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摘要:甚高頻電臺是民用航空地面管制人員與飛行機組的主要通信設備，其性能直接影響地空通信距離和通話效果，保證甚高頻設備的性能指標符合通信要求是擺在設備保障人員面前的重要課題。通過對儀器儀表的原理的研究，結合甚高頻測試要求，探討儀器儀表在甚高頻通信測試中的應用方法。

關鍵詞:民用航空;甚高頻;儀器儀表

引言

甚高頻地空通信是民用航空運輸和交通控制的重要組成部分，是保障民航運輸安全的重要手段。近年來，隨著民航業的快速發展，航班流量不斷增加，對空中交通管制部門的保障能力要求越來越高，對管制手段的可靠及有效性要求越來越高，對地空指揮通信質量的要求也越來越高。而通信質量的要求主要體現在通信覆蓋范圍以及通話效果，所以這也對通信設備的保障水平提出了更高的要求。提高通信設備的維護水平，僅僅靠維護人員的主觀判斷和維護經驗遠遠不夠，必須要有科學嚴謹的維護方法，把儀器儀表引入到設備安裝和維護中來，充分利用這些儀器儀表提高設備維護和保障水平是當前設備維護人員面臨的重要課題。

1儀器儀表功能及原理

目前測試甚高頻設備主要使用綜合測試儀和頻譜分析儀。綜合測試儀是一種集各種電子測量儀器于一體的無線電測試儀器，它內置信號發生器、頻率計、頻率偏差計、音頻電壓表、示波器、失真計、濾波器、頻譜儀、調制解調功能，通過自身的信號發生器產生測試信號，經過被測設備后，分析比較測試結果，可以大大簡化測試步驟和縮短測試時間。一臺綜合測試儀就可以完成甚高頻電臺收發參數、饋線、天線、濾波器、射頻連接器件等絕大多數的測試目標，已經成為日常維護不可缺少的工具。頻譜分析儀是一種分析頻域信號的測試儀器，其基本原理如圖1所示。通過使用具有連續變化的中心頻率的窄帶帶通濾波器選通被測信號，依次選擇信號中的相應頻率分量以圖形方式顯示頻率和頻譜圖的信號幅度分布，在儀表屏幕上顯示頻率和信號電壓對應關系。早期是用于對未知信號的觀察，而后發展為對信號參數的測試［1］。頻譜分析儀可以完成的測試功能如下:1)信號頻率的測試通過信號頻率選通的方式實現對被測信號頻率的測試，同時提供頻點標記功能，便于測試人員觀察。2)信號幅度的測試絕對測試:頻譜分析儀通過內置幅度校正進行幅度測量，可以直接用光標定位，測試精度較高。相對測試:通過寬頻范圍掃描進行信號幅度相對測試。3)信號失真的測試通過顯示信號的每個諧波幅度來確定失真的幅度，還可以直接測試信號的互調失真。4)調制信號的調制度可以直接測試信號的幅度調制度。5)頻率穩定度的測試。6)噪聲的測試。7)通過選件跟蹤信號發生器，可以具備網絡分析儀測試功能。8)用頻譜分析功能，分析突發的信號。9)通過小信號分析功能進行干擾測試。

2儀器儀表在民航甚高頻通信測試中的應用

民航所使用的甚高頻設備，如果要保證良好的通信質量，必須對設備的頻率準確度、收發信號強度、雜散、器件衰減等方面提出較高的要求。而綜測儀和頻譜分析儀的以上功能在民用航空甚高頻測試方面有很好地應用場景。

2．1頻率準確度測試

甚高頻設備的發射頻率是發射機測試的重要指標，發射機的頻率準確度綜合測試儀、頻率計、頻譜分析儀可以執行相同的功能。其中頻率計和頻譜分析儀測試精度更高，頻譜儀測試頻率是通過內置的基于鎖相環電路的本地振蕩器確定測試精度。如常用的RS公司的FSH3型號頻譜分析儀，內置高精度1Hz分辨率頻率計數器和光標計數器，頻率讀數分辨率最高可達10Hz，可以對極低電平信號執行非常精確的頻率測試［2］。

2．2信號強度的測試

綜合測試儀、功率計、頻譜分析儀可以完成信號強度(功率)的測試。綜合測試儀、功率計測試較為方便，而頻譜分析儀在測量載波信號功率方面具有較大的優勢。頻譜分析儀有頻段選擇功能，對多載波信號功率、功率密度、平均功率(大幅度變化的信號)和頻帶中的總功率(擴頻信號)能夠直觀地顯示;此外，頻譜分析儀具有更高的測量精度和校準功能，可以在測試中去除由連接的饋線及射頻元器件帶來的測試誤差，使測試精度更高。部分頻譜儀配備功率探頭選件，可以擴大測試范圍，測試強度較高信號更加方便。

