甚高频测试ETSI标准探究

邵玮

摘 要：文章以欧洲电信标准化协会发布的甚高频测试标准（ETSI EN 300 676-1）为基础，对民航空中交通管制航空甚高频电台的测试方法进行研究，主要针对使用的仪器仪表、测试环境、各项测试指标、测试现象原因和测试方法进行探索。

关键词：航空通信；甚高频；测试；ETSI

中图分类号：U653 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）23-0076-03

中国民用航空空中交通管制相关设备大量使用欧洲设备，其中航空通信电台目前主要使用的甚高频电台设备主要为德国ROHDE&SCHWARZ公司及意大利SELEX公司的产品，符合ICAO及ETSI对于甚高频设备的相关标准规定，因此使用ETSI关于甚高频电台的测试标准进行研究具有良好的可操作性及匹配性，相关测试指标具有良好的参考意义，以ETSI EN 300 676-1 V1.5.2标准对目前甚高频电台的测试方法进行规范化探索，该标准适用于手持，移动及固定式地面甚高频发信机，收信机及收发信一体机。以ETSI测试标准为基础，探究应对不同的测试设备和环境应采取的不同测试方法，同一指标可用多种仪器仪表进行测试，在测试过程中应注意的细节以及可能遇到的问题，指标的分析和可能对测试结果产生影响的因素，是一次有益的探索。

1 ETSI测试标准

1.1 组织介绍

欧洲电信标准化协会（ETSI）是由欧共体委员会1988年批准建立的一个非赢利性的电信标准化组织，总部设在法国南部的尼斯。ETSI的标准化领域主要是电信业，并涉及与其他组织合作的信息及广播技术领域。ETSI作为一个被CEN（欧洲标准化协会）和CEPT（欧洲邮电主管部门会议）认可的电信标准协会，其制定的推荐性标准常被欧共体作为欧洲法规的技术基础而采用并被要求执行。

1.2 标准范围

本标准确定了工作在航空移动服务甚高频频段（118～136.975 MHz）的发信机，收信机，收发信一体机的最小性能指标。本标准适用于8.33 kHz或25 kHz间隔的模拟语音通信及25 kHz间隔的ACARS数据通信地面站。本标准限定于地面电台，或地面移动式和在地面使用的手持式设备。

2 测试准备

2.1 收信机测试信号要求

测试信号源输入阻抗50 Ω。

标准测试信号为调制深度30%的1 kHz正弦波双边带载波信号。

静噪功能应在测试时处于关闭状态。

输出功率设置为额定功率的50%。

音频自动增益控制处于关闭状态。

2.2 发信机测试信号要求

同轴负载50 Ω。

标准测试信号为能够使调制深度达到30%的一定电平值的1 kHz正弦波。

频率选择118.000 MHz；127.500 MHz；136.975 MHz。

3 发信机测试

3.1 频率误差

3.1.1 定义及测试方法

测试载波频率与额定值之间的偏差，在标准测试环境或者极限测试环境，满足同轴负载50 Ω的条件下进行测试。

3.1.2 指 标

频率误差和标准测试环境，见表1。

3.2 载波功率

3.2.1 定义及测试方法

载波功率指未调制的发射到同轴负载的功率，连接发信机与同轴负载，载波功率在输出接口进行测试。

3.2.2 指 标

在标准测试环境下功率调至最大输出功率，测量偏差值不大于±1.5 dB。

3.3 调制深度

3.3.3 定义及测试方法

振幅调制深度：调制波的幅度与载波幅度的比值。门限值（调制灵敏度）：达到厂商设备规定调制深度（在1 kHz时85%）时所要求的最小音频输入电平值。输入1 kHz标准测试信号，电平值设为门限值+3 dB。

3.3.4 指 标

调制深度在标准测试环境下至少为85%。

3.3.5 定义及测试方法

调制压缩指当音频输入电平超过门限值时，调制灵敏度会下降，输入一个1 kHz标准测试信号。调节音频输入电平值使调制深度达到30%，继续调节使调制深度分别达到10%和门限值的调制深度（85%），记录电平变化值。在门限值的基础上增加20 dB，记录最大调制深度。

3.3.6 指 标

电平增加、调制深度变化与偏差值，见表2。

最大调制深度不超过95%。

3.4 调制失真度

3.4.1 定义及测试方法

调制失真度指所有谐波的有效电压与所有有效电压的比值，输入1 kHz标准测试信号，电平值设为门限值+3 dB。

3.4.2 指 标

调制失真度不大于10%。

4 收信机测试

4.1 灵敏度

4.1.1 定义及测试方法

接收机可以接收到的并仍能正常工作的最低信号强度。输入一个标准测试信号，调节输入电平值使SINAD达到12 dB。

4.1.2 指 标

灵敏度不大于-101 dBm。

4.2 静 噪

4.2.1 定义及测试方法

静噪的作用就是当接收机信号小于某个值时，屏蔽接收机的音频输出信号。输入一个标准测试信号，操作点设置在SINAD=12 dB位置，增加信号发生器射频输出电平直到静噪门限打开，记录对应的射频输出电平值，减小信号发生器射频输出电平直到静噪门限关闭，记录对应的射频输出电平值。两者差值为静噪滞后，静噪门限应该设置在灵敏度以下。

4.2.2 指 标

静噪滞后范围为1～6 dB。

4.3 谐波失真度

4.3.1 定义及测试方法

所有调制音频谐波的有效电压与接收机接收到的有效电压的比值，常用百分比表示。输入标准测试信号，电平值设置为-53 dBm和-13 dBm。关闭音频自动增益控制，调制度设置为30%和90%。

