淺談甚高頻通信系統(tǒng)遇到的一些問(wèn)題及解決方案

民航溫州空中交通管理站 潘國(guó)康

淺談甚高頻通信系統(tǒng)遇到的一些問(wèn)題及解決方案

民航溫州空中交通管理站 潘國(guó)康

甚高頻遙控系統(tǒng)作為民航空中交通管制（ATC）重要組成部分和最基本的保障手段，最終實(shí)現(xiàn)管制員與機(jī)組之間安全、可靠的地空話(huà)音通信。要保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，盡可能避免故障的發(fā)生以及盡量減小設(shè)備故障帶來(lái)的不良影響，要求我們必須建立一個(gè)完善的設(shè)備維護(hù)體系。本文作者結(jié)合自己多年來(lái)所從事的通信工作，淺談對(duì)甚高頻遙控系統(tǒng)一些認(rèn)識(shí)和體會(huì)。

共用系統(tǒng)；內(nèi)話(huà)系統(tǒng)；調(diào)制板；必選器

溫州甚高頻(VHF )通信系統(tǒng)由本場(chǎng)的主、備、應(yīng)急三套R(shí)/S甚高頻共用系統(tǒng)和大羅山、樂(lè)清的R/S甚高頻遙控系統(tǒng)組成。本場(chǎng)主、備共用系統(tǒng)接內(nèi)話(huà)系統(tǒng)，應(yīng)急共用系統(tǒng)接多路和單路遙控盒。大羅山、樂(lè)清的R/S遙控系統(tǒng)由遙控端的R/S電臺(tái)信號(hào)輸出到調(diào)制解調(diào)器，通過(guò)電信和聯(lián)通專(zhuān)線(xiàn)以及KU衛(wèi)星鏈路，到達(dá)本場(chǎng)的調(diào)制解調(diào)器，并對(duì)遠(yuǎn)端站送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)后經(jīng)由內(nèi)話(huà)系統(tǒng)或遙控盒送到管制員的耳機(jī)。同樣管制員的話(huà)音和PTT信號(hào)通過(guò)內(nèi)話(huà)系統(tǒng)(VCSS) 或遙控盒送到本場(chǎng)調(diào)制解調(diào)器，對(duì)信號(hào)進(jìn)行帶內(nèi)調(diào)制后通過(guò)電信和聯(lián)通專(zhuān)線(xiàn)以及KU衛(wèi)星鏈路傳輸至遠(yuǎn)端站。在整個(gè)甚高頻通信系統(tǒng)建成初期，系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中我們經(jīng)歷各種各樣的問(wèn)題，以下是我們工作遇到的幾個(gè)問(wèn)題及解決方法。

在系統(tǒng)建成初期，整個(gè)甚高頻通信系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，主要是采用國(guó)產(chǎn)的多路遙控盒經(jīng)常出故障，后改用RCU3940遙控盒，系統(tǒng)運(yùn)行基本穩(wěn)定，其特點(diǎn)為具有遙控8個(gè)信道的功能。我們?cè)赗CU3940安裝初期發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，接到RCU3940的ST307—ST314接口所有本場(chǎng)的信道發(fā)信正常，但是無(wú)法收到信號(hào)，SQ指示燈也不亮，檢查線(xiàn)路后沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，設(shè)備室人員進(jìn)行線(xiàn)路自查后亦未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，經(jīng)過(guò)重新卡線(xiàn)后，仍舊無(wú)法收信。使用內(nèi)話(huà)對(duì)各信道進(jìn)行測(cè)試，收發(fā)通信均正常。通信人員使用測(cè)試耳機(jī)在線(xiàn)架上對(duì)各信道進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，能夠收到話(huà)音，懷疑遠(yuǎn)端SQ信號(hào)未傳到本地，最后發(fā)現(xiàn)是設(shè)備SQ未接地導(dǎo)致SQ信號(hào)未激活RCU3940的收信，所以導(dǎo)致無(wú)法收信。

