地空通信共用系統(tǒng)故障分析和處理

韓 濤

(民航黑龍江空管分局，哈爾濱 150079)

MOTOROLA CM400系列VHF八信道通信系統(tǒng)(以下簡稱八信道系統(tǒng))是由美國MOTOROLA公司太空與科技部生產(chǎn)研制的地空通信設備，該系統(tǒng)在哈爾濱管制區(qū)作為主用設備使用，備用設備為OTE GTR100C電臺。

1 系統(tǒng)組成和工作過程

1.1 組成

八信道通信系統(tǒng)由八信道接收系統(tǒng)和八信道發(fā)射系統(tǒng)組成。八信道發(fā)射系統(tǒng)由內(nèi)話系統(tǒng)、遙控盒、主備切換單元、CM450VT發(fā)射機、定向耦合器、腔體濾波器、多路耦合器(合成器)、饋線、發(fā)射天線等組成。八信道接收系統(tǒng)由接收天線、多路分配器(分離器)、腔體濾波器、主備切換單元、CM400接收機、內(nèi)話系統(tǒng)、遙控盒等組成，其系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 甚高頻共用系統(tǒng)框圖Fig.1 VHF common system block diagram

1.2 工作過程

由管制員發(fā)出的音頻信號和PTT鍵控信號(push-to-talk)經(jīng)內(nèi)話系統(tǒng)或遙控盒進入主備切換單元，主備切換單元根據(jù)此信道的主、備發(fā)射機工作狀態(tài)或手動選擇，選擇主發(fā)射機或備發(fā)射機進行發(fā)射，射頻信號經(jīng)定向耦合器到達腔體濾波器。定向耦合器為鐵氧體材料制作，可以令發(fā)射機去天線的正向信號順利通過，對天線回饋到發(fā)射機的反向信號進行吸收，使之不能干擾發(fā)射機的正常工作，在腔體濾波器內(nèi)濾除其他諧波成分，使該信道頻率帶寬變得很窄，避免引起各信道之間的相互干擾，經(jīng)多路耦合器、饋線，由天線輻射出去，將信號送達空域內(nèi)的航空器。

由航空器發(fā)出的無線電射頻信號經(jīng)系統(tǒng)接收天線、多路分配器和腔體濾波器的選擇，選出想要的射頻頻率信號，送達主備切換單元，主備切換單元根據(jù)該信道主、備接收機的狀態(tài)或手動選擇，選擇主接收機或備接收機來接收射頻頻率信號，主接收機或備接收機將接收射頻放大和解調(diào)，形成接收音頻信號送達內(nèi)話和遙控盒，傳給席位上的管制員收聽。

2 系統(tǒng)故障處理

2.1 故障現(xiàn)象

區(qū)域管制室反映其八信道區(qū)域主頻收不到機組人員的發(fā)話信號，但發(fā)射信號正常，其他信道頻率工作正常。備用設備OTE電臺收發(fā)信號正常。經(jīng)技術人員檢查，機組發(fā)話時，區(qū)域管制席位收不到其主頻信號，八信道區(qū)域管制主頻主備接收機的receive燈不亮，主備切換單元的PTTA燈亮，如圖2。

圖2 主備切換單元前面板Fig.2 Front panel of main and standby switching unit

2.2 故障分析

區(qū)域管制主頻備用設備收發(fā)信號正常，證明此頻點機載電臺發(fā)射正常，是八信道區(qū)域主頻接收系統(tǒng)有問題。從信號的接收流程來看，機組發(fā)出的無線電射頻信號，經(jīng)接收天線由多路分配器(分離器)，分給四路腔體濾波器，其中區(qū)域主頻腔體濾波器選出自身頻率的射頻信號，送達主備切換單元。當有接收信號時，主備切換單元的PTTA燈亮，說明射頻信號已經(jīng)腔體濾波器，送達主備切換單元。更換主備切換單元，故障現(xiàn)象未消失，說明主備切換單元正常；分別測試主備切換單元與接收主機、接收備機之間的同軸電纜，同軸電纜導通，且對地不通，說明主備切換單元至主、備接收機之間同軸電纜也正常。用備份接收機替換主用接收機，系統(tǒng)能正常接信號，且信號能正常傳至管制席位，同樣用備份接收機替換備用接收機，系統(tǒng)恢復正常。

2.3 故障檢修

2.3.1 靜噪開啟門限測試

將主(備)接收機與HP8920A綜合測試儀按圖3相連接，即綜合測試儀的RF輸出通過射頻同軸電纜連接至主(備)接收機的天線接口，主(備)接收機音頻輸出通過音頻線接到綜合測試儀的音頻輸入口，分別對主、備接收機的靜噪開啟電平進行測試。HP8920A射頻產(chǎn)生頻率設為區(qū)域管制主頻，調(diào)制信號選1 KHz，調(diào)制度為90%，關閉射頻電平，將被測電臺的揚聲器打開，用HP8920A的屏幕光標選中射頻電平字段，調(diào)節(jié)旋鈕使射頻產(chǎn)生電平逐漸增大，直至剛好聽到被測電臺的揚聲器有鳴音的音頻輸出，此時的射頻產(chǎn)生電平即為接收機靜噪開啟電平[1]。經(jīng)實際測試主、備兩部接收機靜噪開啟門限均為-60 dBm左右，這樣高的靜噪門限，強度為-70 dBm～-87dBm的機組話音信號是不可能打開的，這就是兩部接收機均收不到信號的根本原因。

圖3 接收機參數(shù)測試圖Fig.3 Receiver parameter test diagram

2.3.2 靜噪門限調(diào)整步驟

將接收機與綜合測試儀連接如圖3，利用接收機前面板將控制方式由Remote(遙控)改為Local(本地)[2]，如圖4，使其可以對靜噪門限進行調(diào)整。

圖4 控制方式改變Fig.4 Change of control mode

調(diào)整綜合測試儀射頻率到接收機區(qū)域管制主頻頻率，射頻輸出電平為-101 dBm，調(diào)制方式為AM調(diào)幅方式，調(diào)制音頻信號為1 KHz、30%調(diào)制度。

使用小的平口螺絲刀，將螺絲刀插入SQL ADJ插孔中，逆時針緩慢調(diào)整靜噪電位器，降低靜噪門限，直到剛好聽到1 KHz音頻為止，此時的靜噪門限為-101 dBm，滿足行業(yè)規(guī)范要求，將接收機控制方式由Local(本地)改為Remote(遙控)，鎖定接收機靜噪門限。按相同操作對另一臺接收機進行靜噪門限設置，使系統(tǒng)恢復正常。

3 結語

空中交通管制對甚高頻地空通信的依賴正在逐步增強，一旦管制指揮頻率出現(xiàn)地空通信中斷，將導致民航管制部門失去對航空器的控制。設備維護人員必須高度重視甚高頻通信設備的維護，探尋預防和排查設備故障的有效方法，做到未雨綢繆，防患未然。