樊爱珍
民航山西空管分局技术部 山西 太原 030031
摘要：民航地空通信甚高频电台使用天线共用系统，有效解决了单部电台配置单根天线，造成的场地紧张、相互干扰等问题，提高了地空通信的可靠性。本文阐述了天线共用系统的组成和安装调试的重点项目，并提出维护建议，以确保甚高频天线共用系统平稳运行。
关键词：天线共用系统 滤波器 天线间距
引言
随着民航事业的快速发展，航班量大幅提高，飞行扇面及指挥席位也相应增加，以前一个管制中心只使用几个通信频率的情况已不能满足使用要求。同时，为保证管制对空指挥的通信畅通，使用的甚高频设备还要有冗余备份，防止单部电台故障造成对空通信中断。
以上种种要求都需要安装使用更多地空无线电通信设备，而每台设备通信都需要安装天线才能使用。如何安装众多的天线，就成了一个大难题。因此，天线共用系统的建设就应运而生。
采用天线共用器，可使多路收发信机共用一套天馈系统，这样不但可解决安装天线的环境问题，还可减少干扰，提高信号传播效率，方便管理。
一、天线共用系统的组成
所谓天线共用系统简单的理解就是指系统内一副天线能同时供几个通信频率使用。最简单的 VHF 地空通信系统是一副天线连接一副电台设备，进行单一频率的地空通信。为了更好的解决地空通信各信号间串音的各种干扰，现在使用的甚高频收、发天线分置的方法。
天线共用系统的基本工作原理同普通单体电台一样，都是根据基本的电磁转换原理来实现地空通信的，但是在天线共用系统中，一套天馈单元要与多套收、发信机单元进行连接，所以相对普通的单体电台, 天线共用系统在收发单元与天馈单元间，增加了天馈共用单元。即多台甚高频发射机（或接收机）通过天馈共用单元，连接到同一根天线使用。
天馈共用单元作为甚高频设备与天线之间的连接纽带，在天线共用系统中起了分流信号流向的重要作用。其间包含了单向耦合器、滤波器、功分器、合路器等器件，主要用途是用于极间匹配,提高带外抑制度，分配射频信号走向等。各部件具体功能包括：
耦合器用于从主干传输线路中取出一定比例的功率，耦合输出至副线作测试等使用。
功分器可将输入功率分配输出至同一频段内有一定频率间隔的滤波器（用于接收机）。
合路器的功能与功分器的正好相反，可将同一频段内有一定频率间隔的载波信号合并（用于发射机）。
滤波器主要用于极间匹配提高带外抑制度。良好的匹配和良好的调谐使射频信号在传输线上保持一个低 VSWR，从而获得最大的工作效率。
天馈共用单元各器件中，耦合器、合路器、功分器、隔离器均为无源器件也无须调节。
滤波器可分为有源和无源两种，目前民航在现阶段使用的多为无源的腔体滤波器，调谐的方法根据不同的设备和型号而不同。但调谐的标准是基本统一的。在实际工作中最简单可行的方法是通过调谐发射滤波器使发射单元的 VSWR 达到最小值，从而获得最大的工作效率。
二、天线共用系统的安装与调试
甚高频天线共用系统的可靠使用要求各部件连接良好，天线和馈线安装稳固，有很好的防雷、接地系统。其中调试滤波器和天线间距对甚高频设备的正常运行至关重要。
（一）滤波器的调试与选择
目前，民航使用的滤波器有两种，分别是带通滤波器和带阻滤波器，根据不同需求安装使用。
1.带通滤波器
带通滤波器是对一个方向信号传输的信号，呈现低阻抗。但是在其他方向上阻抗极高，因此减少了频率交叉的相互作用，使有用信号在传输线到天线的路径上没有减少，无用信号被极大的衰减。
如果将带通滤波器调谐至需要的工作频率，安装在天线和接收机之间，将减少或最小化可能通过其它途径进入接收机前端电路，引起接收机相互调制的干扰信号，提高接收机的选择性。
如果将带通滤波器调谐至需要的工作频率，安装在发射机和天线之间，可减少发射机杂散信号和带外噪声，否则发射机可能会辐射出这些噪声，导致附近其它频率接收机的性能下降，特别是当电台调谐在一个接近的频率时。