案例分析：

內(nèi)話(huà)系統(tǒng)使用話(huà)音激活方式接收無(wú)線(xiàn)信號(hào)，而RCU3940則使用SQ信號(hào)來(lái)激活收信。故音頻信號(hào)雖已傳至RCU3940，但無(wú)SQ信號(hào)，RCU3940也就無(wú)法正常工作。RCU3940的靜噪開(kāi)關(guān)是由一個(gè)邏輯門(mén)來(lái)控制，這個(gè)邏輯門(mén)是屬于低電平觸發(fā)。我們通常把SQ1 Center的電壓設(shè)置為+12V。當(dāng)R/S電臺(tái)處于接收狀態(tài)時(shí)，通過(guò)RCU3940的ST307…..ST14接口加到邏輯門(mén)的電平為高電平，所以不能觸發(fā)，使SG指示燈不能被點(diǎn)亮，而當(dāng)我們把SQ1 Cente的電平設(shè)置為GND時(shí)。當(dāng)R/S電臺(tái)處于接收狀態(tài)時(shí)，通過(guò)RCU3940的ST307….. ST14接口加到邏輯門(mén)

的電平為低電平，所以能觸發(fā)，邏輯門(mén)被打開(kāi)，SQL指示燈正常點(diǎn)亮。GB409遙控盒正好相反。采用高電平觸發(fā)，因此SQ1 Center的電平必須設(shè)置為+12V。

2011年1月我們?cè)黾恿说孛婀苤葡?，由于地面管制信道沒(méi)有接入內(nèi)話(huà)系統(tǒng)，只接遙控盒（RCU3940），而RCU3940面板是不帶耳機(jī)，為避免該席位的管制員在通話(huà)時(shí)影響其他席位的管制員，管制員要求通信技術(shù)人員在RCU3940上接出一個(gè)能帶耳機(jī)的插口，考慮到管制員平時(shí)使用插在內(nèi)話(huà)席位上OP/CO插孔里，一種型號(hào)為SHS2177帶PTT按鍵手柄（Handset）的耳機(jī)，它發(fā)送和接收信號(hào)包括：

1）TXAF

管制員的話(huà)音音頻信號(hào)，路徑是由話(huà)筒通過(guò)傳輸線(xiàn)路到達(dá)甚高頻(VHF)收發(fā)信機(jī)的音頻輸入端此信號(hào)的頻帶范圍為300--3400Hz，有些設(shè)備限制在300-2600HZ。

2）RxAF

甚高頻(VHF)收發(fā)信機(jī)接到飛行員話(huà)音信號(hào)，路徑由收發(fā)信機(jī)到管制員的耳機(jī)。此信號(hào)的頻帶范圍為300—3400Hz，有些設(shè)備限制在300--2400Hz。

3）PTT

講話(huà)啟動(dòng)信號(hào)(PUSH TO TALK，路徑是由話(huà)筒通過(guò)傳輸線(xiàn)路到達(dá)甚高頻(VHF )收發(fā)信機(jī)的音頻輸入端。此信號(hào)為鍵控信號(hào)。

4）接地

然后我們根據(jù)RCU3940的ST316接口定義圖1和內(nèi)話(huà)席位的OP/ CO插孔定義圖2，把SHS2177的插頭拆開(kāi)，把連接線(xiàn)從插頭上焊下，然后根據(jù)圖3對(duì)應(yīng)關(guān)系，把連接線(xiàn)焊接到一個(gè)15針的接頭上，再把這個(gè)接頭插在ST316接口。經(jīng)管制員通話(huà)試聽(tīng)后,效果還不錯(cuò)。

