TEDC ADSB2000A設(shè)備性能測(cè)試

杜斐然

摘 要：廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視（Automatic Dependent Surveillance-Broadcasting，ADS-B）憑借其定位精度高、目標(biāo)更新速度快、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、建設(shè)成本低等優(yōu)點(diǎn)獲得了民航業(yè)的大力推廣。隨著ADS-B技術(shù)的應(yīng)用普及，如何量化分析ADS-B設(shè)備的應(yīng)能優(yōu)劣，判斷設(shè)備的老化趨勢(shì)成為了ADS-B設(shè)備維護(hù)中的重要一環(huán)。本文著重介紹ADS-B設(shè)備的天饋系統(tǒng)測(cè)試、接收組件性能測(cè)試及處理模塊性能測(cè)試等幾個(gè)重要方面。

關(guān)鍵詞：ADS-B設(shè)備;天饋性能測(cè)試;接收機(jī)性能測(cè)試

中圖分類號(hào)：V355 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

截止到2019年底投產(chǎn)使用，民航華北空管內(nèi)蒙地區(qū)ADS-B系統(tǒng)工程內(nèi)蒙地區(qū)子項(xiàng)共完成16套TEDC ADSB2000A型地面站安裝調(diào)試，其中定向加全向配置站點(diǎn)3個(gè)，全向配置站點(diǎn)13個(gè)，共計(jì)安裝完成16個(gè)ADS-B地面站設(shè)備。TEDC ADSB2000A型ADS-B地面站設(shè)備到目前為止已經(jīng)使用近兩年時(shí)間，定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性測(cè)試、檢查和維護(hù)，可以使ADS-B設(shè)備運(yùn)行更加穩(wěn)定高效。通過(guò)測(cè)試評(píng)估ADS-B設(shè)備的正常性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與隱患，為后續(xù)處理提供建議，從而達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和廠家技術(shù)手冊(cè)所規(guī)定的性能要求。測(cè)試評(píng)估結(jié)果可以為之后的設(shè)備維修、升級(jí)、改造和更新的重要依據(jù)。本文就TEDC ADSB2000A型地面站設(shè)備的預(yù)防性測(cè)試檢查中的天線測(cè)試、射頻組件接收能力測(cè)試、基帶組件解碼能力等幾方面展開(kāi)論述。

1 操作步驟

ADS-B地面站的天饋系統(tǒng)包括天線及饋線，天饋系統(tǒng)測(cè)試分為天饋系統(tǒng)駐波比測(cè)量和外觀檢查兩部分，天線外觀檢查需要檢查天線的固定、防水防潮、防雷、接地情況及電纜情況，重點(diǎn)檢查電纜接頭連接情況，填寫(xiě)相關(guān)記錄。使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)天饋系統(tǒng)駐波比進(jìn)行測(cè)量，首先對(duì)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和測(cè)試線纜進(jìn)行S11端口校準(zhǔn)，然后將天饋系統(tǒng)與設(shè)備連接的饋線斷開(kāi)，然后利用測(cè)試線纜，將矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和天饋系統(tǒng)相連，從矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量天饋系統(tǒng)在1 090 MHz頻段下的駐波比，用相同的方法依次測(cè)出全向天線、定向天線及GPS天線的天饋系統(tǒng)電壓駐波比。

接收組件性能測(cè)試，如圖所示，將地面站設(shè)備與儀器儀表進(jìn)行連接。射頻信號(hào)發(fā)生器設(shè)置如下，調(diào)制方式設(shè)置為脈沖調(diào)制、脈沖源設(shè)置為外部觸發(fā)、載波頻率設(shè)置為1 090 MHz、輸出功率設(shè)置為﹣70 dBm。分別開(kāi)啟射頻信號(hào)發(fā)生器調(diào)制和射頻輻射，設(shè)置S模式信號(hào)模擬發(fā)生器產(chǎn)生600批目標(biāo)的DF17或DF18（CF=0，1）數(shù)據(jù)格式位置報(bào)信息，持續(xù)發(fā)送10秒，在調(diào)試電腦中使用wireshark網(wǎng)絡(luò)分析軟件計(jì)算正確探測(cè)解碼率應(yīng)不小于99.9%，將射頻信號(hào)發(fā)生器載波頻率調(diào)至1 089 MHz和1 091 MHz，重復(fù)上述步驟進(jìn)行測(cè)試。

