短波电台干扰机上照明及电台报故问题分析解决

短波电台干扰机上照明及电台报故问题分析解决

赵华宇1*，宇峰1，杨瑛杰1

1.中航西安飞机工业集团股份有限公司 制造工程部，陕西省西安市，710089

摘要:介绍了飞机短波通信的原理和功能，通过对短波电台干扰机上照明及电台报故问题的分析，论述了故障的排除探索、解决措施及机上验证效果。旨在探索短波电台干扰故障频发的原因，进一步减小飞机短波通信对机内其它设备的影响。

关键词:短波电台、干扰、故障分析

引言

短波通信是指工作频率为2～30MHz的无线电通信方式。机载短波电台主要用于飞机与地面及飞机与飞机之间的中远距离话音及数据通信，是飞机远程通信中唯一不受网络枢纽和有源中继制约的通信手段，弥补了超短波电台视距通信范围的缺点，对保障飞行任务，起到不可替代的作用[1]。但是由于机载但短波电台发射功率大，对机上电磁环境影响大，容易对自身及机上其他设备造成干扰[2]。本文结合去年某型机短波电台频发的故障现象，给出故障排查的方法和解决措施。

1 故障情况

某型民机短波电台在进行通电检查时，部分频段发射时出现“干扰机上照明”及“电台报故”的现象。具体表现为短波部分频段发射时，机上照明灯闪烁甚至熄灭，本侧电台或对侧电台画框报故等问题。后续验证发现该故障现象在该型号其他机上也存在，属于共性问题。短波电台干扰机上照明及电台报故影响设备的正常使用，可能对飞行或任务造成影响，存在一定风险。

2 故障定位与分析

2.1 故障定位

经反复对比试验，发现短波天调输出端连接天线的馈线为裸露线，相当于辐射源，短波电台发射的射频信号，部分发射功率会通过射频辐射的方式，注入机上电缆，进而传导进入设备仓，如能量大或照明系统抗干扰能力不够，会导致照明电压波动不稳定，干扰照明。

将电台报故问题反复验证，故障多次复现，结合工作机理和试验情况开展原因分析并建立功放故障的故障树如图1所示。

图1 功放故障的基本故障树

电台软件实时检测功放模块故障状态和驻波比，按照故障树进行逐步分析如下：

（1）匹配网络故障

对天调开盖检查，本侧台天调调谐正常，未发现天调内部匹配网络器件故障，故排除X1匹配网络故障。

（2）功率放大模块故障

根据现场软件实时检测的情况，短波电台由于检测到发射时驻波比变大，超过预设门限值，导致电台出现驻波比大故障并上报。由于电台在其他频点可正常发射，因此，排除了功率放大模块故障与功放与天调之间连接的射频电缆故障(X2、X7、X8、X9)。

（3）天线馈线及天线故障

检查天线馈线连接及馈线状态，天线馈线连接良好，未发现馈线打火迹象，可排除X4、X5故障。

（4）本侧台互锁信号受干扰

本侧电台、对侧电台加电，本侧台正常发射，对侧天调中互锁信号和控制的互锁继电器发生跳动，以及天调的键控PTT信号电平变化，与此同时，本侧天调未发生异动，电台上报功放驻波比故障及对侧台报天调故障，因此可排除X3 故障。

因此判断为当短波电台发射时，对侧电台天调互锁信号及键控PTT信号被干扰（X6），引起本侧电台阻抗变化，导致驻波比变大超出设计门限值，从而引起本侧电台报功放故障及对侧电台报天调故障现象。

2.2 故障分析

机上两部短波电台工作时，互锁信号和键控PTT信号工作框图见图2。

图2 短波电台互锁信号、键控PTT信号工作框图

互锁工作原理如下：两部电台均处于接收状态时，各自的键控信号和互锁信号应为高电平。当本侧电台①发射时，本侧电台通过禁发信号①（低电平有效，此时高电平转为低电平），将对侧短波电台②的互锁信号②拉低为低电平。对侧天调检测到互锁信号②为低电平时，会直接控制其互锁继电器，将本天调从射频通路中与馈线②断开，起到不影响另一部电台①的发射的作用；当检测到互锁信号②为高电平时，会直接控制其互锁继电器，将本天调从射频通路中与馈线②连接，处于正常接收状态。