圖1 RCU3940-ST316接口定義

圖2 OP/CO插孔定義

圖3 ST316接口和OP/CO插孔對(duì)應(yīng)關(guān)系

甚高頻共用系統(tǒng)XU250遙控狀態(tài)能收不能發(fā)故障案列分析：

故障現(xiàn)象：值班人員接飛服值班人員反映在使用內(nèi)話(huà)面板里的行政樓備用12信道的132MHZ頻率發(fā)射不出去，但接收正常。

故障處理：

1）在行政樓甚高頻機(jī)房把備機(jī)換成當(dāng)前工作設(shè)備，飛服內(nèi)話(huà)面板收發(fā)正常，把能收不能發(fā)的主機(jī)切換到本地狀態(tài)，本機(jī)上收發(fā)正常。這樣可以斷定：（1）從主備機(jī)到天饋之間是正常的；（2）從備機(jī)到MUX板再到飛服內(nèi)話(huà)面板的收發(fā)路徑都正常。

2）可以斷定問(wèn)題出在：從飛服內(nèi)話(huà)面板132MHZ到主機(jī)的發(fā)射路徑不正常。具體包括：（1）XU250A主機(jī)故障（最大可能是電臺(tái)內(nèi)調(diào)制板輸入故障）；（2）主機(jī)到MUX板之間的故障（包括是主機(jī)的X9到MUX之間37針信號(hào)連接線(xiàn)故障或MUX板上與主機(jī)傳輸有關(guān)部分故障）；（3）從飛服內(nèi)話(huà)面板132MHZ到MUX板的發(fā)射路徑上的某處節(jié)點(diǎn)有故障。

3）把主、備機(jī)的X9到MUX板間的37針連接線(xiàn)的插頭互換接上后遙控狀態(tài)主機(jī)故障依舊，備機(jī)工作正常，說(shuō)明原來(lái)的主機(jī)37針連接線(xiàn)是正常的。

4）把備機(jī)的X9的37針連線(xiàn)連接到MUX板的插槽轉(zhuǎn)換到原來(lái)主機(jī)的插槽上，即用備機(jī)使用原來(lái)主機(jī)在MUX板上的通路（此時(shí)要注意把主備機(jī)到發(fā)射天線(xiàn)轉(zhuǎn)換繼電器的二根饋線(xiàn)要對(duì)調(diào)一下），并把設(shè)備設(shè)在遙控狀態(tài)，結(jié)果現(xiàn)主機(jī)（原備機(jī)）收發(fā)測(cè)試均正常?？梢耘袛鄰娘w服內(nèi)話(huà)面板132MHZ到MUX板的收發(fā)路徑上的各處節(jié)點(diǎn)均正常，而把主機(jī)的37針連線(xiàn)連接到MUX板的插槽轉(zhuǎn)換到原備機(jī)的插槽上，即用主機(jī)使用原來(lái)備機(jī)在MUX板上的通路，發(fā)現(xiàn)還是能收不能發(fā)。

5）通過(guò)以上排故分析，可以確認(rèn)從主機(jī)的X9到飛服內(nèi)話(huà)面板的收發(fā)路徑是正常的，故障應(yīng)該在主機(jī)XU250電臺(tái)本身，由于本地狀態(tài)下收發(fā)正常，最后判定最大可能是主機(jī)XU250電臺(tái)內(nèi)調(diào)制板輸入故障。

隨著我國(guó)民航事業(yè)的不斷發(fā)展，甚高頻 (VHF)對(duì)空電臺(tái)加快了更新?lián)Q代的步伐，數(shù)字電臺(tái)逐步代替模擬電臺(tái)，一個(gè)信道對(duì)應(yīng)一根天線(xiàn)的模式也逐步被四信道共用一根天線(xiàn)的模式所代替。為了保障地空通信清晰、暢通和飛行安全，必須對(duì)整個(gè)甚高頻通信系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)化的管理，同時(shí)預(yù)防系統(tǒng)中可能存在的一些問(wèn)題，及時(shí)予以糾正解決。主要包括以下幾個(gè)方面：

