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【摘要】 为了高效的推进外部选呼器的广泛使用,提高空管系统的应急通信保障能力,介绍了外部选呼器的基本工作原理,对外部选呼器在现有空管地空通信系统中的使用方式进行了研究,分别提供了两套可行的连接方案,并对比了两种方式各自的优缺点,结果显示,在小型管制现场其设备结构简单且涉及VHF频率较少更适合采用选呼器与VHF设备直连的方式,而中大型管制现场设备集成度更高,管制频点多而且使用方式更加灵活,因此选呼器与内话席位主机的音频口串联的方式更加适合。
【关键词】 选呼系统 内话系统 E&M_5 串联
引言:
近年来民航业对航空安全的要求越来越高,对空管设备保障要求也相应提高。最近,空管系统也要求广泛开展选择呼叫功能的配置及使用。目前空管行业使用的选呼功能主要有两种:第一种是HF/VHF外部选呼器,基本原理就是一个外部的特定的音频信号发生器然后通过各HF/VHF音频线路将此音频通过相对固定的链路发射至机组;第二种是基于内话系统的选呼功能,这种方式由内话系统内部软件产生相应的音频信号,然后管制员根据席位需求灵活选择频率发射。本文重点研究了VHF外部选呼器在民航空管系统不同环境的使用方式及其各自的优缺点。
一、选择呼叫系统的工作原理
选择呼叫指地面管制通过高频或甚高频通信系统对指定飞机或多架飞机进行联系。在选择呼叫译码器上选定飞机呼叫码后,选择呼叫系统就处于待机工作状态,当地面通过高频或甚高频发射机呼叫某机组时,对应呼号的机载译码器解码收输出灯光告警。地面选呼器主要实现选呼码音频的产生,其发出的电码应由两个连接的音频脉冲形成,每个脉冲包含同时发射的两种单音。单音有32个(国际民航组织ICAO修订版规定的红字组三十二单音),每个单音由不同的颜色和字母表示。
需选呼飞机时,通过输入飞机的选呼码,如该飞机的选呼码为ABCD,则顺序按A键B键C键D键,同时面板相应显示输入的有效字母码,输入四位编码后,不再响应其他字母。
当选呼器发射时,其控制器控制产生A与B字母对应的单音频率(持续时间1.0s士0.25s),间隔0.2s士0.1s后产生C与D字母对应的单音频率(持续时间1.0s士0.25s)。图2为波形叠加后的最终输出波形,对应A+B波形(持续时间1.0s士0.25s),间隔0.2s士0.1s,与C+D波形(持续时间1.0s士0.25s)。
二、基于VHF电台的选呼器使用方法
目前,空管行业使用的选呼器输出的信号包括音频LINE_OUT+、LINE_OUT-,控制信令M_OUT+、M_OUT-,和GND。基于VHF电台的选呼器连接方式可以采用一对一或者一对多的方式连接VHF电台。
2.1 一对一连接
一对一连接方式比较直观,仅仅需要在本地传输与内话系统之间的音频线路中并入选呼器的音频信号及发射控制信号即可,需要注意的是要保证选呼器发射控制信号与本地传输设备共地,如图3所示。
2.2 一对多连接
选呼器一对多的接线方式中多个VHF电台必须是相同的发射频率,且各个同频异址电台必须设置频偏,以避免机组受到同频干扰的影响。由于配线单元无源,对TX+/TX-,PTT+/PTT-信号进行并线,无法避免信号分压,故需要通过调整选呼器的音频输出电压来保证TX+/TX-,PTT+/PTT-在正常的范围,从而能有效的发射选呼信号。
一对多还有一种更可靠的接线方法,即在选呼器的接线中引入外部信号比选器(JPS SNV-12),由于比选器是有源的信号比选设备,可有效的避免信号因并线过多而引起的分压问题,同时外部比选器还能支持多达12个VHF信道接入,通过面板操作可灵活的选择接入的VHF电台。
三、基于内话系统的选呼器使用方法
