选用频谱分析仪测量民用航空地面无线电台站电磁环境

选用频谱分析仪测量　民用航空地面无线电台站电磁环境　■浙江省计量科学研究院陈习权孙杰　民航杭州空中交通管理中心　王优忠　摘要　基于民用航空地面无线电台（站）电磁环境相关标准，建立了一套采用频谱分析仪进行电磁辐射场　强测量的系统。阐述了该系统的组成、测试方法和数据处理方法，以及相对于传统测试方法的优点。通　过对杭州萧山国际机场航空无线电导航台站电磁环境的实测，证明了该系统及测试方法的实用性、便捷　性和准确性。　关键词：频谱分析仪民用航空地面无线电台（站）　电磁环境测试方法　方便地看出频谱占用和信号活动情况．所以在很多场合替代场强仪成为电波测　０前言　民用航空地面无线电台（站）　是指使用民用航空无线电频率，用　量中一种新的被广泛应用的仪器。　因此，基于民用航空地面无线电台（站）电磁环境相关标准，可建立一套　采用频谱分析仪进行电磁辐射场强测量的系统。　于航空无线电导航或者航空移动业　务的地面固定无线电台（站）。非　１系统原理与组成　如图１所示　测试系统由天线、天线开关、频谱分析仪和计算机组成　航空业务的各类无线电设备　高压　输电线，电气化铁路，工业、科学　其中虚线框设备可根据测试情况予以选用。民用航空地面无线电台（站）　和医疗设备，家用电器等引起的有　电磁环境的测试频段分为航空移动业务频段和航空无线电导航频段，测　源干扰和无线电台（站）周围地形　试天线应满足Ｇ　Ｂ３　９０７—８　３的基本要求，可采用以下天线进行测量（１）　地物的反射或再辐射　可能会对民　１　５０ｋＨ　ｚ～３０ＭＨ　ｚ采用单极阵子天线．具有阻抗匹配网络和前置放大器，阵　用航空地面无线电台（站）造成有　子长度为１　０４０ｍｍ，天线应配置正方形地网，每边至少６００ｍｍ。使用时地　害干扰。国家和有关部门已为民用　网必须连接到接地点上，且天线不在过载状态。　（２）３０ＭＨ　ｚ～３００ＭＨ　ｚ　航空地面无线电台（站）电磁环境　采用双锥天线　其一端顶部到另一端顶部的距离约为１　３　７０ｍ　ｍ。　（３）　制定了标准．但是相应的测试规范　２００ＭＨｚ～２ＧＨｚ　采用对数周期天线或喇叭天线。　（４）２ＧＨｚ～１　８ＧＨｚ，采用　却一直没有出台。　双脊喇叭天线。　频谱分析仪是一种应用广泛　的信号分析仪器　可用来测量信号　的频率、电平、波形失真、噪声电　平以及频谱特性等．加上标准天线　还可用来测量场强。它的主要特点　是能宽频带连续扫描，并将测得的　信号在显示屏上直观地显示出来。　在整个频段内．电平显示范围大于　７０ｄＢ　在无线电电波测量中可以很　图１系统的组成原理框图　在使用多副天线进行测试时，可使用天线开关（如图１所示）。天线开　关应满足以下指标要求：开关切换　响应时间＜Ｏ．１　Ｓ　通道间隔离度：　测得的数据按以下公式进行处理：　￡＝尸＋　＋￡＋１Ｏ７。　（１）　＞５０ｄＢ；插入损耗：＞２０ｄＢ（直流～　１ＧＨＺ）．＞１ＯｄＢ（１ＧＨＺ～４０ＧＨＺ）　公式（１）中，　为环境电平值　单位为ｄＢ　Ｖ／ｍ；尸为频谱分析仪测量　值　单位￣ｇｄＢｍ：Ａ为天线因子，单位￣ｇｄＢ／ｍ：　为系统衰减值（包括电缆、　频谱分析仪的工作频段应能覆盖民用　天线开关等），单位为ｄＢ。　航空地面无线电台（站）电磁环境的　测试频段，同时应综合考虑其本底噪　声、增益和动态范围．频谱分析仪　本底噪声应至少低于标准极限值６ｄ　Ｂ　（以低于２０ｄＢ为宜）．任何信号对航　空接收机的干扰都应当反映在测试频　段的频谱上。在测试和记录数据时．　可以采用计算机控制仪器。计算机应　采用符合ＧＢ／Ｔ　６８３３的台式机、笔记　本电脑、工控机或军用计算机，不应　使用未采取电磁加固的ＣＲＴ显示器。　图２机场航向信标台场地电磁环境测试　以萧山机场航向信标台场地电磁环境实测为例，其中所用ＤｆＰＯＬＥ天线　计算机与仪器之间的控制与数据总线　的天线因子为１０　５ｄＢ／ｍ　连接线损耗值为１　０ｄＢ。由图２可知　在该频段内　可以采用ＲＳ２３２／４８５总线、Ｉ　ＥＥＥ４８８总　１　０９　９０７ＭＨｚ处存在干扰信号，由频谱分析仪测得的电平值为一１　Ｏ５　１　５ｄＢｍ。　由公式（１）可知，在１　０９　９０７ＭＨｚ处的干扰信号的场强值为　ＥＯ＝－１Ｏ５　１　５＋１０．５　ｔ－１　０＋１０７＝１　３　３５（ｄＢ　ｕＶ／ｍ）　线和ＬＡＮ总线形式。测试时设备间连　接线缆应使用低损耗电缆。　根据相关标准，民用航空地面无线电台（站）在１０８ＭＨｚ～１１　１．９７５ＭＨｚ　２测试方法与数据处理　选择测试地点，以测试地点为中　频段电磁环境测试极限值为１　８ｄＢ　Ｖ／ｍ　实测值Ｅ。小于标准极限值．因此该　测试点符合航向信标台的建台要求。由此可见相对于传统无线电电磁环境检　测系统，该系统具有更强的实用性、便捷性和准确性。　心半径５０ｍ的范围内，应平坦开阔、　地势较高并无明显的反射物　如不满　足上述要求，则以该点为中心在半径　５００ｍ的区域选择合适制高点进行测　非航空业务的各类无线电设备的有源干扰和无线电台站周围地形地物的　站）造成有害干扰．因此　试。配置相应的测试天线和仪器，将　反射或再辐射，可能会对民用航空地面无线电台（仪器通电预热直至达到稳定工作状　必须进行严格的测试和监控。　采用频谱分析仪搭建的测试系统进行辐射场强测量　注意调整好匹配　３结论　态　采用信号源进行测试通路校准，　频谱分析仪接收到的电平应在信号源　阻抗　选择合适的中频带宽并防止频谱分析仪过载，可以很方便地检测到待　输出电平的＋３ｄＢ以内，按照图１连接测　测台站的空间辐射场强情况。对杭州萧山机场无线电导航台站电磁环境的实　试设备。先置天线为水平极化方式．　天线应架高距地面至少１，５ｍ，天线之间　的距离应大于３ｍ。启动频谱分析仪按　照一定的频段、带宽和扫描时间进行测　试．测试完后调整天线为垂直极化方式　测，证实该系统实用、便捷　准确。　圜　进行重复测试；若天线在水平面内有方　向性，测试完一个方向后需调整天线　指向，再进行重复测试，以保证各个　方向的电磁信号都能被准确地采集。