R&S XU4200设备在民航系统中的应用与季度维护实践

R&S XU4200设备在民航系统中的应用与季度维护实践

尹新宇

中国民用航空呼伦贝尔空中交通管理站           021000

1、引言

甚高频（VHF，Very High Frequency）是频率在30MHz至300MHz之间的无线电电波，是目前民用航空中地面与飞机、飞机与飞机之间的主要通信方式之一，可实现管制员与机组直接通话以及依据地空数据链的数据通信。呼伦贝尔空管站目前在用甚高频电台有：R&S XU250、R&S XU4200、海格EXP5300电台。其中R&S公司的4200系列电台为软件定义电台，支持VoIP功能且符合ED137标准，最多支持建立7个VoIP会话，同时允许多个语音交换系统同时访问电台，支持112MHz—156MHz和225MHz—400MHz的频率范围。

2、使用现状与季度维护实践

2.1、空管站备用系统介绍

呼伦贝尔空管站备用甚高频系统配置为八信道R&S4200设备，于2015年投产使用，每个信道都为主备机配置。电台为收发一体设备，收发使用不同RF接口，半双工工作模式。R&S 4200支持双路供电：115或230V的交流电以及19—32V的直流供电，电台由四部分组成，分别是机框R&S KK4250、电源模块R&S EU4250、发射模块R&S VU 4250和接收模块R&S EU4250，模块内的高集成度和模块间的低耦合度可以使维修人员更加快速的更换故障模块。

2.2信号发射流程：

管制员按下PTT发话后，话音信号进入沈阳空管技术开发有限公司的AT-VCS0422系统，经传输设备至R&S 4200发射模块的TX音频接口X5，话音信号经过转换和调制后，通过射频继电器和滤波器后，经天线对外发射。

图1 信号流程图

电台为主备机配置，因此需要两路话音信号接入，使用Z2模块将从内话系统传输的信号分为两路进入主备电台中，在安装Z2模块时，要注意“左主右备”，即主机连接左侧RJ48接口，备机连接右侧RJ48接口，这是由于Z2内部接线中，将24V直流电由右侧RJ48提供，为了保证主机处于常闭，所以将主机的音频与Z2左接口相连，备机与Z2右接口相连。

电台主备机使用射频继电器和天馈线连接，射频继电器通过24V直流电驱动，只要备机上的24V电压可用，射频继电器会立刻切换天线路径至备机，形成备机发射通路。

2.3信号接收流程

天线接收到外部的信号后，经滤波器过滤出所需频率的信号，3dB功分器将其一分为二，分别进入主备电台的RX射频口，信号经放大解调处理后由RX音频接口X10输出，通过传输设备进入沈阳内话系统，供管制员使用。3dB功分器仅有信号分配的功能，不做射频切换动作，也就是说，信号接收时，电台主备机均有接收信号进入。

2.4、测试参数及方法

MH/T 4001-2016从甚高频系统的分类及组成、总体性能要求、技术指标、测试方法及工作环境方面提出了要求，其中换季主要测试的参数有载波功率、调制度、失真、频率精确度、滤波器插入损耗、驻波比等，测试仪表使用CMS54无线电综合测试仪、网络分析仪等。此处列举几个常用的典型参数含义及测试方法。

（1）载波功率

载波功率是指电台仅发射载波频率（无话音信号）时，发射接口TX处的输出功率，要求电台载波功率范围为5W—100W，确认设置功率与测试功率相差小于或等于1.5dB。测试时将电台TX接口与CMS54的RF口相连，设置综测仪为TX TEST，电台前面板拨动开关拨至PTT，即可在综测仪显示屏左侧POWER后读出载波功率。

（2）频率精确度

频率精确度是指电台相对标称频率的误差应在一定范围内，技术规范中要求25kHz间隔的固定台和便携台在正常条件下小于±5*10-6，测试连线、步骤和载波功率相同，将综测仪左侧调至COUNT，即可显示测试频率，与标称频率做差可得频率精确度。

（3）灵敏度

灵敏度是指在给定要求的输出信噪比条件下，接收机所能监测的最低输入信号电平。由此可以看出灵敏度是电台的固有硬件特性，表示接收机接收微弱信号的能力，不随参数的改变而改变。技术规范中的“给定要求的输出信噪比”为1kHz话音信号、30%调制度时，接收机解调出信纳比为10dB的信号，因此此时对应的接收射频信号强度即为灵敏度。

由上述定义可以判断出线缆连接为：CMS54 RF口—电台射频接收口X8—RX音频接口X10—CMS54 AF IN。测试前先将电台ALC（如有此功能）关闭，CMS54设置RX TEST，音频设置为1kHz，30%调制度，射频输出功率设置-110dBm，通过旋钮逐渐增大综测仪的输出功率，观察综测仪屏幕左下的SINAD的值，当SINAD刚好达到10dB时，记录此时综测仪输出功率即为电台接收灵敏度。技术规范要求固定台灵敏度小于或等于103.5dBm即可。

3、换季过程中出现的问题

3.1、网分校准件误操作问题

由于射频测量非常敏感，测试线缆、连接器、转换头等都会影响测量，因此在使用网络分析仪测量参数之前，要使用校准件进行校准，将参考平面“移动”到被测网络的入口处。首先将测试线缆与网络分析仪连接好后，设置频率范围，选择仪表的校准功能，选择校准件型号，按照提示步骤进行校准操作。实际测试过程中发现所使用的校准件LOAD端口可以松动，导致校准结果不正确，影响后续参数测试。因此建议在测试过程中，不要拧动校准件拆卸，尽量在线缆侧进行拆卸。

3.2、科龙条老化导致的参数不正确问题

在使用综测仪测试接收机灵敏度和失真度的时候，将电台接收机的X10 Audio RX接口与综测仪AF in连接，出现综测仪上无数值显示的情况。因为接收机和综测仪的接口不同且缺少转换头，所以中间使用科龙条连接，出现无数值情况后，首先考虑到接收机与综测仪的线缆有断点，使用万用表测量克隆条下接口与综测仪之间的线缆后，无断点，后又利用万用表测试科龙条上接口与接收机的线缆，无断点。随后更换综测仪，依旧无法测量，最后将科龙条的0、1口更换为2、3口，成功测量。前期失败原因为科龙条打线次数过多且老化导致克隆条内部断连，所以测量接收机参数时，综测仪上无数值显示。

4、总结

甚高频作为管制与飞机通话的主要在用方式，在各空管单位都是不可或缺的系统，每年两次的设备换季检查则是发现隐患的必要措施，而技术人员丰富的经验和夯实的技术水平是设备安全平稳运行的首要条件。本文对甚高频系统的换季检查测试方法和问题经验总结，对甚高频系统的日常维护有一定的帮助。