地面甚高频航空移动和固定无线电设备检测

地面甚高频航空移动与固定无线电设备检测(重点:检测项目)

地面甚高频航空无线电通信系统承担着空中交通管制、航务运行及飞行安全通信的关键任务。确保这些设备持续、稳定、精确地工作至关重要。设备检测是验证其性能是否符合运行要求的主要技术手段,核心在于对一系列关键项目的系统化测试与评估。以下是详述的重点检测项目:

一、 发射机核心性能检测项目

  1. 载波输出功率:

    • 目的: 测量发射机在未调制状态下输出的射频载波功率。
    • 重要性: 确保信号强度足够覆盖预定区域,满足通信距离要求,同时避免过强干扰邻台。
    • 检测方法: 使用功率计在发射机输出端直接测量(或通过耦合器/衰减器测量)。
  2. 载波频率容限及稳定性:

    • 目的: 测量发射机实际载波频率与标称工作频率之间的偏差(容限),以及在工作温度、电压变化下的频率稳定度。
    • 重要性: 频率精度是甚高频通信的基础。频率偏移超标会导致通信失败、干扰其它信道,危及飞行安全。
    • 检测方法: 使用高精度频率计测量发射机载波频率。需在不同工况(如温度、电源电压变化)下测试稳定性。
  3. 调制特性:

    • 调制深度:
      • 目的: 测量音频信号对载波的调制度百分比(通常航空语音要求90%±5%)。
      • 重要性: 调制深度不足导致接收端音量小、信噪比低;过调制则引起信号失真和邻道干扰。
    • 调制对称性:
      • 目的: 评估调制信号正负峰对载波产生的频偏是否对称。
      • 重要性: 不对称调制会导致音频失真,影响语音清晰度。
    • 调制频率响应:
      • 目的: 测量音频信号在标准调制深度下,不同频率(通常300-3000Hz)所需的输入电平变化。
      • 重要性: 保证话音清晰度和可懂度,响应不平坦会导致声音失真。
    • 检测方法: 使用调制分析仪或综合测试仪,输入标准测试音(如1kHz)测量调制深度和对称性;输入不同频率测试音测量频率响应曲线。
  4. 邻道功率:

    • 目的: 测量发射机的总输出功率中落入相邻指定信道(通常为±25kHz)带宽内的功率比例。
    • 重要性: 衡量发射机抑制带外辐射的能力。邻道功率过高会严重干扰相邻频率的正常通信。
    • 检测方法: 使用频谱分析仪测量发射机输出频谱,设定相邻信道带宽,读取该带宽内的积分功率(通常要求低于主信道功率一定分贝值,如-70dB)。
  5. 杂散发射:

    • 目的: 测量载波频率的谐波、寄生振荡、互调产物等任何非必要发射的功率电平。
    • 重要性: 杂散发射可能干扰完全不相关的其他无线电业务,造成严重安全隐患。
    • 检测方法: 使用频谱分析仪在足够宽的频率范围内(通常是载波频率的基波到几次谐波)扫描,测量并记录所有超出规定限值的杂散信号电平。
  6. 音频失真:

    • 目的: 测量经发射机调制-解调环路(或使用标准接收机解调)后,音频信号产生的非线性失真(总谐波失真THD)。
    • 重要性: 高失真度严重影响话音的可懂度和自然度,可能导致指令误听。
    • 检测方法: 向发射机输入标准测试音(如1kHz),在配套接收机输出端(或调制分析仪解调输出)使用失真度仪测量THD。

二、 接收机核心性能检测项目

  1. 可用灵敏度(标准信纳比灵敏度):

    • 目的: 测量接收机在满足规定的输出信纳比(如12dB SINAD)和音频输出功率(如50%额定功率)时,所需的最小输入射频信号电平。
    • 重要性: 衡量接收机弱信号接收能力的关键指标,直接影响通信覆盖范围。
    • 检测方法: 由信号源输入频率精确、标准调制的射频信号(如1kHz,3kHz频偏),通过音频分析仪监测接收机输出端的SINAD值,逐步减小输入信号电平直至达到12dB SINAD点,记录此时的输入电平(如μV或dBm)。
  2. 选择性:

    • 邻道选择性:
      • 目的: 测量接收机在有用信号存在时,抑制相邻信道(±25kHz)内强干扰信号的能力。
      • 重要性: 确保在邻道有强信号发射时,接收机仍能有效接收本信道的弱信号。
      • 检测方法: 输入一个使接收机输出达到参考SINAD(如12dB)的有用信号;在邻道(+25kHz或-25kHz)输入一个未调制的干扰信号,逐步增大干扰信号电平直至接收机输出SINAD降至临界值(如6dB),记录此时干扰信号电平与有用信号电平的差值(dB)。
    • 杂散响应抑制:
      • 目的: 测量接收机抑制由镜像频率、中频频率等特定杂散响应频率点上的强干扰信号的能力。
      • 重要性: 防止接收机被非工作信道的特定频率干扰。
      • 检测方法: 类似邻道选择性,但干扰信号频率设置在特定杂散响应点上(如镜像频率)。
  3. 阻塞:

    • 目的: 测量接收机在有用信号存在时,抑制落在接收机通带之外(但仍在附近频段内)的强非调制干扰信号,不致引起接收机性能劣化的能力。
    • 重要性: 衡量接收机抵抗带外强信号“淹没”效应的能力。
    • 检测方法: 输入一个使接收机输出达到参考SINAD的有用信号;在指定频偏(如±100kHz, ±1MHz等)处输入一个未调制的干扰信号,逐步增大干扰信号电平直至接收机输出SINAD降至临界值或音频输出变化超过规定值,记录干扰信号电平。
  4. 互调抑制:

    • 目的: 测量接收机抵抗两个或多个带外干扰信号在接收机前端非线性作用下产生落在信道内的互调产物,从而干扰有用信号的能力。
    • 重要性: 现实环境中存在多个发射源,互调是常见干扰来源。
    • 检测方法: 通常使用两个频率特定的干扰信号(如f1在接收频带外,f2满足2*f1 - f2 = 接收频率 或类似关系),同时输入接收机,调整其幅度使产生的互调产物与有用信号频率相同且足够强,测量在接收机性能劣化到临界点时,干扰信号的电平。反映接收机线性度。
  5. 音频输出功率与失真:

    • 目的:
      • 测量接收机在标准输入信号条件下(如达到50%额定音频输出功率),输出的音频功率。
      • 测量接收机在上述条件下的音频总谐波失真。
    • 重要性: 确保扬声器或耳机有足够且不失真的音量输出,保证语音清晰可辨。
    • 检测方法: 输入标准调制的射频信号使接收机输出达到额定音频功率,用功率计或音频分析仪测量输出功率;同时用失真度仪测量输出信号的THD。
  6. 静噪特性:

    • 开启灵敏度:
      • 目的: 测量静噪电路解除静音(打开音频输出)所需的最低输入射频信号电平。
      • 重要性: 设置过低会导致接收机在噪声中频繁开启产生噪音;设置过高会丢失弱信号。
    • 关闭时延:
      • 目的: 测量有用信号消失后,静噪电路重新静音所需的时间。
      • 重要性: 时延过长会导致信号结束后仍有噪音输出;过短可能切断话音尾巴。
    • 检测方法: 使用信号源输入受控射频信号,配合示波器或专用测试仪观测音频输出通断状态,测量开启点和关闭时延。

三、 通用与特殊功能检测项目

  1. 频率设置与信道切换:

    • 目的: 验证设备所有预编程信道频率设置的准确性及信道切换功能(尤其对移动台重要)。
    • 检测方法: 读取并核对所有存储信道的频率值(使用频率计),测试信道切换的可靠性和速度。
  2. 双值守与优先级(若适用):

    • 目的: 验证设备在同时守听两个频率时,能否正确识别并响应优先级更高的呼叫。
    • 检测方法: 模拟两个频率上的信号活动(尤其是紧急频率121.5MHz的优先级),检查设备响应逻辑是否正确。
  3. 121.5MHz紧急频率功能测试:

    • 目的: 单独测试该紧急频率的发射功率、频率容限、接收灵敏度等关键指标。
    • 重要性: 该频率是国际航空遇险与安全通信专用频率,其性能可靠性关乎生命。
    • 检测方法: 按发射机和接收机核心项目对该频率进行专项测试。
  4. 控制与接口功能:

    • 目的: 测试PTT(按键发话)、话筒、扬声器/耳机接口、外部控制信号(如遥控)、数据接口(如用于ACARS)等功能是否正常。
    • 检测方法: 通过实际操作和连接外部设备进行功能验证。
  5. 天线系统检查(间接):

    • 目的: 通过测量发射机输出功率和反射功率(驻波比SWR),或接收机输入电平,间接判断天线、馈线及连接器的状态。高SWR可能损坏发射机并降低效率。
    • 检测方法: 使用功率计与驻波比电桥或天馈线分析仪测量。
  6. 操作检查与主观音质评价:

    • 目的: 通过实际通话(或模拟通话),检查按键、送受话器操作性,并主观评价接收话音的清晰度、自然度和背景噪声水平。
    • 检测方法: 由具备经验的操作人员进行实际通话测试或录音回放评估。

四、 运维检测项目

  • 外观与连接检查: 设备物理状态、线缆连接紧固度、标签清晰度。
  • 基本功能操作验证: 开关机、音量调节、静噪开关等基础功能。
  • 电源适应性测试: 在标称电压范围内(及轻微波动下)设备工作稳定性。
  • 环境适应性测试(视需要): 在规定的温湿度范围内验证关键性能(如频率稳定度、灵敏度)是否达标。

总结:

地面甚高频航空无线电设备的检测是一个涵盖发射、接收、控制、接口等全方位的系统工程。核心检测项目聚焦于决定通信距离、清晰度、抗干扰能力和频谱纯净度的关键技术参数,如频率精度、发射功率与频谱特性、接收灵敏度与选择性、音频质量等。针对航空安全通信的特殊性,对紧急频率121.5MHz和静噪功能的检测尤为重要。定期、严谨地执行这些检测项目,是保障空中交通无线电通信链路高效、可靠、安全运行不可或缺的技术保障。实际检测中需依据设备的具体型号和技术规范,选择适用的项目并设定精准的合格判据。