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摘要：针对某型飞机短波电台发射过程中干扰机上其他系统工作的故障，分析原因并排除故障，总结此类故障的排故方法和措施，以提高排故效率。
关键词：电磁辐射 ；电缆屏蔽； 故障分析
Keywords：electromagnetic radiation；cable shields；fault analysis
1 故障現象
某型飞机在地面通电调试检查时，专业操作人员反映短波电台部分波道发射过程中飞机座舱内油量/耗量表指示上下抖动，跳动范围300～400kg，指示器上剩油1.5T指示灯熄灭，座舱内火警指示灯燃亮；飞机在机械加压状态下，短波电台发射时飞机左右水平尾翼有抖动现象。
2 故障分析
2.1 原理分析
短波电台属于机载通信系统产品，用于飞机与飞机、飞机与地面指挥所之间的长距离通信联络。该型飞机装备的短波电台工作在2～18MHz内的短波波段，采用天波传输方式。由于飞机产品性能缺陷和使用年限较长，已不能满足部队远距离作训需求，国内科研单位在原机短波电台基础上进行了国产化改装，以增加飞机空空/空地通信距离。改装后的短波电台系统组成和交联线路如图1所示。
经统计，改装国产短波电台后类似干扰故障明显上升。通过分析原机和国产短波电台系统工作原理，梳理出国产化短波电台与改装前的原机短波电台性能参数方面存在较大差异，主要差异参数和性能如表1所示。从中可以看出，国产改装电台工作频率范围、工作方式、发射功率、声码速率等性能参数都有较大变化，电台改装后的最大发射功率从原100W增加到200W。
2.2 故障可能性分析
根据短波电台和相关系统产品工作原理及工作过程，从影响系统干扰故障的三方面因素（干扰源、干扰路径、被干扰体）考虑，可以分析出该类干扰故障的三种可能。
1）改装短波电台产品故障
改装短波电台产品由短波电台收发机、短波天线自动调谐部件、短波电台控制盒和收发天线等部件组成。短波电台在调谐和发射过程中会在产品周围产生较大电磁场，如果改装短波电台产品故障或缺陷，辐射异常干扰信号，将造成电台发射时干扰机上其他系统产品。
2）机上系统线路故障
改装短波电台产品线路如存在故障或缺陷，可能在短波电台发射状态时通过线路传导或电磁辐射干扰飞机其他系统产品的正常工作，导致故障现象。如相关电缆线路存在绝缘不好、接地电阻大、线路屏蔽不好等情况，会导致相关信号耦合、传导到被干扰系统产品中，造成故障。机上系统线路故障可能是低频线路故障或短波高频电缆线路故障。
3）被干扰系统产品故障
如机上被干扰系统产品故障或缺陷，其抗干扰能力变差，容易被短波辐射信号干扰，可能会导致故障现象。例如，飞机油量耗量表组件产品安装在飞机后设备舱17框中间上部位置，而短波电台收发机安装在后设备舱16～17框右侧，二者距离非常近，且短波电台产品发射功率大，如果产品屏蔽或接地情况异常，容易造成短波发射时干扰油量表组件。
3 故障排除
首先检查短波电台发射出现干扰故障时对应的波道频率数值，重新加载短波电台频率，将该两个频率点转换到其他波道后通电检查，故障仍然存在，说明故障现象与波道无关，在其他频率段内不存在干扰。根据以往排除短波电台故障经验，对短波电台收发机接地线和高频馈线重新打磨安装，对短波天调部件各接地线、搭铁片和天线引线重新打磨安装，故障现象仍然存在。怀疑机上改装短波电台产品性能问题，串装短波电台收发机和电台天调部件后，故障现象依旧。
使用数字多用表对短波电台系统线路进行检测，由于系统在其他频率点工作时未产生干扰，相关线路的导通应不存在问题，重点针对短波电台收发信机和电台天调部件相关的电缆线路绝缘和屏蔽情况进行测量，未发现问题。