滤波器的中心频率必须调谐至接入电台的使用频率。频率调整通过旋转调谐旋钮来实现，一般顺时针旋转增加工作频率，逆时针旋转减少工作频率。调到正确频率后，旋钮必须要小心锁紧。另外，滤波器的频率调整还有两个微调调谐旋钮，这些旋钮相互作用至最终的频率稳定。由于移动每一个可调旋钮都可能会影响最终的结果，因此一旦滤波器调到正确的频率，旋钮必须再次小心锁上。
2.带阻腔滤波器
带阻滤波器，也称陷波器，是一种高Q的谐振电路，设计用来衰减窄带的频率，同时允许所有其他频率以轻微的损失通过。
它在使用上是与带通滤波器相反的。在陷波器共振频率处的能量“看到”滤波器是一个陷阱，它被耦合到滤波器上，并在滤波器中耗散。最大衰减发生在滤波器的谐振频率处，可以通过串联添加，衰减不需要的多个频率。
与带通滤波器一样，陷波器用于发射机时，可减少或最小化发射机噪声辐射和发射机互调干扰；与接收机一起使用时，以减少或防止接收机接收机互调干扰。但要注意，陷波器只有在一个特定的、相对狭窄的频带内才能产生最大的衰减。
3. 滤波器的选择与测试
实际使用带通滤波器，还是陷波器，可以从以下几方面考虑：
（1）如果不知道干扰的性质和/或干扰信号的频率，带通滤波器是解决干扰问题的最佳选择。
（2）当共用系统中频率间隔小于200KHz时，陷波器通常比同等参数的带通滤波器对希望滤除的频率有更大的衰减。
（3）当需要的频率与不需要的频率之间的间隔大于200KHz时，带通滤波器对不需要的频率的衰减通常比陷波器大。
（二）天线间距
地空通信的甚高频设备由于天线必须相对靠近，机场无线电之间的干扰很常见。每个机场使用的频率越多，干扰问题就越多。
使用天线共用系统的甚高频设备，发射天线间距和接收天线间距均要求不要引起驻波干扰。实际工程安装中，收、发分开台站和收发一体结构台站均要求，发射天线组和接收天线组之间的间距保证不产生内部干扰。这个指标与设备、滤波器调制值、天线增益、频率间隔、干扰源频率等有关。一般来说，接收天馈单元与发射天馈单元的距离应大于60米。如场地等条件限制达不到规定距离时，则有可能在系统内产生串音等各种干扰信号。特殊情况下，接收天馈单元和射天馈单元的安装距离很小，则可将两者垂直放置，垂直相距要大于6米，以保证接入的甚高频收、发信机可靠使用。
三、天线共用系统的日常维护
甚高频天线共用系统分为日维护、月维护和季维护，要制定检查流程，以便及时发现问题，消除故障隐患。
日维护主要利用收发信机面板上的测试功能，检查设备的驻波比（VSWR），正向功率，反向功率，调制度，检查机内机外温度，电源电压，并向用户单位询问设备使用情况。
月维护主要检查各单元连接状况并清洁各单元的外部部件，检查耦合器、同轴继电器的功能是否正常。
季维护主要是测试软件，及仪器对设备进行参数测试对不合格参数进行检查、调整。检查天线系统，紧固接头并上防锈油，检查避雷接地情况。
结语
甚高频天线共用系统有效解决了设备天线占用空间多的问题。但在安装使用中要注意：一是合理安排频率分布。共用系统公共部件故障，同一根天线上的所有设备将无法使用，因此要科学规划，哪些频率共用一根天线，以保证管制用户的安全使用。二是天馈系统安装后要进行测量。天线、馈线、腔体等部件、连接都要经测试合格后进行使用，同时收集和保留安装时的测试结果，可以对之后的维护检查提供有利的数据信息，以便发现问题时及时排除，保证系统的可靠运行。
参考文献：
[1]陆寅,刘中华.甚高频天线共用系统内部互调的产生和预防[J].现代信息科技,2018,2(01):87-89.
[2]李姝丽.对甚高频遥控台若干研究[J].通讯世界,2017(10):288-289.