基于VHF电台的使用方式有一定的局限性,由于必须固定频率及台站,现场无法根据管制需求灵活调整,更适合小型管制现场。而针对大型的空管管制现场,管制员的实际使用情况是需要在全部主、备频上都可以灵活的使用选呼功能,主流的内话厂家在内话系统上都集成了软件选呼的这个功能,但需要二次选装且价格不菲。通过使用外部选呼器和内话席位的音频级连可有效的取代内话软件选呼功能,从而节约大量成本。
地面选呼器的本质就是一台特定的音频信号的发生器,可以利用内话席位主机多余的音频接口来实现与内话的有效结合。
以瑞士SCHMID内话ICS200/60为例介绍选呼器与内话的串联使用方式。SCHMID内话席位的音频信号是通过席位主机的8个音频口(RJ-45)发送内话系统进而再发送至各个遥控台。
根据E&M_5型信令模式,以海格选呼器为例,其音频接口与内话席位主机音频口的连接方式如下:
由上表看出仅连接音频信号及发射控制信令即可,需要注意的是内话的音频接口使用的是接地起控的模式即7脚PTT参考的是2/6脚的接地信号,而选呼器端+PTT参考的起控信号是-PTT,故需要在接线时连接-PTT至GND,以实现PTT信号的“共地”连接。
四、结束语
本文介绍了两种可行的外部选呼器的连接方式,其中选呼器直连VHF电台的方式使用方便直观,但连接方式相对固定,通常一台选呼器只能对应一个频率,无法灵活的切换选呼频率及电台,当需要更改选呼发射频率或台站时较为复杂,而且由于此方式往往采用线路并线的方式实现,分压的问题难以避免,因此更适合小型管制现场和无内话系统的管制现场使用;而选呼器串联内话系统的使用方式则更加灵活稳定,管制员可根据需要在内话系统的触摸屏上切換台站及频率发送选呼信号,无需增加信号线的并接,不存在信号分压等线路问题,更适合大型管制现场的规模化使用。
参 考 文 献
[1] 马存宝.民机通信导航与雷达[M]. 西安:西北工业大学出版社,2004
[2] 刘天华,孙阳,陈枭.网络系统集成与综合布线[M]. 北京:人民邮电出版社,2016
[3] 杨新湦. 民用航空概论[M]. 北京:人民交通出版社,2019
[4] 宫淑丽. 民航飞机电子系统[M]. 北京:科学出版社,2020
【关键词】 选呼系统 内话系统 E&M_5 串联
引言:
近年来民航业对航空安全的要求越来越高,对空管设备保障要求也相应提高。最近,空管系统也要求广泛开展选择呼叫功能的配置及使用。目前空管行业使用的选呼功能主要有两种:第一种是HF/VHF外部选呼器,基本原理就是一个外部的特定的音频信号发生器然后通过各HF/VHF音频线路将此音频通过相对固定的链路发射至机组;第二种是基于内话系统的选呼功能,这种方式由内话系统内部软件产生相应的音频信号,然后管制员根据席位需求灵活选择频率发射。本文重点研究了VHF外部选呼器在民航空管系统不同环境的使用方式及其各自的优缺点。
一、选择呼叫系统的工作原理
选择呼叫指地面管制通过高频或甚高频通信系统对指定飞机或多架飞机进行联系。在选择呼叫译码器上选定飞机呼叫码后,选择呼叫系统就处于待机工作状态,当地面通过高频或甚高频发射机呼叫某机组时,对应呼号的机载译码器解码收输出灯光告警。地面选呼器主要实现选呼码音频的产生,其发出的电码应由两个连接的音频脉冲形成,每个脉冲包含同时发射的两种单音。单音有32个(国际民航组织ICAO修订版规定的红字组三十二单音),每个单音由不同的颜色和字母表示。
需选呼飞机时,通过输入飞机的选呼码,如该飞机的选呼码为ABCD,则顺序按A键B键C键D键,同时面板相应显示输入的有效字母码,输入四位编码后,不再响应其他字母。
