某型超短波抗干擾電臺某頻點被干擾故障的分析與排除

■ 葉博 鐘志軍 張雪婷/1 西北工業(yè)大學(xué) 四達(dá)機械制造公司

1 故障情況

某型飛機試飛時，空勤反映機載超短波抗干擾電臺（以下簡稱“電臺”）某頻點通信有雜音，切換至備份狀態(tài)后雜音消失。地面對飛機通電檢查，發(fā)現(xiàn)電臺某頻點通信存在雜音，與空中故障現(xiàn)象一致。其余幾架飛機試飛時空勤也反映電臺某頻點存在不同程度雜音，上述電臺使用的頻點相同。

2 故障分析與排查

根據(jù)飛行員試飛過程中反饋的故障現(xiàn)象，結(jié)合機上視頻記錄儀回放的空中電臺出現(xiàn)雜音的時機、空域、飛行距離、機載設(shè)備工作情況等信息，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電臺置于某頻點通信時出現(xiàn)雜音且雜音出現(xiàn)的時機無規(guī)律。飛機落地后，對全機進(jìn)行通電檢查，打開飛行使用的各個設(shè)備電源，模擬試飛時機載設(shè)備工作狀態(tài)，電臺通信偶爾存在雜音，當(dāng)雜音短暫消失后，后艙操作員接近正前方控制板后電臺雜音復(fù)現(xiàn)。

分析電臺的工作原理（見圖1），當(dāng)電臺工作在接收狀態(tài)時，從天線接收的信號經(jīng)過通信定向轉(zhuǎn)換開關(guān)、收發(fā)開關(guān)，進(jìn)入雙收/主收開關(guān)。在正常通信狀態(tài)時，如果是常規(guī)AM/FM 通信，信號進(jìn)入主接收機前端進(jìn)行電調(diào)高放后，進(jìn)入主接收機后端解調(diào)，再進(jìn)入收音頻處理單元進(jìn)行音頻處理，最后進(jìn)入飛行員的耳機[1]。根據(jù)產(chǎn)生雜音的部件是使用電臺，初步判斷可能是電臺故障所致，后因試飛時間急迫，更換電臺繼續(xù)第二個起落，空中故障復(fù)現(xiàn)，判定非電臺故障。

圖1 某型超短波電臺工作原理圖

由故障現(xiàn)象可知，電臺發(fā)射正常且機內(nèi)通話正常，判定音頻處理電路正常；更換電臺后故障復(fù)現(xiàn)，判定非電臺故障。對電臺進(jìn)行通電檢查，進(jìn)入正前方控制板電臺擴(kuò)展畫面，使電臺處于靜噪模式聯(lián)絡(luò)，故障復(fù)現(xiàn)，故排除靜噪電路斷開原因。采用微歐表測試機上音頻處理電路的通路、接地、屏蔽情況，符合饋線原理要求，判定非機內(nèi)低頻干擾。由此，初步判斷是電磁干擾造成了電臺在某頻點的雜音。

雜音出現(xiàn)時逐個關(guān)閉通電的機載設(shè)備以查找干擾源，當(dāng)斷開顯控系統(tǒng)電源后雜音消失，初步判斷為顯控系統(tǒng)某個設(shè)備工作時產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致電臺雜音。

另外，由于注意到當(dāng)后艙通電操作員頭部或手接近后艙正前方控制板時均出現(xiàn)雜音，在雜音出現(xiàn)時利用 MS2720T頻譜分析儀對電磁干擾強度進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)當(dāng)靠近后艙正前方控制板時電磁波強度異常增大，干擾強度范圍在－96 ～－104dBm，超出電臺的靜噪靈敏度門限（－105±3dBm）。因此，初步判斷干擾源為后艙正前方控制板，故障原因為后艙正前方控制板對外輻射超過電臺靜噪靈敏度門限的電磁波，電磁波通過空間傳播被電臺天線接收，從而觸發(fā)電臺雜音。

3 改進(jìn)措施

由電磁干擾原理可知，消除干擾的方法有隔離干擾源、切斷干擾傳播途徑、增強被干擾設(shè)備的抗干擾能力等。針對此故障，因已初步確定干擾源，擬對干擾源制定措施，減弱干擾源對外輻射電磁波的能力。

打開后艙正前方控制板，發(fā)現(xiàn)控制板后面板雖已配裝電源濾波器，但與電源濾波器輸入和輸出相連接的電纜為非屏蔽電纜，無屏蔽接地措施。電源濾波器在實際應(yīng)用中要求外殼與系統(tǒng)地之間有良好的電氣連接，且應(yīng)使接地線盡量短，過長的接地線會加大接地電阻和電感而嚴(yán)重削弱濾波器的共模抑制作用，還會產(chǎn)生公共接地阻抗耦合問題。同時，由于濾波器接地線上有大電流流過時會產(chǎn)生電磁輻射，應(yīng)對濾波器進(jìn)行良好的接地和屏蔽。

增加屏蔽層防止干擾的原理是當(dāng)外部有電磁波時，電磁波傳輸?shù)浇饘倬W(wǎng)（屏蔽層）后相當(dāng)于使金屬網(wǎng)處于變化的電磁場中，金屬網(wǎng)中產(chǎn)生的電流會消耗電磁波，而金屬網(wǎng)接地可使電流進(jìn)入大地，則屏蔽線的內(nèi)部導(dǎo)體不會受干擾。同理，也可在干擾源的傳輸線路上增加屏蔽層來消除電磁干擾。

根據(jù)以上分析，先對后艙正前方控制板后面板上的電源濾波器的輸入輸出線路增加屏蔽并接地，再對電源濾波器電源輸出地線路增加跨接濾波電容（見圖2），以消除電磁干擾。

圖2 正前方控制板后面板改進(jìn)圖

對安裝改進(jìn)后的后艙正前方控制板進(jìn)行機上地面通電檢查，電臺通信時后艙耳機中無明顯雜音。使用MS2720T頻譜分析儀測量電臺天線處的干擾信號強度范圍在－109 ～－114dBm 內(nèi)，低于電臺的靜噪靈敏度門限。

4 結(jié)束語

通過該項電磁干擾故障的研究和故障排除，初步掌握了同類型電磁干擾故障的分析方法、排故流程和修理調(diào)試方法，減少了同類重復(fù)性故障的發(fā)生，可為同類故障修理及排故積累一定的經(jīng)驗，提高飛機接裝的有效性與可靠性，也為后續(xù)飛機排故方法提供了新思路。