最低觸發(fā)電平（MTL）測(cè)量，如圖所示，將地面站設(shè)備與儀器儀表進(jìn)行連接。射頻信號(hào)發(fā)生器設(shè)置如下，調(diào)制方式設(shè)置為脈沖調(diào)制，載波頻率設(shè)置為1 090 MHz，輸出功率設(shè)置為-85 dBm，脈沖源設(shè)置為外部觸發(fā)。分別開(kāi)啟射頻信號(hào)發(fā)生器調(diào)制和射頻輻射，設(shè)置S模式信號(hào)模擬發(fā)生器產(chǎn)生600批目標(biāo)的DF17或DF18（CF=0，1）數(shù)據(jù)格式位置報(bào)信息，持續(xù)發(fā)送10秒，在調(diào)試電腦中使用wireshark網(wǎng)絡(luò)分析軟件計(jì)算正確探測(cè)解碼率，逐步降低射頻信號(hào)發(fā)生器輸出功率，直至正確探測(cè)解碼率降到90%，此時(shí)射頻信號(hào)發(fā)生器的輸出功率即為最低觸發(fā)電平（MTL）;將射頻信號(hào)發(fā)生器輸出功率調(diào)至MTL+3 dBm，從wireshark網(wǎng)絡(luò)分析軟件計(jì)算正確探測(cè)解碼率應(yīng)不小于99.9%;將射頻信號(hào)發(fā)生器載波頻率調(diào)至1 089 MHz和1 091 MHz，重復(fù)上述步驟進(jìn)行測(cè)試。

動(dòng)態(tài)范圍測(cè)量，如圖所示，將地面站設(shè)備與儀器儀表進(jìn)行連接，射頻信號(hào)發(fā)生器設(shè)置如下：調(diào)制方式設(shè)置為脈沖調(diào)制，載波頻率設(shè)置為1 090 MHz，輸出功率設(shè)置為MTL+3 dBm，脈沖源設(shè)置為外部觸發(fā)。分別開(kāi)啟射頻信號(hào)發(fā)生器調(diào)制和射頻輻射，設(shè)置S模式信號(hào)模擬發(fā)生器產(chǎn)生600批目標(biāo)的DF17或DF18（CF=0，1）數(shù)據(jù)格式位置報(bào)信息，持續(xù)發(fā)送10秒。在調(diào)試電腦中使用wireshark網(wǎng)絡(luò)分析軟件，計(jì)算正確探測(cè)解碼率不小于99.9%，以10 dB步進(jìn)將射頻信號(hào)發(fā)生器功率從MTL+3 dBm增加至0 dBm，重復(fù)上述步驟進(jìn)行測(cè)試，計(jì)算正確探測(cè)解碼率不小于99.9%時(shí)的接收功率范圍。

解碼能力測(cè)量，如圖所示，將地面站設(shè)備與儀器儀表進(jìn)行連接。射頻信號(hào)發(fā)生器設(shè)置如下：調(diào)制方式設(shè)置為脈沖調(diào)制，載波頻率設(shè)置為1 090 MHz，輸出功率設(shè)置為MTL+3 dBm，脈沖源設(shè)置為外部觸發(fā)，分別開(kāi)啟射頻信號(hào)發(fā)生器調(diào)制和射頻輻射。設(shè)置S模式信號(hào)模擬發(fā)生器產(chǎn)生600批目標(biāo)的DF17或DF18（CF=0，1）數(shù)據(jù)格式位置報(bào)信息，持續(xù)發(fā)送10秒，在調(diào)試電腦中使用wireshark網(wǎng)絡(luò)分析軟件，計(jì)算正確探測(cè)解碼率應(yīng)不小于99.9%。將射頻信號(hào)發(fā)生器輸出功率設(shè)置為﹣88 dBm，按上述步驟測(cè)量，地面站設(shè)備正確探測(cè)解碼率應(yīng)不小于90%，將射頻信號(hào)發(fā)生器輸出功率設(shè)置為﹣91 dBm，按上述步驟測(cè)量，地面站設(shè)備正確探測(cè)解碼率應(yīng)不小于15%。

