甚高频电台自动切换原理和无法切换原因分析

甚高频电台自动切换原理和无法切换原因分析

孙博峰

民航内蒙古空管分局 010070

摘要：随着航班量增长，空中交通管理对于地空通信的通话密度和质量提出新的要求，但相对滞后的设备更新速度已不满足用户需求，特别是已经使用15年以上的老旧电台依然大面积服务于空管系统，在此情况下，如何正确分析和处置老旧设备出现的新问题成为地空通信保障的要点，本文通过分析R&S200系列电台无法自动切换原因，得出正确处置方式，希望帮助同行快速解决问题，赢得处置主动权。

关键字：自动切换、ERR告警、状态变化、灵敏度、处置

一、R&S200系列电台自动切换原理

R&S200系列电台组成的天线共用系统中，为保障设备运行安全，一般的，一个甚高频信道一般由主、备2台设备组成，如收发一体机，则由互为主备的2台收发一体机组成同一信道，若为收发分离机，则由互为主备的2台发射机和2台接收机组成一个信道。主机平时处于使用状态，备机处于待机状态，当主机发生故障时，系统通过自动切换功能在短时间内实现主、备机切换，启用备机，关闭主机，从而保障甚高频通信的连续性。

具体切换原理如图1所示：

图1：主备机切换原理示意图

主、备机是通过设备X9接口中的TEST-OC与*OFF管脚彼此互联，通过控制管脚电气状态来实现主备切换，根据图2管脚定义和状态可以得出2种情况下的电台和接口的转换过程。

图2：电台接口针脚图

（1）过程1：主机各模块检测无故障正常使用时，主机第8针脚TEST-OC应该为0 V,即短路状态，对应连接到备机的第11针脚OFF也为低电平（0V），而OFF针脚低电平时，电台处于关闭状态，因此，此时备机电台处于待机状态；（2）过程2：主机某块检测故障无法使用时，主机第8针脚TEST-OC由短路转为开路，对应连接到备机的第11针脚OFF也由低电平转为高电平（5V），此时备机开启，当备机各模块检测正常后，备机第8针脚TEST-OC由开路转为短路，对应连接到主机的第11针脚OFF也由高电平转为低电平，此时主机被关闭。切换过程主备机的针脚状态可参照表1

表1：主备机切换过程针脚状态表

二、无法切换原因分析

了解电台切换过程后，就要探究到底是什么因素可以触发主备机切换，参照说明书第3章3.5.4节描述，设备错误告警后的动作举例章节描述：当主机发生错误告警时，备机将发生转换，在电台远程监控系统窗口中，该信道显示内容由AUTO转换为RX/TX B，另一种自动切换的可能性是通过远端监控系统检测电台模块告警信息后驱使电台进行切换。根据说明书4章4.2.3节所示，共有45种错误告警类型，复核其中一种错误告警，电台应该能够自动切换。

经过实验平台模拟实验与实际运行观察，基本可以得出两个结论：

（1）实验平台测试，当模拟电台ERROR错误告警时，电台主备机确实发生切换，当模拟电台WANGING告警时，电台不做切换。（2）电台主机故障，无法正常使用，但主机并没有产生告警信息，主机控制模块显示正常，反映内部电压检测正常的VOIP指示灯正常，测量指示灯TEST灯也正常，此时电台备机依然处于正常待机状态，此时用户已无法正常发射或接收。当手动切换或重启电台主机后，主机控制模块显示ERR告警信息。

由此可见，主、备切换失效并不是因为主、备机接口状态通信异常，而是因为电台主机控制模块并未及时准确检测到电台内部某模块异常而及时产生ERR告警，从而无法通知电台接口相应针脚进行状态转换，导致无法实现主、备自动切换。经过比对与厂家核对，其无法准确检测的根本原因是因为电台使用年限长，期间老化，内部通信失效，出现类似“死机”的现象。

特别的，对于接收机还有另一种情况，即作为主机的接收机灵敏度下降，接收微弱射频信号的能力逐渐减弱，当灵敏度下降至静噪门限之上时，此时的接收机虽然没有产生任何告警信息，但其实际的接收距离已大大减少。

根据接收机的运行原理，接收机的主、备机通过功率分配器同时接收到航空器发送的射频信号，并通过接收机内部电路进行解调，解调出的音频信号通过电台背板送给传输设备，但并不是主、备机都要将音频送出，而是仅送出主机解调信号，即主备机同时解调射频信号，但仅送出主机解调的音频信号。

对于主机灵敏度降低的情况，实际是主机接收小信号的能力减弱，接收距离降低，但并未产生触发切换功能的错误告警，此时备机即使正常也不能顶替主机，将正常信号发送出去，给用户的使用感觉就与电台“死机”无法自动切换的使用感觉相同，事实上，此时电台主机并未故障，即使复位也不会产生告警等能够触发自动切换功能的因素。

三、处置方法

1. 对于有人值守台站，可以进行手动切换

1.发射机

1. 联系台站值班员到设备前查看设备状态（屏幕告警信息，指示灯状态）；

2. 按下发射机“开关”键关闭故障发射机，并通过指示灯核实已正常切换至备机，让值班员在设备前观察后续电台发射情况（功率、调制度、驻波比滑条指示灯）；

3. 联系管制部门试机，同时让台站值班员观察发射情况

2.接收机

1. 联系台站值班员准备好小号十字螺丝刀到设备前查看设备状态（屏幕告警信息，接收信号指示）；

2. 拧松故障电台螺丝后，拔出故障电台，并通过屏幕接收指示确定已正常切换至备机；

3. 联系管制部门试机，同时让台站值班员观察接收情况

2. 对于无人值守台站，可以进行遥控切换

1. 登录监控软件：

2. 点击目标台站查看该台站甚高频的工作情况。

3. 在目标台站对话框，点击CONTROL菜单，点击login write进入“写入”模式

4. 点击目标电台，在Global state对话框查看目前该信道使用A机还是B机

5. 点击Commands菜单下的Device,选择only A或only B进行电台切换

6. 联系管制部门试机

3. 对于重启或切换后始终未显示故障的接收机，要及时在实验平台上测试其灵敏度是否正常。

4. 要避免长时间使用主机或备机而加剧器件老化过程，应周期性的人为切换使用和测试电台主、备机，可在设备换季检查时手动切换和测试。

结束语

电台主、备机自动切换功能是对通信不间断服务的重要保障，老旧设备存在无法切换的概率，如何积极预防这种情况的发生，在出现故障后能够分类分析和处置是保障的重点，希望对读者有所帮助。

参考文献：

[1]R&S 甚高频收发一体机用户手册(XU250A);

[2] R&S 甚高频接收机用户手册(EU230);