民航VHF地空通信系统安装浅析

2017-09-15杨鹏

科技与创新 2017年17期

关键词：信令馈线信道

杨鹏

（民航山西空管分局，山西太原 030031）

民航VHF地空通信系统安装浅析

杨鹏

（民航山西空管分局，山西太原 030031）

对VHF电台安装过程中需要考虑的重要因素及重点步骤方法进行了阐述，提出了注意事项，并对电台的收发信机、腔体滤波器、信号传输作了介绍。

VHF设备；地空通信；收发信机；腔体滤波器

近年来，民航事业迅猛发展，飞行流量不断增大，对空中交通管制部门的要求越来越高。在管制手段上，则主要体现在地空指挥通信上通信质量的提高、通信覆盖范围的扩大和通信系统稳定性和可靠性的提高。空管部门地空指挥通信主要以甚高频（VHF）地空话音通信为主。而怎样合理、高效地建设安装VHF电台，提高民航VHF通信质量，是摆在我们面前的重要课题。

1VHF设备

VHF（VeryHighFrequency），即甚高频，是指频带有30～300MHz的无线电电波，具有直线传播的特性，为视距范围内通信，不易受限于天气，稳定性高，受外界干扰小。目前，民航主流的VHF通信设备有德国R&S公司4200数字电台、意大利OTEDTR100、英国PAET6TT6RT6TR系列产品。虽然生产厂家不同，设计理念不同，但工作原理、安装流程基本相同。

2VHF设备安装

2.1 前期规划

在准备进行VHF电台新装和搬迁时，要进行必要的前期规划。结合实际选择适宜的安装地点及设备类型，在满足行业规范要求的基础上合理安排设备机房、天线、供电等各系统分布，便于日后维护。根据相关标准计算出所需达到符合相关法规、标准的要求（通信距离、场强要求、覆盖等），频率划分要考虑较大的频率间隔；也可以采用收发信分开、收发天线分开，或若干信道共用一个天线的方式，但易出现天线故障，影响较多的信道。

所以在配置系统时，要综合考虑频率备份需求、可靠性、天线场地、通信质量、价格、频率指配间隔等各相关因素。地空通信的主要干扰为同频干扰、邻道干扰、互调干扰。

2.2 设备安装

VHF设备安装主要由设备收发信机、供电、控制单元、连线组成。发射机、接收机或收发一体机的安装较为简单，各型号VHF设备机架均为标准的63.3cm（19寸）单元框架，按照其安装说明书操作即可。一般一个标准机柜可安装多个信道，在多个信道共用一根天线时，可将这几个信道安装至同一个机柜。在设备连线时要格外细心，尤其是多个信道同时安装时，各信道射频电缆、音频数据线及联机线、监控线路较多，容易混乱；工作人员需要按顺序依次安装，同时进行线路标识。值得注意的是，在设备各线缆布线时，应注意供电线路和信号线缆保持必要的间隔，防止造成线缆干扰。对于需要通过外部继电器或转换组件进行设备主备转换的VHF设备，安装时将继电器或转换组件安装一致，即全接主机或全接备机，便于日后巡视检查。

2.3 天馈安装

为更好地解决地空通信各信道间串音的干扰问题，在VHF设备天线安装中采用甚高频收发天线分置的方法，即设备发射天线和接收天线安装在不同方位，但必须满足规范距离要求。对于VHF收发信机一体机，收发共用一根天线，通过设备内部切换单元实现信号的发射与接收。

无论选择何种天线，在架设时应尽量安装在地势较高、无遮挡、电磁环境较好的地域，对天线和馈线加以紧固，避免大风等特殊天气对其造成损坏。在天线和馈线进入设备机房处，应安装避雷设施，阻断强雷侵袭。在天线共用系统中，一套天馈单元要与多套收发单元连接，作为天馈单元与收发单元间的连接纽带，天线共用单元在天线共用系统中起了分流信号流向的重要作用。其间包含了单向耦合器、滤波器、功分器、合路器等器件，主要用于极间匹配，提高带外抑制度，分配射频信号走向。天线与收发设备之间的馈线长短应裁剪合适，尽量减少冗余，以降低传输损耗。馈线布线过程中要求整洁顺畅、标识清晰，动力电缆与天线、馈线分离；避免急弯、打结、线路损伤现象出现，影响传输质量。

