电台系统电磁兼容问题分析

电台系统电磁兼容问题分析

于明

95937部队 辽宁阜新 123100

摘要：对飞机电台馈线天线系统进行了理论介绍，详细给出了电磁兼容问题的两种分类，并根据具体的问题，给出了一般的检测判定和排除的思路，以及日常维护检查中应采用的方法。

关键词：电台 馈线 电磁兼容 维护

一、理论的介绍

飞机上的电台系统是用于空—空，空—地联络通信的设备，通常由收发信机，控制盒，发射按钮、馈线，天线，电源，送话器和耳机组成，其工作频率一般为甚高频和超高频，即100Mhz—400Mhz，电波为直线传播的方式，采用的是同轴馈线，1/4波长的鞭状天线或者刀型天线。收发信机用于接收和发射音频信号，控制盒用于控制电台的工作频率和工作方式，按下发射按钮，电台处于发射状态，通过送话器将语音信号传导到收发信机进行调制，通过馈线和天线将电波辐射出去。不按发射按钮，电台处于接收状态，天线接收信号，通过馈线传导到收发信机解调，送到耳机，形成语音信号。电台采用的馈线是同轴馈线，一般用于波长大于10cm波段。同轴线是一种双导体传输线，有内外两个导体。如图所示：

图中a表示内导体的半径，b表示外导体的半径。

同轴线传输TEM波时，波数为0，其截止波长为无穷大，这表明任何频率的能量能够以TEM波形式在同轴线内传播。同轴线中波的相速度与相应介质中波的传播速度一样，其波长就是介质中的波长。馈线的长度，应该在满足工作需要的前提下，越短越好。这样有两点好处，一是可以减小电波在馈线中的损耗，二是可以减少馈线的弯曲处，从而减少震动和干扰。

天线的类型为鞭状天线或者刀型天线，高度在0.5-0.7米，为四分之一波长阵子，通过机体的反射，形成半波阵子，向外辐射电磁波。

二、电磁兼容问题的分类

电磁兼容是对飞机电子设备的强制要求，而电台的接收灵敏度是微伏量级，电台的频段还比较宽，用电设备产生的电磁辐射，很容易干扰电台系统。随着飞机与航空电子器件设备的发展，飞机上装备了大量的新式设备，也安装了大量的电缆，馈线和天线，这就使得电台的电磁环境变得越来越复杂，随之而来的是会发生电磁兼容的问题。根据不同原因和外部表现，可以进行如下的两种分类。

1. 按电台工作状态分：1、接收其他飞机或者塔台有杂音，简称接发杂音。2、发射自听好，其他飞机接收或者塔台接收有杂音，简称发接杂音。3、发射自听不好，同时有发接杂音和接发杂音。4、其他飞机或者塔台没有发射，电台处于接收工作状态就有杂音，简称无发杂音。

2. 按照干扰来源分：1、天线干扰天线。2、天线干扰导线。3、导线干扰天线。4导线（主要是电源系统）干扰电台。5、导线（主要是大功率用电设备）干扰电台。6、导线（主要是大功率瞬变设备，如继电器）干扰电台。7、飞机机体干扰馈线（主要是接地不良）。

还可以根据飞机和机载设备的工作状态进行更为详细的分类：如发动机是否启动，转速是低转速，中转速，还是高转速。使用的电源是地面电瓶车，蓄电池还是发电机。飞机上的其他用电设备是否处于工作状态，噪音的频率是低频、中频还是高频，电台的工作频率是在低频、中频、还是高频，或者是全波段都存在等等。通过详细的分类，可以大致的判断出干扰的来源，通过相应的检查排除方法，确定干扰源，并采取相应的措施减小和消除干扰。实际工作中，想要立刻准确的判断出干扰源和进行理论定量计算都是比较困难的。往往需要多做实验，多观察细节，通过比较来得出结论。

三、判断和排除干扰的一般方法

1、排查飞机近期所做过的工作，尤其是更换了哪些机件设备或者重新布置了哪些电缆和馈线。特别是在电台一直工作正常的情况下，更换了机件设备或者重置了电缆导线之后，可能立刻电台就会有干扰，也可能工作了一段时间之后，电台才出现干扰。这是因为机件设备的性能参数，随着工作时间的延长，会出现一定的变化，排查时间应该在半年内为宜。