互锁信号的状态与天调的键控PTT信号具有相关性，具体情况如下：

1)在接收状态下，本侧台键控PTT信号应为高电平，互锁信号应为高电平；

2)在发射情况下，本侧台键控PTT信号应为低电平，互锁信号为高电平；

3)本侧台发射情况下，对侧台天调键控PTT信号应为高电平，互锁信号应为低电平；

4)天调检测到键控PTT信号、互锁信号同时为低电平时，将上报天调故障。

天调内部CPLD实时检测本天调的键控PTT信号和互锁信号电平，当检测到互锁信号为低电平时，会直接控制互锁继电器，将本天调从射频通路中断开，起到不影响另一部电台的发射的作用。

在天调CPLD设计中，未进行优先级设置，导致出现以下情况：

本侧台发射时，对侧台的互锁信号应为低电平，此时，会将对侧台天调与天线断开，不影响本侧台发射。但是当对侧台互锁信号被干扰时，对侧台天调将会连接天线，引起本侧台的后端阻抗变化，造成驻波比变大，因此本侧台会报故。同时，若此时对侧台键控PTT信号同时被干扰，对侧台天调会上报监控状态异常，此时，对侧台会上报天调故障。同理，当本侧台互锁信号或者键控

PTT信号被干扰时，也将导致本侧台上报故障。

3 解决措施与机上验证

3.1解决措施

针对短波电台部分频段发射时出现“干扰机上照明”及“电台报故”的问题，技术人员开展馈线及天调优化改进工作，主要解决措施包括以下三点：馈线增加屏蔽处理、优化天调CPLD软件和其他优化改进。

3.1.1馈线增加屏蔽处理

馈线增加屏蔽处理采用短波天调和天线之间的连接馈线上增加屏蔽防波套措施，并在屏蔽防波套两端引出接地线，在天调输出端和天线连接端就近接地。

原馈线外无屏蔽措施，增加屏蔽防波套可有效减小馈线在机舱内的射频信号辐射强度，考虑到实际安装使用需求，故在馈线外部加套轻型编织防波套作为屏蔽层，该防波套同时从馈线两端引出，形成接地线。

3.1.2 优化天调CPLD软件方案

天调的互锁信号与键控PTT信号均由CPLD软件控制，采用优化天调CPLD软件，增加防抖处理措施，可有效提高信号的抗干扰性能。优化措施如下：

1)原软件中触发式判决控制方式改为延迟判决，延迟时间为500ms。

2)在互锁信号或键控PTT信号其中一个信号有效时，对另一个信号采用停止判决的方式，判断信号电平是否是为真实有效的键控PTT信号或互锁信号电平后，再执行下一步流程。此优化可有效防止因干扰产生的两个信号同时有效现象。

3.1.3其他优化改进设计

结合现场实裝，对短波天调、馈线进行安装类优化改进，具体如下：

(1)连接端焊片

使用闭口焊片替代原开口焊片；同时为了增加焊片强度，将焊片厚度由原来的1.0mm增加至1.5mm。改进后，有效降低安装难度的同时，增加馈线在安装和使用过程中的稳定性。

(2)天调射频输出端改进

由于馈线更改后，原天调输出端馈线的方式已不能完全满足安装要求，且在改进验证工作中，该馈线安装组件安装困难，故对安装组件进行改进，采用延长螺杆和螺母的方式进行连接。如图3所示。

图3 改进后天调输出端馈线的安装组件示意图

(3)天调输出端接地柱改进

由于馈线更改后，增加了馈线的接地线，原天调输出端的接地位置安装接地线非常困难，因此，在天调安装架上增加接地柱，使用该接地柱，在保证接地有效性的前提下，可改善安装条件，降低接地线安装难度。

3.2 试验验证

为确保故障隐患被完全排除，对多架飞机的短波优化改进后完成通电验证，验证过程中，电台未出现其他异常情况，发射报故及干扰机上照明可有效解决，远距离通信测试也达标，未发现对机上其他设备有明显的干扰现象。

4 总结

本文基于故障树分析方法，通过结合实际故障现象分析原因机理，绘制相对应的故障树模型对故障展开详细诊断，通过逐条分析，排除可能的故障事件，最终找到故障原因并制定解决措施，也进一步减小了飞机短波通信对机内其它设备的干扰影响。这种科学的故障分析方法也可用于飞机航电系统的其他故障排查和定位。

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参考文献

[1] 王金龙,陈瑾,徐煜华.短波通信技术研究进展与发展需求[J],陆军工程大学学报,2022,1(01):1-7.

[2] 陈安全,何山.浅析短波通信干扰与抗干扰技术[J],数字技术与应用,2021,39(10):46-48.

[3] 李勇军,张忠浩,宋冲.某型机载短波电台干扰其它系统工作故障分析[J],军民两用技术与产品,2021(11):40-45.

申请人：赵华宇

申请单位：射频技术组

申请时间：二〇二三年十二月二十日

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