无线电超控器

谢飞+汤锦新

0 引言

随着我国民航事业的飞速发展，大型的的机场都进行了跑道增建。相应的，如何提高对这类大流量机场的近场和道面范围的航空器的安全管控，就成为一个迫切需要解决的问题。

无线电超控是多跑道机场实施独立进近的关键环节，超控器的设置、超控方法都至关重要。

无线电超控器是应空中交通管制需求研制的、具有超控用户和普通用户共用一台甚高频设备的线路选通控制器，适用于超控用户和普通用户应用没有互连的空管语音交换系统的场所，在航空器进近和降落阶段出现特情需要处置时，超控用户用来抢占并切断普通用户正在使用中的管制通话频率，应急指挥受管控的航空器规避险情。

1 用户与甚高频电台的连接现状

1.1 通过遥控盒与甚高频电台直连

甚高频电台是民航最重要且应用广泛的无线电电台。其主要用于航空器在航路上飞行以及起飞和降落阶段，能进行地面管制人员和机组人员之间的双向语音通信，是航空器飞行安全的重要保证。

遥控盒（Remote control unit）是作为远地控制电台最简便有效的方法，只要两地相距不远，通过有3对线的铜芯线缆就能实现甚高频电台的异地收听和发话控制，如图1所见。

遥控盒通常在购买电台时作为选配设备一并购买，或者是后来购买的。

遥控盒的键控输出方式为继电器输出，符合E&M的I类、III类信令规范（常态悬空，接地有效）。

1.2 通过空管语音交换系统与甚高频电台互连

通过空管语音交换系统远地控制甚高频电台是大、中型机场塔台最常见的设备互连方法。此时，空管语音交换系统和电台之间要么是通过多股线缆，要么是传输系统实现设备的异地互连。

1）有线架的互连

有线架互连如图2所见。在空管语音交换系统与传输系统互连时，由于空管语音交换系统的无线电接口方式为继电器输出，符合E&M的I类、III类信令规范，因此，与传输设备的互连时，E&M信令可以直接连接。但传输设备与电台连接时，大部分传输设备通常为三极管OC输出，E&M信令的连接前就需要作充分测试。

2）PCM互连

PCM互连如图3所见。空管语音交换系统在系统内部已将电台的键控、话音等组合成适合与传输设备互连的数据流，经传输设备的传输到达电台站点的PCM设备，然后数据流再变换为原来的键控信号和话音信号，经线架实现与相应的电台连接。数据流反向亦然。此时所用的PCM设备为管制语音交换系统配套专用设备，键控的输出方式符合E&M的I类、III类信令规范，可以直接与电台连接。

2 无线电超控

由前一节“用户与甚高频电台的连接现状”分析可知，要想实现异地不同用户实现对同一电台的使用控制，仅限于图1与图2所述及的连接方式。这是因为用户是通过线架后再进行用户与电台之间互连的。外加的线路切换控制器——即无线电超控器，只要能实现不同用户与电台之间的连接线路切换即可，如图4所见。

2.1 无线电超控器的设计考虑

2.1.1 满足特情处置时的切换需求

无线电超控器是应航空管制用户在特情处置时，超控用户用来抢占并切断普通用户正在使用中的管制通话频率，应急指挥受管控的航空器规避险情。在平常，超控器不起作用，满足普通用户与电台的正常连接。

2.1.2 风险规避需求

无线电超控器在发生掉电故障时，只能影响到超控的使用，而对普通用户不应有任何影响。

2.1.3 即插即用

故障的快速排除，需要有带电即插即用板卡作为支持。因此，在无线电超控器中负责控制线路切换的电子元器件应该集中在一起，以便于形成母板、子板互补构成的结构。

2.1.4 电台接收信号的再分配

超控用户和普通用户在控制电台发射信号时，是独立占用电台的，不存在线路和信号的共享。但是两个用户在连接电台的接收信号，需要先把信号一分为二。并线，是最简单的分信号法，但会相互影响，而且原来的信号强度将衰减一半。用无源阻抗分配网络对信号进行拆分，虽然避免了相互的影响，分出来的信号强度比原有的一半还小。用有源分配网络拆分信号，拆分的信号强度有保证，但也要考虑电子电路在掉电时给用户带来的无信号输出风险。

2.2 无线电超控器实际电路

无线电超控器发信电路原理图如图5所见。

普通用户的键控信号由L-PTT-IN端输入，一路经D1、R3、U2、R5、绿色LED1进行键控动作指示，另一路直接J2-PTT继电器的常闭触点由PTT-OUT端输出。普通用户的发信音频信号由L-Tx-IN端输入，经J1-Tx继电器的常闭触点由Tx-OUT端输出。

超控用户的键控信号由H-PTT-IN端输入，一路经D3、R4、U3、R6、红色LED2进行键控动作指示，另一路经D2、R1、U1、D5、Q2、Q3控制J2-PTT继电器的常开触点下地，则连接PTT-OUT端输出有效；而D4、Q1则控制J1-Tx继电器的常开触点与Tx-OUT端输出接通。超控用户的发信音频信号由H-Tx-IN端输入，经J1-Tx继电器的常开触点由Tx-OUT端输出。

由此可见，即便无线电超控器发生掉电异常，普通用户的键控信号和音频信号也能够直接无阻地通过无线电超控器输出到电台端。超控用户因为失电无法干扰普通用户的正常使用。

在Q2三极管的B极加有R2和C3组成的充电回路，目的是让超控用户在释放监控信号时，有一个100毫秒左右的延迟释放动作。

无线电超控器收信电路原理图如图6所见。

由电台来得收信信号从Rx-IN端输入，一路从L-Rx-OUT端直接输出给普通用户。另一路经由C4、R7和C5、R8的高阻网络提取信号分量，经U4放大后由T1进行600Ω线路阻抗，从H-Rx-OUT端输出给超控用户，适当的输出信号强度由RV1调整获得。分量提取的高祖抗约为Rx-IN端600Ω线路阻抗的30倍，因此对电台接收信号输出到普通用户带来的接入损耗完成可以忽略不计。

由此可见，即便无线电超控器发生掉电异常，电台的接收信号也能够直通无阻地通过无线电超控器输出到普通用户端，而超控用户因为电路失电无法收到任何信号。

2.3 无线电超控器

制作完成的无线电超控器母板如图7所见。

制作完成的无线电超控器子板如图8所见。

组装好的无线电超控器如图9所见。

2.4 无线电超控器测试情况：

信道失真：400～2000Hz≤3%

信道增益：0dB（Tx & Rx）

相邻信道隔离：>40dB

PTT有效方式：输入悬空时-5V，下地有效；输出为继电器下地

线路连接阻抗：600Ω平衡输出

线路连接方式：RJ45

控制容量：8台电台可控

供电：交流220V

3 总结

在处置无线电超控器子板故障可以采用热插拔方式，替换非常方便自如；维修过程也仅影响所检修通道的超控用户的使用，不会对普通用户有任何影响，更不会对其它通道造成影响。无线电超控器在掉电极端故障情况下，仅影响超控用户的使用，对普通用户没有任何影响。即使超控器恢复供电，对普通用户的当前使用，也不会带来任何中断影响。

无线电超控器具有超控用户和普通用户两种用户级别，能满足使用权限不同的用户对同一航空管制通话频率特情处置需求。譬如双塔台运行的机场，塔台、终端管制异地分置且应用不同管制语音交换系统的环境，当需要处置特情时，应用无线电超控器可以轻松解决需求。

[责任编辑：王伟平]