2、检查飞机的大功率用电设备的工作情况。比如变流机，整流器等等。因为这些大功率的用电设备一旦工作，会对飞机的整个电源系统产生影响，这种影响可能会波及到电台的供电，从而使电台系统工作异常，比如：发射自听和发接都有强烈的背景音。而这些大功率的用电设备不工作的情况下，电台就没有强烈的背景音。对于这种干扰，如果确实影响电台工作，应改进电源系统，使其供电更加平稳。

3、逐一试验可能引起干扰的机件设备。如果通过前面两种方法还不能确定和排除干扰，那可以采用逐一试验的方法。简单的说，就是让飞机上的机件设备一件一件的处于工作的状态。比如电台在地面，发动机不工作且使用电瓶车供电的情况下，工作是正常的，而发动机工作使用蓄电池供电或者使用发电机供电的情况下，会受到干扰。那可以不把蓄电池装在飞机上，也不打开发电机的电门，仅仅启动发动机用电瓶车供电，观察电台是否还会受到干扰。需要特别注意的是，有些机件设备仅仅是断开电门是不够的，必须把连接这个机件设备的电缆拔出，甚至需要拆下这个机件设备，才能够彻底的排除这个机件设备的干扰的可能性。

4、如果馈线的较长，不仅会增加电波在馈线中的损耗，还可能引起不必要的干扰。在电台受到干扰的情况下，可以调整馈线的走向，改变馈线的弯度，如果干扰发生了变化，比如干扰的频率降低了，或者干扰的声音增大了，说明馈线很可能是干扰形成原因中的一环。这时可以通过改变馈线的走向弯度或者重新固定馈线，来消除干扰。

5、打磨或者增加接地线。飞机上各种机件设备凡是有接地线的，其接地线都应该认真的维护。如果接地线上有锈蚀或者接触不好，会产生电阻，尽管这种电阻可能非常的小，只有几微欧，也会产生电磁辐射，从而干扰电台系统。所以不仅仅是电台系统的接地线（包括电台收发信机和天线的接地线），其他机件设备的接地线，也要认真的排查。

6、馈线与天线的耦合。馈线与天线如果耦合不好，不仅会使发射功率降低，通信距离缩短，还会使耦合处产生严重的积碳，使馈线线体发热，烧坏馈线的塑料套，如图：

所以天线与馈线的连接处的维护是十分重要的，天线的接触片要有良好的弹性，馈线与天线要连接可靠，要定时清理积碳。

四、日常维护和检查的方法

良好的日常维护，可以减少和预防电磁兼容问题的发生。可以从以下七个方面入手：1、馈线和电缆都应固定牢靠，不能有大的晃动，因为大的晃动，可能会影响馈线和电缆的连接。2馈线的走向要尽量减少弯度，因为大的弯度会影响电波在馈线中的传播。3、做好防波工作，在散热良好的情况下，可以用屏蔽胶带包裹住机件设备的连接处，防止发生电磁泄露。4、做好接地工作，定期使用微欧表检查接地情况，及时的清除锈蚀和更换断丝的搭铁线。5、定期的检查馈线的外部情况，如果塑料管有裂纹，说明馈线线体发热，电台系统的耦合不好。6、在电台的频率范围内，选择低，中，高频率点，使用场强仪或者频谱分析仪检查电台的发射功率，应符合规定，如果突然变小，必须要查明原因。7、定期使用驻波表在电台的频率范围内，选择低，中，高频检查电台、馈线和天线三者的耦合情况。这在高频更重要！发射机、传输电缆（馈线）、天线阻抗都关系到功率的传输。驻波比就是表示馈线与天线匹配情形。

馈线部分是电台的关键部位，也是维护工作中容易出现问题的部分。平时不要反复拆卸检查，半年检查一次比较合适。

参考文献：

朱建清 电磁波工程 长沙：国防科技大学出版社，2003：117-120

联系方式：于明 辽宁阜新县95937部队，15042586657