浅析影响重庆江北机场情报通播信号质量的因素及故障排查方法

  本文以实际工作中遇到的问题及故障排查经过为例,全面分析了影响重庆机场情报通播信号质量的各种因素,梳理了一套以甚高频收发信机为重点的故障排查思路及方法,这一研究对于当前甚高频通播的稳定运行有一定借鉴意义。 
  关键字 机场 机场情报通播系统 
  引言民航情报通播是以甚高频发射机为载体,为进离场航班提供天气、跑道信息等情报的通信系统,其自动播报的运行方式,与传统意义上管制员口头通报的方式相比,极大程度上减少了因口误引起的人为差错,提高了工作效率,节约了人力成本。机场情报通播系统的组成及工作方式重庆江北机场进离场通播以甚高频收发信机(单机)为发射机,通过线路短接PTT信号将通播语音信号持续不间断地通过天线发射出去,通播音频信号由数字空管系统提供。 
  一、影响通播信号质量的因素 
  1、进通播甚高频发射机的语音信号质量差。此信号为通播信号源头,若该信号電平过低或信噪比过小,必将影响后端信号传输质量。2、滤波器性能差。滤波器中心频率偏移和带宽过宽或过窄都会导致调制信号失真过大,造成语音质量差。3、甚高频发射机本身故障。发射机频率中心偏移过大,失真度过大,以及发射机功放部分故障不足以提供满足条件的载波功率都可能影响信号质量。4、天馈部分故障或性能差。天线驻波比过大将导致有用信号损失。5、无线电信号空中传输质量差。地球曲率、大气折射等因素会影响无线电信号在空中的传输距离。天气、地形及建筑物遮挡与反射可能导致某些部分区域接受信号质量相对较差的情况。6、地空无线电干扰。空中无线电干扰是由于空中或地面干扰源产生与通播频率一致的干扰信号或杂散信号。地面无线电干扰由可分为同频干扰、邻频干扰、互调干扰及杂散干扰等等。 
  二、 故障排查方法 
  根据上述分析,结合工作实际,总结故障排查的思路与步骤 
  1、现象出现。某月某日某时,管制员接到两个机组反映进场通播XXX.X声音较小。 
  2、现象分析 
  1)排除通播信号源头故障。该问题出现后,相关设备保障岗位随即检查数字通播本终端服务器运行正常,使用移动甚高频单机监听正常,配线架线路监听正常。说明通播源头至发射机线路正常。若有异常,检查数字通播服务器工作状态和传输线路是否通畅。 
  2)查看甚高频设备整体性能是否正常。通过查看甚高频设备告警情况、菜单面板、指示灯状态,判断设备工作状态是否正常,检查设备连接线是否松动。通过面板操作,可获取甚高频设备的温度、驻波比、RF输出功率、调制度、信号强度等实时参数,确认设备参数及性能是否正常。若有异常,更换设备相关板件、紧固连接线等。 
  3)排除通播发射机故障。在测试发射机、滤波器、天线时,用到以下测试仪表  
  发射机功率、驻波比、调制度灵敏度、频率稳定度和准确度的测量方法使用综测仪接收被测试电台发射的射频信号进行处理,得到电台发射信号的实际载波频率、输出功率(10W-100W可选);然后利用综测仪的音频输出至电台遥控口,测试加调制信号后射频信号调制度(最大调制度应不小于99%)、调制失真(在MOD=0.9,f=1KHz时调制失真不应大于5%)。连接参见图1。  
  经测试,主备通播发射机参数均正常。若有异常,重启发射机或更换发射机相关板件。
  4)排除滤波器故障。网络分析仪提供标准射频测试信号,由射频输出端(RF OUT)输出,向滤波器注入信号,信号经过滤波器后由射频输入端(RF IN)输入到网络分析仪,网络分析仪通过输入信号和反馈信号来测试滤波器的插入损耗、反向功率(反向损耗)和中心频率两侧500KHz频点衰减。求插入损耗小于1.5db、500KHz衰减不小于15dB,反向损耗大于20dB。滤波器性能参数如表3。 
  经测试,滤波器性能满足求。若不满足,通过滤波器腔体旋钮旋转调整其相应参数及性能。 
  5)排除天线故障。使用网络分析仪向天线发送信号,设置扫频范围为118-137MHz,通过内置驻波比桥测试天线驻波比(单振子天线应不大于1.5,多振子共用天线应不大于2.0),从而进行天线故障的查找和驻波比特性的分析。注意该项测试需对待测天线发送RF信号,会对近距离内所有VHF接收机造成干扰。天线性能参数如下  
  由图可见,扫频范围为118-137MHz之间时,天线实测驻波比范围为1.17-1.32,天线工作正常。若天线出现驻波比过高,则重新紧固连接线,若无效,考虑更换天馈部分接头与连接线。观察天线周围建筑物等的遮挡情况,若需,重新调整天线高度及位置。 
  6)排除无线电干扰。从发射机本地收听通播语音,质量良好。当时机组也并未听到噪声或串音等干扰现象。排除无线电干扰情况。但对于民航甚高频地空通信来说,无线电被干扰的情况是十分常见的。若是因为无线电干扰影响信号质量,一般来说,从以下方面考虑排查遇见空中干扰情况,及时记录干扰信息,上报当地无线电委员会,协助排查。若为民航甚高频设备之间的干扰,如串音或噪音大等,考虑邻频干扰和互调干扰。查看是否有频率相近的收发设备距离过近、计算附近的多台设备的频率是否存在二阶、三阶互调的情况并合理调整电台布局。 
  7)通过机组确认通播空中传输情况。进近管制员询问区调和进近交接点位置A附近,高度5800左右的多个飞机,机组回复接收进场通播信号良好。经了解,前期个别机组反映接收进场通播声音偏小也是发生在本场东面航路点F至进近与区调交接点的航路上,且只有个别航班反映接收音量偏小。发射机、天线参数均正常,排除设备原因。空中小范围个别航班反映接收效果不好,且为偶然现象,由于重庆为山地地形,且雨雾天气较多,判断此次现象由无线电空中传输原因所致。 
  结论民航进离场情报通播虽不需手动发射信号,其所用设备和频段仍为民航地空通信范畴。此套根据信号传输流程梳理出的一套排查方法对于排查一般民航甚高频设备问题同样适用。根据维护经验,常见故障的快速排查可从紧固设备内、外连接线,更换相应告警板件(接收、发射板件,电源模块等),调整各站点频率分布及调整天线位置等方法解决。民航空管局、民用机场等甚高频设备管理运营单位可根据需制定相应的季度、年度维护测试收、发信机相关参数并及时调整偏差,有利于甚高频设备的稳定运行。 
  本规程的技术求、性能指标、名词术语引用了如下标准和资料 
  1、《国际民航公约》附件十;2、国际标准化组织(ISO)标准;3、国际民用航空组织(ICAO)标准;4、中国民航总局《甚高频地空通信地面设备通用规范》;5、OTE公司“ATC Training Course”光盘