4.3.2 指 标

30%调制度时谐波失真度不大于5%，90%调制度时谐波失真度不大于10%。

5 滤波器及天线测试

5.1 滤波器插入损耗

插入损耗是指输入与输出之间，插入电缆或元件产生的信号损耗，通常指衰减，插入损耗以接收信号电平的dB来表示。

5.2 滤波器阻带衰减损耗

表示在众多频率中选出有用频率并抑制不需频率的能力。是衡量无线电接收机的一个重要指标。

5.3 天线阻抗匹配

天线的VSWR需要在天线的馈电端测量。但天线馈电点常常高悬在空中，我们只能在天线电缆的下端测量VSWR，这样测量的是包括电缆的整个天线系统的VSWR。当天线本身的阻抗确实为50 Ω纯电阻、电缆的特性阻抗也确实是50 Ω时，测出的结果是正确的。

当天线阻抗不是50 Ω时而电缆为50 Ω时，测出的VSWR值会严重受到天线长度的影响，只有当电缆的电器长度正好为波长的整倍数时、而且电缆损耗可以忽略不计时，电缆下端呈现的阻抗正好和天线的阻抗完全一样。但即便电缆长度是整倍波长，但电缆有损耗，例如电缆较细、电缆的电气长度达到波长的几十倍以上，那么电缆下端测出的VSWR还是会比天线的实际VSWR低。所以，测量VSWR时，尤其在UHF以上频段，不要忽视电缆的影响。

6 测试分析

6.1 发信机的功率设置

发信机测试时，为保护仪器，输出功率需设为额定功率的50%。如综测仪的最大输入功率50 W，为避免损坏综测仪，50 W发信机的输出功率应设置为25 W。

6.2 测量功率时的衰减

测量功率时需注意测量位置，馈线，滤波器，耦合器等都会产生衰减，一般至天线端衰减值大约为3 dB左右。

测量载波功率性能指标时应把功率计连接在发信机RF输出端口测试，发信机功率设为最大额定功率，偏差值为1.5 dB。

测量实际工作功率时可视情况连接在天线与滤波器之间进行测试。

6.3 测试时关闭AGC的原因

自动增益控制即使放大电路的增益自动地随信号强度而调整的自动控制方法。实现这种功能的电路简称AGC环。AGC环是闭环电子电路，是一个负反馈系统，它可以分成增益受控放大电路和控制电压形成电路两部分。增益受控放大电路位于正向放大通路，其增益随控制电压而改变。控制电压形成电路的基本部件是AGC 检波器和低通平滑滤波器，有时也包含门电路和直流放大器等部件。

放大电路的输出信号u0经检波并经滤波器滤除低频调制分量和噪声后，产生用以控制增益受控放大器的电压uc。当输入信号ui增大时，u0和uc亦随之增大。uc增大使放大电路的增益下降，从而使输出信号的变化量显著小于输入信号的变化量，达到自动增益控制的目的。打开AGC功能会对收信机失真度测试产生影响。

6.4 调幅的基本原理

航空无线电设备使用的是调幅（振幅调制）技术，即信号波叠加到载波上进行传播，传播时频率保持不变。

航空无线电不使用调频技术的主要原因是调频会受到多普勒效应的极大影响。多普勒效应指当有相对运动存在时会使得无线电频率产生变化。

6.5 调制深度的具体定义公式

M为信号波最大振幅；A为载波最大振幅。也可以表示为调制波的最大最小振幅值之差与载波最大最小振幅值之差的比值。

6.6 过 调

当调制度超过100%时，就会产生过调，导致过调失真。原因在于一般使用的非抑制调幅，其调幅波的包络线具有原信号形状，使用包络法检波进行解调，过调之后，相位发生180 ？觷反转，无法正确解调。

6.7 调制灵敏度的测试方法与调制度的变化规律

当音频输入电平小于灵敏度时，音频输入电平与调制度成线性关系。当音频输入电平大于灵敏度时，会由于调制压缩的存在，调制度变化率大幅减小，不在明显变化。标准要求调制灵敏度测试需调制度达到85%，实际部分设备无法达到85%，此时可通过观察调制度变化率确定调制灵敏度。

6.8 插入损耗和选择性的关系

6.8.1 相关定义

插入损耗指在传输系统的某处由于元件或器件的插入而发生的负载功率的损耗，它表示为该元件或器件插入前负载上所接收到的功率与插入后同一负载上所接收到的功率以分贝为单位的比值。滤波器在某一频段对信号的衰减很小，而其余频段衰减很大。衰减小的这一频段称为通带，衰减大的频段称为阻带。阻带衰减损耗选择性指对电路或器件，仅让某一频率的信号通过而阻止其他频率的信号的能力。

6.8.2 特 性

一般情况下滤波器的插入损耗越小则阻带衰减损耗越小。标准值为插入损耗1 dB，阻带衰减损耗15 dB。相关元器件对于插入损耗都有影响，具体衰减值如下：

定向耦合器衰减值0.7 dB，单向导通器衰减值0.7 dB，滤波器衰减值在0.4～1.2 dB之间。

7 结 语

本文通过系统的认识能够基本掌握甚高频测试所需具备的知识，是对于目前甚高频测试进行规范化标准的建议，通过对ETSI测试标准的学习，将其融入到实际工作中去，完善平时的甚高频测试的方法和指标定义，其次对测试工作中遇到的各种问题进行探讨和分析，了解测试中的各种现象产生的原因，以及相关操作的影响。

参考文献：

[1] 卢启付.电力变压器局部放电信号特高频特性的试验研究[D].北京：华北电力大学，2005.

[2] 张勇.基于甚高频通讯的港区集卡无线调度系统的研究[D].上海：海事大学，2003.