采用电磁强度分析仪检查短波电台发射时的高频信号辐射，分别在飞机右尾梁下方的短波天调部件处检测另一架飞机俄制短波电台和本机短波电台的100W、200W状态下的信号辐射，检测结果如图2所示。经测量对比发现，原俄制短波电台发射时的辐射值为5.10V/m，辐射信号值最小；改装短波电台在100W状态下发射时的辐射值为6.82V/m，比俄制电台发射时的辐射值稍大；改装短波电台在200W状态下发射时的辐射值为10.13V/m，信号辐射值基本相当于俄制短波电台发射时的两倍。在串装短波电台收发机和天调部件后，检测结果基本未变化。
根据测量对比结果分析，在短波电台的200W状态下发射时，飞机右尾梁内的天调部件周围形成了一个较强的辐射干扰源。进一步检查发现，原机状态的俄制短波电台天调部件下方24-P1-Ш1、24-P1-Ш2电缆插头根部都有一段未进行屏蔽处理，分析该段电缆可能在改装短波电台后造成了较大的电磁辐射，因此对天调部件电缆进行屏蔽处理（见图3）。处理后的辐射水平降低到5.5V左右，通电检查发现剩油1.5T指示灯熄灭、火警指示灯燃亮和平尾抖动故障现象消失，但座舱油量表指示器上仍有200kg左右的抖动。
进一步研究分析飞机油量耗量表系统原理，怀疑短波电台发射时通过天线辐射的高频信号对机上油量表传感器产生干扰。研究飞机油量传感器线路原理图（见图4），研制了专用的等效电容（模拟3000kg油量，采用电容1000pF和2200pF串联后合成687pF电容）和电缆。将等效电容接入飞机18-У16插头的10、20、32号引脚，故障现象未变；将等效电容接入1-У16-X8插头的1、2、9号引脚，故障现象消失，说明干扰信号经油量传感器线路输入到油量表组件中。重新敷设1-У16-X8∶1-18-У16∶10和1-У16-X8∶9-18-У16∶32两根导线，油量表抖动故障排除。
4 总结
短波电台干扰机上其他系统产品工作的故障原因复杂，改装的电台产品因发射功率变大，容易产生各类高频辐射干扰信号，同时原机部分线路屏蔽不到位、未采用屏蔽导线等缺陷容易导致干扰故障的发生。在故障排除过程中需要对信号流程和故障可能原因进行分析，理清排故思路，对各类故障怀疑点进行逐项排除。
作者简介
李勇军，工程师，主要从事飞机通信导航专业修理及研究。
宋冲，工程师，主要从事飞机综合航电技术研究。
丁兆宇，高级工程师，主要从事飞机电抗系统技术研究。
关键词：电磁辐射 ；电缆屏蔽； 故障分析
Keywords：electromagnetic radiation；cable shields；fault analysis
1 故障現象
某型飞机在地面通电调试检查时，专业操作人员反映短波电台部分波道发射过程中飞机座舱内油量/耗量表指示上下抖动，跳动范围300～400kg，指示器上剩油1.5T指示灯熄灭，座舱内火警指示灯燃亮；飞机在机械加压状态下，短波电台发射时飞机左右水平尾翼有抖动现象。
2 故障分析
2.1 原理分析
短波电台属于机载通信系统产品，用于飞机与飞机、飞机与地面指挥所之间的长距离通信联络。该型飞机装备的短波电台工作在2～18MHz内的短波波段，采用天波传输方式。由于飞机产品性能缺陷和使用年限较长，已不能满足部队远距离作训需求，国内科研单位在原机短波电台基础上进行了国产化改装，以增加飞机空空/空地通信距离。改装后的短波电台系统组成和交联线路如图1所示。
经统计，改装国产短波电台后类似干扰故障明显上升。通过分析原机和国产短波电台系统工作原理，梳理出国产化短波电台与改装前的原机短波电台性能参数方面存在较大差异，主要差异参数和性能如表1所示。从中可以看出，国产改装电台工作频率范围、工作方式、发射功率、声码速率等性能参数都有较大变化，电台改装后的最大发射功率从原100W增加到200W。
2.2 故障可能性分析
根据短波电台和相关系统产品工作原理及工作过程，从影响系统干扰故障的三方面因素（干扰源、干扰路径、被干扰体）考虑，可以分析出该类干扰故障的三种可能。
1）改装短波电台产品故障
改装短波电台产品由短波电台收发机、短波天线自动调谐部件、短波电台控制盒和收发天线等部件组成。短波电台在调谐和发射过程中会在产品周围产生较大电磁场，如果改装短波电台产品故障或缺陷，辐射异常干扰信号，将造成电台发射时干扰机上其他系统产品。