3 设备调试

在完成设备安装并确保各线路、供电系统等正常的情况下开机试机，同时依据甚高频设备相关技术规范和台站实际需要设定收发信机参数及进行相关测试。

3.1 收发信机参数设定

试机正常并通过设备BIT测试后，根据实际工作需求对各信道收发信机进行参数设置。主要参数有PTTTimeout时间、调制度、载波偏移、线路电平、载波输出功率等。功率设置中，根据信道服务对象设置功率等级；塔台用途的设备载波功率不大于10W，进近及区域管制、搜索救援、航务管理用途的设备载波功率设置为40～50W；特殊场合比如海上，超远距离通信不大于100W。

3.2 收发信机参数测试

VHF收发信机的各项工作参数能直接反映其技术性能。在设备初装、定期运行维护中，应详细测试收发信机主要工作参数，掌握性能，确保其工作质量。发信机测试则需要借助综合测试仪、频谱分析仪、功率计、匹配假负载、射频电缆（50Ω）、音频电缆、射频转接头等仪器仪表和工具。发信机主要技术指标为输出功率、音频增益调节、调制失真度、载波噪声电平、音频响应、音频调制灵敏度。收信机主要技术指标测试项目有输出信噪比、收信总失真度、自动增益控制、音频响应、静噪门限范围测试。各型VHF设备因设计、生产、使用维护等不同，其指标也不相同，但必须符合规范要求。

3.3 腔体滤波器调整

腔体滤波器可以有效提高接收机的选择性，在多台发射机共用天线时，应提高各发射机之间的隔离度，有效抑制带外噪声及互调干扰。在对收发信机调试的同时，要对各信道腔体滤波器及隔离器进行调整，两者可根据实际情况单独调整或者联调，使其满足插入损耗小于1.5dBm，腔体阻带衰减±500K大于15DBdBm，反向功率大于20dBm，驻波比（VSWR）小于1.5等参数指标要求。

4 信号传输

4.1 信号定义

VHF设备收发信号最终送至管制单位，实现与航空器的地空通信。在信号传输系统中，PCM设备作为一款传输、接入设备已得到广泛的应用。VHF设备可通过PCM设备中的四线E&M接口将电路产生的信号转换成适合于传输媒介的信号进行传输。E&M是一种模拟中继信令，它将话音通道和信令通道分开，E和M是信令控制线，E信令用于控制接收信号的传输，M信令用于控制发射信号的传输，通过E线与M线状态的改变来控制语音信号的接收与发射。目前，VHF普遍运用II类E&M信令，如图1所示。

4.2 传输模式选择

通常甚高频电台安装在远端台站，收发信号通过遥控盒或接入内话系统送至管制席位，局端与远端之间通过传输链路满足电台远程通信需求。目前，较为可靠的传输链路为两地一空模式，即地面采用不同运营商的双路主备光纤传输，微波的点对点直线传输作为备份手段。有条件的地区也可采用卫星传输。传输路由如图2所示。

图1 II类E&M信令

图2 传输路由

5 注意事项

需注意的事项有以下几点：①在布设天馈线缆时，如果条件允许，可加布一条备用馈线，便于日后扩容、修改及应急。②对于新建台站，考虑到干扰问题，可在投入运行时利用频谱仪等仪器对在用信道频率进行频谱监测并记录；在频率受到干扰时，进行前后频谱比对，以方便频率干扰的排查。③信号传输中，要认真分析VHF设备信号定义与目前行业内使用较为广泛的传输设备接口的匹配，确保传输质量和效率。④切实做好设备避雷，比如收发信机接地、机柜机壳接地、天馈系统避雷。