1）我們?cè)诎惭b系統(tǒng)時(shí)，要根據(jù)用途合理配置頻率間隔、天線(xiàn)高度、天線(xiàn)間距、發(fā)射功率。一股在地形情況不是特別復(fù)雜的地區(qū)，天線(xiàn)架設(shè)高度應(yīng)盡量在其輻射場(chǎng)形較完整的位置，達(dá)到較好的覆蓋效果。由于民航所使用的頻率資源有限，通常分配給各地的頻點(diǎn)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)兩個(gè)信道頻率可能非常接近。則應(yīng)考慮加大天線(xiàn)間隔的距離。如果還不足以抑制頻率間鄰近干擾與互調(diào)干擾，有條件的地區(qū)可以讓收發(fā)天線(xiàn)的安裝地間距幾十公里，并對(duì)頻率非常接近的兩個(gè)信道采用帶通濾波器+帶阻濾波器的配置。另外，我們發(fā)現(xiàn)同一頻差下，發(fā)射功率越大，產(chǎn)生鄰近頻率相互干擾的可能性越大，因此發(fā)射功率的合理設(shè)置非常重要。

2）由于受地理環(huán)境影響，如果本場(chǎng)的某個(gè)信道的甚高頻信號(hào)的覆蓋范圍可能達(dá)不到管制運(yùn)行要求而存在盲區(qū)，這時(shí)需要一個(gè)異址同頻設(shè)備的信號(hào)來(lái)覆蓋這個(gè)盲區(qū)，而在本場(chǎng)及周邊地區(qū)進(jìn)行地空通信時(shí)，本場(chǎng)的信號(hào)遠(yuǎn)優(yōu)于異址同頻信號(hào)。為了讓管制員在整個(gè)管制運(yùn)行范圍都能都有一個(gè)良好的地空語(yǔ)音通信，這時(shí)需要將這兩路信號(hào)通過(guò)必選器進(jìn)行必選，自動(dòng)選擇信號(hào)較好一方提供給管制員的耳機(jī)。

3）甚高頻通信遙控系統(tǒng)的是通過(guò)傳輸設(shè)備和屏蔽電纜完成管制中心和遙控端設(shè)備之間的信號(hào)和數(shù)據(jù)的可靠傳輸。根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況和條件，采取切實(shí)可行的有效的傳輸方式。并在安裝期間要及時(shí)貼上信號(hào)、線(xiàn)纜走向標(biāo)簽，以及配線(xiàn)架上各信號(hào)的位置，做到心中有數(shù)，一旦發(fā)生問(wèn)題，可大大縮短排查范圍和排查時(shí)間。

4）VHF設(shè)備要達(dá)到最好的收發(fā)效果，還應(yīng)嚴(yán)格制訂操作規(guī)范，科學(xué)地管理和使用。在設(shè)備維護(hù)工作中，對(duì)駐波比、發(fā)射功率、調(diào)制度、接收靈敏度、失真度等重要指標(biāo)的定期測(cè)量是必不可少的。

5）隨著設(shè)備使用年限增長(zhǎng)，故障發(fā)生率也會(huì)日益增多，在日常巡視檢查中，應(yīng)加大對(duì)室內(nèi)設(shè)備、室外天線(xiàn)、線(xiàn)路老化現(xiàn)象的巡查，一旦發(fā)生問(wèn)題，及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)解決。

以上是我們對(duì)甚高頻遙控系統(tǒng)的理解認(rèn)識(shí)和對(duì)其故障檢修的一點(diǎn)思路，僅供大家參考。時(shí)間倉(cāng)促，如有不妥之處請(qǐng)指正。

[1]R／S User Manual VHF TRANSCEIVER xu220A/250A,2004-10.

[2]盧萬(wàn)錚.天線(xiàn)理論與技術(shù)[M].西安電子科技大學(xué)出版社,2004,5.

[3]《8-channel remote control unit RCU 3940》becker avionic system,1998-11.

潘國(guó)康（1970—），男，浙江溫州人，大學(xué)本科，工程師，主要從事電子通信工程相關(guān)工作。