2）机上系统线路故障
改装短波电台产品线路如存在故障或缺陷，可能在短波电台发射状态时通过线路传导或电磁辐射干扰飞机其他系统产品的正常工作，导致故障现象。如相关电缆线路存在绝缘不好、接地电阻大、线路屏蔽不好等情况，会导致相关信号耦合、传导到被干扰系统产品中，造成故障。机上系统线路故障可能是低频线路故障或短波高频电缆线路故障。
3）被干扰系统产品故障
如机上被干扰系统产品故障或缺陷，其抗干扰能力变差，容易被短波辐射信号干扰，可能会导致故障现象。例如，飞机油量耗量表组件产品安装在飞机后设备舱17框中间上部位置，而短波电台收发机安装在后设备舱16～17框右侧，二者距离非常近，且短波电台产品发射功率大，如果产品屏蔽或接地情况异常，容易造成短波发射时干扰油量表组件。
3 故障排除
首先检查短波电台发射出现干扰故障时对应的波道频率数值，重新加载短波电台频率，将该两个频率点转换到其他波道后通电检查，故障仍然存在，说明故障现象与波道无关，在其他频率段内不存在干扰。根据以往排除短波电台故障经验，对短波电台收发机接地线和高频馈线重新打磨安装，对短波天调部件各接地线、搭铁片和天线引线重新打磨安装，故障现象仍然存在。怀疑机上改装短波电台产品性能问题，串装短波电台收发机和电台天调部件后，故障现象依旧。
使用数字多用表对短波电台系统线路进行检测，由于系统在其他频率点工作时未产生干扰，相关线路的导通应不存在问题，重点针对短波电台收发信机和电台天调部件相关的电缆线路绝缘和屏蔽情况进行测量，未发现问题。
采用电磁强度分析仪检查短波电台发射时的高频信号辐射，分别在飞机右尾梁下方的短波天调部件处检测另一架飞机俄制短波电台和本机短波电台的100W、200W状态下的信号辐射，检测结果如图2所示。经测量对比发现，原俄制短波电台发射时的辐射值为5.10V/m，辐射信号值最小；改装短波电台在100W状态下发射时的辐射值为6.82V/m，比俄制电台发射时的辐射值稍大；改装短波电台在200W状态下发射时的辐射值为10.13V/m，信号辐射值基本相当于俄制短波电台发射时的两倍。在串装短波电台收发机和天调部件后，检测结果基本未变化。
根据测量对比结果分析，在短波电台的200W状态下发射时，飞机右尾梁内的天调部件周围形成了一个较强的辐射干扰源。进一步检查发现，原机状态的俄制短波电台天调部件下方24-P1-Ш1、24-P1-Ш2电缆插头根部都有一段未进行屏蔽处理，分析该段电缆可能在改装短波电台后造成了较大的电磁辐射，因此对天调部件电缆进行屏蔽处理（见图3）。处理后的辐射水平降低到5.5V左右，通电检查发现剩油1.5T指示灯熄灭、火警指示灯燃亮和平尾抖动故障现象消失，但座舱油量表指示器上仍有200kg左右的抖动。
进一步研究分析飞机油量耗量表系统原理，怀疑短波电台发射时通过天线辐射的高频信号对机上油量表传感器产生干扰。研究飞机油量传感器线路原理图（见图4），研制了专用的等效电容（模拟3000kg油量，采用电容1000pF和2200pF串联后合成687pF电容）和电缆。将等效电容接入飞机18-У16插头的10、20、32号引脚，故障现象未变；将等效电容接入1-У16-X8插头的1、2、9号引脚，故障现象消失，说明干扰信号经油量传感器线路输入到油量表组件中。重新敷设1-У16-X8∶1-18-У16∶10和1-У16-X8∶9-18-У16∶32两根导线，油量表抖动故障排除。
4 总结
短波电台干扰机上其他系统产品工作的故障原因复杂，改装的电台产品因发射功率变大，容易产生各类高频辐射干扰信号，同时原机部分线路屏蔽不到位、未采用屏蔽导线等缺陷容易导致干扰故障的发生。在故障排除过程中需要对信号流程和故障可能原因进行分析，理清排故思路，对各类故障怀疑点进行逐项排除。
作者简介
李勇军，工程师，主要从事飞机通信导航专业修理及研究。
宋冲，工程师，主要从事飞机综合航电技术研究。
丁兆宇，高级工程师，主要从事飞机电抗系统技术研究。