾能量的途徑或通道、必須有被干擾對象的響應。

因此，針對短波系統發射時引起飛控系統電磁干擾問題，可以從發射源、傳播路徑、接收源3 個方面進行分析。

2.2.1 短波系統發射時，天線體輻射引起電磁干擾

短波系統由短波收發信機、短波天調及短波天線組成。在該系統中，短波天線與短波天調連接后，配合短波收發信機工作，將短波收發信機輸出的電信號轉換為電磁波向周圍空間輻射，或者將周圍空間接收到的電磁波轉換為電信號輸入短波收發信機，在整個過程中，輻射源為短波天線。

短波天線安裝于飛機尾梁外蒙皮右側，距離機體高約220 mm，并且該類型天線已安裝于多型機，根據多型機天線裝機后試飛情況，未發生短波天線天線體輻射引起電磁干擾現象，因此，通過分析得出結論，短波系統發射時，天線體輻射引起電磁干擾不是造成本次問題的原因。

2.2.2 電纜組件電磁泄漏引起電磁干擾

（1）電纜線質量差。短波系統是一個大功率、高頻率、寬頻帶的通信系統，整個系統額定功率達到50 dBm，射頻終端至短波天線饋線上傳輸的信號功率在45 dBm 以上，而短波天調到短波天線之間的射頻電纜線型號為LMR-400-UF，該型射頻電纜的屏蔽效能只有40 dBm，在短波系統進行功率發射時，會有信號通過電纜線泄漏，進而影響其他設備。因此，電纜線質量差是可能是造成本次干擾問題的原因之一。

（2）電纜線長度過長。信號在饋線傳輸時，除有導體的電阻損耗外，還有絕緣材料的介質損耗，這兩種損耗隨饋線長度的增加和工作頻率的提高而增加。通過查看機上布線，發現短波天調到短波管狀天線之間的射頻電纜長度已經達到1.9 m 左右，比平臺電纜長度增長了一倍。射頻電纜長會使短波電臺發射的大功率信號很大一部分由射頻電纜輻射在機體內，干擾其他系統，并且由于電纜線屏蔽效能差，電纜線長度過長，造成更多信號泄漏。因此，電纜線長度過長是造成干擾問題的原因之二。

2.2.3 飛控系統易接收到雜質信號，抗電磁干擾性能差

經查實確認，該型機飛控舵機系統接插件未采用濾波接插件、屏蔽尾附件等，易接收到干擾信號，因此，飛控系統抗干擾能力弱是造成干擾問題的原因之三。

3 機理分析

射頻電纜組件應用到電子設備上，由射頻電纜傳輸產生的電磁干擾能量會通過輻射性耦合對其他的電子系統產生干擾，對這種射頻電纜產生的電磁干擾應用電磁物理屏蔽技術加以控制。

電磁物理屏蔽的目的有兩個，一是防止電磁能量泄漏到外部區域，二是防止外部輻射干擾進入內部區域。電磁物理屏蔽是指通過一個外殼將上述區域封閉來實現的。這個外殼可以做成實心板式，網狀眼孔式以及金屬編織式，結構形式可以是平面體、圓柱狀、球殼形或幾種組合形狀。其所用材料可以使導電的、導磁的、介質的，也可以使帶有非金屬吸收填充的。

對于短波天線而言，更換射頻電纜提高電纜線的衰減，短波天線增益提高，短波系統性能也會相應提升。

某公司CXN 3508 型電纜線屏蔽效能比另一家公司的LMR-400-UF 型電纜線屏蔽效能提高50 dB，兩種電纜線性能參數見表1，在干擾源頭增加電纜線的屏蔽效能，可對干擾信號進行大幅度衰減。

表1 電纜線參數對比

同時，電纜線長度由原來的1.8 m 改為0.9 m，電纜線的衰減提高了4.77 dB，在信號傳輸過程中，可大幅度減少有用信號的損耗。不同長度電纜線的衰減見表2。

表2 電纜線衰減情況

4 糾正措施

4.1 更換電纜組件

將饋線由原有的電纜組件更換為屏蔽效能大于90 dB 的進口電纜組件，LMR-400-UF 型電纜線（一層屏蔽層）如圖3 所示，CXN3508 型 電纜線（三層屏蔽層）如圖4 所示。定制高屏蔽電纜組件成品，較原電纜組件提高了近50 dB，在干擾源頭增加屏蔽效能，對干擾信號進行大幅度衰減。

圖3 LMR-400-UF 型電纜線（一層屏蔽層）

圖4 CXN3508 型電纜線（三層屏蔽層）

4.2 電纜組件長度由原來的1.8 m 更改為0.9 m。

由圖1 可看出，短波收發信機、短波天調、短波天線的布局影響了電纜長度，為縮短短波天調到短波天線之間的電纜長度，可將短波電臺收發信機、短波天調位置對調，并將短波天調插頭沖向機身尾部，短波天調位置更改后射頻電纜長度可由1.8 m縮短至0.9 m，更改后短波天調位置如圖5 所示。

圖5 短波天調位置調整后電纜走向及長度

5 機上驗證

在該平臺上進行了地面驗證，短波電臺發射時未發現機上其他系統報故，舵機也沒有振動異常。之后進行空中試飛驗證，根據飛行員評述短波電臺發射時，飛控系統工作正常。