当选呼器发射时,其控制器控制产生A与B字母对应的单音频率(持续时间1.0s士0.25s),间隔0.2s士0.1s后产生C与D字母对应的单音频率(持续时间1.0s士0.25s)。图2为波形叠加后的最终输出波形,对应A+B波形(持续时间1.0s士0.25s),间隔0.2s士0.1s,与C+D波形(持续时间1.0s士0.25s)。
二、基于VHF电台的选呼器使用方法
目前,空管行业使用的选呼器输出的信号包括音频LINE_OUT+、LINE_OUT-,控制信令M_OUT+、M_OUT-,和GND。基于VHF电台的选呼器连接方式可以采用一对一或者一对多的方式连接VHF电台。
2.1 一对一连接
一对一连接方式比较直观,仅仅需要在本地传输与内话系统之间的音频线路中并入选呼器的音频信号及发射控制信号即可,需要注意的是要保证选呼器发射控制信号与本地传输设备共地,如图3所示。
2.2 一对多连接
选呼器一对多的接线方式中多个VHF电台必须是相同的发射频率,且各个同频异址电台必须设置频偏,以避免机组受到同频干扰的影响。由于配线单元无源,对TX+/TX-,PTT+/PTT-信号进行并线,无法避免信号分压,故需要通过调整选呼器的音频输出电压来保证TX+/TX-,PTT+/PTT-在正常的范围,从而能有效的发射选呼信号。
一对多还有一种更可靠的接线方法,即在选呼器的接线中引入外部信号比选器(JPS SNV-12),由于比选器是有源的信号比选设备,可有效的避免信号因并线过多而引起的分压问题,同时外部比选器还能支持多达12个VHF信道接入,通过面板操作可灵活的选择接入的VHF电台。
三、基于内话系统的选呼器使用方法
基于VHF电台的使用方式有一定的局限性,由于必须固定频率及台站,现场无法根据管制需求灵活调整,更适合小型管制现场。而针对大型的空管管制现场,管制员的实际使用情况是需要在全部主、备频上都可以灵活的使用选呼功能,主流的内话厂家在内话系统上都集成了软件选呼的这个功能,但需要二次选装且价格不菲。通过使用外部选呼器和内话席位的音频级连可有效的取代内话软件选呼功能,从而节约大量成本。
地面选呼器的本质就是一台特定的音频信号的发生器,可以利用内话席位主机多余的音频接口来实现与内话的有效结合。
以瑞士SCHMID内话ICS200/60为例介绍选呼器与内话的串联使用方式。SCHMID内话席位的音频信号是通过席位主机的8个音频口(RJ-45)发送内话系统进而再发送至各个遥控台。
根据E&M_5型信令模式,以海格选呼器为例,其音频接口与内话席位主机音频口的连接方式如下:
由上表看出仅连接音频信号及发射控制信令即可,需要注意的是内话的音频接口使用的是接地起控的模式即7脚PTT参考的是2/6脚的接地信号,而选呼器端+PTT参考的起控信号是-PTT,故需要在接线时连接-PTT至GND,以实现PTT信号的“共地”连接。
四、结束语
本文介绍了两种可行的外部选呼器的连接方式,其中选呼器直连VHF电台的方式使用方便直观,但连接方式相对固定,通常一台选呼器只能对应一个频率,无法灵活的切换选呼频率及电台,当需要更改选呼发射频率或台站时较为复杂,而且由于此方式往往采用线路并线的方式实现,分压的问题难以避免,因此更适合小型管制现场和无内话系统的管制现场使用;而选呼器串联内话系统的使用方式则更加灵活稳定,管制员可根据需要在内话系统的触摸屏上切換台站及频率发送选呼信号,无需增加信号线的并接,不存在信号分压等线路问题,更适合大型管制现场的规模化使用。
参 考 文 献
[1] 马存宝.民机通信导航与雷达[M]. 西安:西北工业大学出版社,2004
[2] 刘天华,孙阳,陈枭.网络系统集成与综合布线[M]. 北京:人民邮电出版社,2016
[3] 杨新湦. 民用航空概论[M]. 北京:人民交通出版社,2019
[4] 宫淑丽. 民航飞机电子系统[M]. 北京:科学出版社,2020