帶外抑制測(cè)量，如圖所示，將地面站設(shè)備與儀器儀表進(jìn)行連接。射頻信號(hào)發(fā)生器設(shè)置如下：調(diào)制方式設(shè)置為脈沖調(diào)制，載波頻率設(shè)置為1 090±5.5 MHz，輸出功率設(shè)置為MTL dBm，脈沖源設(shè)置為外部觸發(fā)，分別開(kāi)啟射頻信號(hào)發(fā)生器調(diào)制和射頻輻射。設(shè)置S模式信號(hào)模擬發(fā)生器產(chǎn)生600批目標(biāo)的DF17或DF18（CF=0，1）數(shù)據(jù)格式位置報(bào)信息，持續(xù)發(fā)送10秒，逐步增加射頻信號(hào)發(fā)生器輸出功率，直至地面站設(shè)備正確探測(cè)解碼率不小于90%，此時(shí)射頻信號(hào)發(fā)生器輸出功率值應(yīng)不小于MTL+3 dBm。調(diào)整射頻信號(hào)發(fā)生器載波頻率為1 090±10 MHz，逐步增加輸出功率，直至地面站設(shè)備正確探測(cè)解碼率不小于90%，此時(shí)射頻信號(hào)發(fā)生器輸出功率值應(yīng)不小于MTL+20 dBm。調(diào)整射頻信號(hào)發(fā)生器載波頻率為1 090±15 MHz，逐步增加輸出功率，直至地面站設(shè)備正確探測(cè)解碼率不小于90%，此時(shí)射頻信號(hào)發(fā)生器輸出功率值應(yīng)不小于MTL+ 40 dBm。調(diào)整射頻信號(hào)發(fā)生器載波頻率為1 090±25 MHz，逐步增加輸出功率，直至地面站設(shè)備正確探測(cè)解碼率不小于90%，此時(shí)射頻信號(hào)發(fā)生器輸出功率值應(yīng)不小于MTL+60 dBm。

2 結(jié)束語(yǔ)

為了能夠更好的運(yùn)行維護(hù)TEDC ADSB2000A型地面站設(shè)備，本文就TEDC ADSB2000A型地面站設(shè)備的預(yù)防性測(cè)試檢查中的天線測(cè)試、射頻組件接收能力測(cè)試、基帶組件解碼能力等幾方面展開(kāi)論述，方便大家日后工作中借鑒使用，不足之處請(qǐng)大家批評(píng)指正。

參考文獻(xiàn)：

[1]1 090 MHz擴(kuò)展電文廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視地面站（接收）設(shè)備技術(shù)要求：MH/T 4036-2012[S].

[2]1 090 MHz擴(kuò)展電文廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視地面站（接收）設(shè)置場(chǎng)地指導(dǎo)材料：IB-TM-2013-05[S].

[3]民用航空通信導(dǎo)航監(jiān)視運(yùn)行保障與維護(hù)維修規(guī)程：AP-115-TM-2016-01[S].

[4]喬衛(wèi).ADS-B技術(shù)在空中交通管制中的發(fā)展與應(yīng)用[J].中國(guó)新通信，2017（11）：51-52.

[5]杜萬(wàn)營(yíng)，陳惠萍.ADS-B監(jiān)視技術(shù)在空中交通服務(wù)中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)民航大學(xué)學(xué)報(bào)，2008（11）：23-26.

[6]張軍.現(xiàn)代空中交通管理[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005.

[7]王銳鋒.淺析ADS-B空管監(jiān)視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究[J].科技尚品，2017（9）：154-155.

[8]高永剛.ADS-B監(jiān)視技術(shù)功能探討及特點(diǎn)分析——基于1090ES數(shù)據(jù)鏈[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2018（4）：188-190.

[9]孫薇.ADS-B技術(shù)在空管中的應(yīng)用分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（15）：290.

[10]張軍.空域監(jiān)視技術(shù)的新進(jìn)展及應(yīng)用[J].航空學(xué)報(bào)，2011（1）：1-14.