2．3干擾信號的測試

無線電干擾一直是困擾民航通信的重要問題，干擾的產生會直接影響地空通信質量，縮短通信距離，造成導航員與空中交通管制員之間的通話困難，嚴重影響飛行安全。近年來，隨著各種無線電設備的增加，特別是無繩電話和調頻廣播電臺不規范的超大功率發射，對民用無線電專用頻段的干擾日益嚴重，對于干擾的排查，除了加強與當地無線電管理部門的溝通和協調外，作為維護人員，如何及時發現和消除無線電干擾已成為當前必須面對的問題，在實際應用中，可以運用場強儀、頻譜儀加定向天線的方法對來自地面的干擾做一個初步地判斷。民用航空受到的干擾來自兩個方面，一是空中干擾，鑒于甚高頻信號的空間波傳播特性，確定干擾源較為困難，此類干擾更多依靠當地無線電委員會多方面定位及聯合排查;而另一種來自地面的干擾，空間波在地表傳播的距離有限，用場強儀及頻譜儀FSH3配合HE200定向天線，基本上可以完成干擾信號的搜索和定位［3］。利用頻譜分析儀超外差掃描調諧接收器的工作原理，通過測量調頻段的變化信號，觀察信號的幅度和頻率信息，頻譜儀具有測試較寬頻率范圍和較高靈敏度的能力，是一種比較適合測量干擾的儀器。頻譜分析儀對干擾信號的測量可分為以下幾個步驟［4］:確定要測試的頻段，頻譜儀自動設置RBW和VBW，進行粗測，初步區分噪聲和干擾信號;逐步降低RBW，提高測試靈敏度，降低本底噪聲;逐步減小VBW，以減少噪聲信號，不影響輸入信號的幅度。反復調整RBW及VBW，達到較理想的測試效果;通過以上參數確定干擾信號的頻率后，再使用頻譜分析儀的功率測量功能，對占用帶寬模式下的每個干擾信號進行更精確地功率測量。

2．4射頻線纜及器件損耗測試

射頻線纜和射頻器件是甚高頻設備連接的主要器件，其損耗直接影響射頻收發通道信號強度，在設備與天線遠距離傳輸時，測試損耗及故障點對于故障排查有著重要意義。頻譜分析儀可以作為線纜分析儀，一方面可以通過加信號源結合頻譜儀的功率測量功能測試線纜損耗，另一方面FSH3通過Z2組件可以成為線纜分析儀，具有斷點測試功能，對故障點距離進行估測，可以測試長達1000m的線纜故障點。

2．5天饋系統測試

天線饋線系統測試指標主要包括電壓駐波比和回波損耗，兩者之間在量值上具有確定關系，FSH3配備了VSWR電壓駐波比橋和功率分配器，可以直接完成這兩個參數的測試工作。2．6濾波器的測試綜測儀和頻譜儀的跟蹤源和頻譜分析功能均可以完成濾波器指標的測試，頻譜儀測試精度更高，最常測量的濾波器參數是中心頻率、插入損耗和選擇性。要注意的是在進行插入損耗測試時，要考慮儀器的動態范圍和采用的分辨率帶寬，同時需要對連入的線纜和射頻元器件進行校準，否則會帶來比較大的測試誤差。

2．7儀器儀表在使用中應該注意的問題

在使用儀器儀表時仍有許多問題需要注意［5］:1)為防止外接信號超出儀表量程造成儀表損壞，開機時不要直接連接輸入信號，超量程測試要接入衰減器，避免過強信號損壞儀器;2)檢查輸入信號是否含有直流分量，防止損壞混頻器;3)檢查儀器儀表的輸入阻抗，阻抗不匹配會造成較大的測試誤差;4)在測試前注意儀器的校準，去除線纜和其他因素造成的測試誤差。總之應該養成良好的使用習慣，確保儀器處于正常的工作狀態，避免因人為因素造成的設備損壞或測試誤差。

3結束語

儀器儀表的合理使用為設備維護帶來較大的便利性，可以使設備測試有據可依，提高設備維護水平。本文只是對儀器儀表甚高頻測試進行初步探討，在實際測試中各種儀器參數眾多，操作復雜，需要了解有關儀器原理和技術指標的更多信息，綜合考慮影響測試的各種因素，有些測試還需要不同儀器結合使用，制定最合理的測試計劃，才能使測試結果更精確、更可靠。

參考文獻:

［1］王春菊．數字式頻譜分析儀原理分析［J］．電視技術，2001(12):95－96．

［2］劉寧慶，徐玉濱，譚暉．無線通信中測頻關鍵技術［J］．電子測量技術，2001(4):36－38．

［3］黃建宇，吳仁彪．民航VHF地空通信干擾對策研究［J］．中國民航大學學報，2008，26(1):28－31．

［4］于中一．怎樣用頻譜分析儀測量鄰近且相對弱小的信號［J］．中國無線電管理，2003(10):33－34．

［5］張廣增．頻譜分析儀應用常見問題［J］．企業標準化，2003(11):18－20．

作者：潘云峰 單位：寧波民航空中交通管理站