本文摘要：本文對國內民航現役使用的RSXU4200及PAET6TR甚高頻電臺的主備機切換原理進行了研究與對比，給出了不同甚高頻系統主備機的具體切換過程，對比分析了兩系統主備機切換方式的優劣勢，便于甚高頻維護人員的維護維修工作，同時對其他類型電臺在主備切換技術上的趨
本文對國內民航現役使用的RSXU4200及PAET6TR甚高頻電臺的主備機切換原理進行了研究與對比，給出了不同甚高頻系統主備機的具體切換過程，對比分析了兩系統主備機切換方式的優劣勢，便于甚高頻維護人員的維護維修工作，同時對其他類型電臺在主備切換技術上的趨勢進行了分析，最后對民航甚高頻電臺關于主備切換的未來方向給出了作者的想法。
甚高頻(VHF)天線共用系統是民航地空通信電臺的主要構成方式，共用系統的電臺主備切換功能確保了電臺故障時能夠自動切換，保證地空通信的持續順暢，提高安全系數。目前國內民航機場使用的VHF電臺主要有RS電臺、PAE電臺及海格電臺等。各廠家電臺主備切換的設計理念有所不同且各有優劣，本文將對銀川河東機場所使用的RS公司生產的XU4200型電臺天線共用系統及PAE公司生產的T6TR型電臺天線共用系統的主備切換原理進行分析，并對兩套系統的主備切換優劣性進行比較，最后結合其他廠家電臺的主備切換設計理念，給出筆者對VHF電臺主備切換的一些想法。
主備電臺切換原理RS電臺主備切換原理RS電臺可通過以下幾種方式實現主備切換：1、電臺內置自檢功能，當電臺檢測到故障，自動實現主備切換;2、通過監控軟件人為操作實現主備切換;3、通過電臺自帶按鍵，連擊兩次LOC鍵，實現主備切換。RS電臺的主備切換功能主要由電臺內置主備機控制電路、外部接線模塊Z2及射頻繼電器實現。RS4200電臺設計有一對主備機切換控制信號，TEST_OC和*OFF信號(XU4200上為X5.4、X5.7和X10.4、X10.7)。主備電臺之間TEST_OC和*OFF信號通過信號線交叉連接。主備電臺的收發音頻接口通過線纜連接至Z2模塊。Z2模塊內置電路將主備電臺音頻接口的TEST_OC及OFF腳交叉連接控制主備切換。其中TEST_OC引腳信號由電臺內部NoGo邏輯組件產生，給出設備正常與否兩種狀態。OFF引腳探測輸入電壓值控制電臺可用或被抑制，典型電壓值為3V左右。
射頻繼電器常閉點接主機，繼電器控制電壓由備機V_OP_SW提供+24V電壓。TEST_OC為主動變化的控制信號，當電臺為主用狀態時，電臺通過TEST_OC引腳給備機的*OFF引腳一個低電平，備機*OFF為低電平時電臺將保持備用狀態，不對音頻及控制信號做處理;當主用電臺切換到備用狀態或者故障時，其TEST_OC引腳將給出一個開路信號，備機的*OFF引腳收到此信號后電臺變為主用狀態，同時原備機的TEST_OC引腳給原主機的*OFF引腳一個低電平，進一步抑制其為備用狀態。RS4200電臺在使用過程中如遇到主備電臺不能正常切換應當檢查OFF引腳電壓及繼電器電壓是否處于典型值范圍。
PAE電臺切換原理PAE電臺可通過以下幾種方式實現主動切換：1、電臺內置自檢發現設備故障，自動實現主備切換;2、通過監控軟件人為操作實現主備切換;3、通過硬件切換板，人工實現主備切換。PAE電臺的主備切換功能主要由切換控制組件(E1-RIC)、切換板(Main/StandbySwitchingPanel)及射頻繼電器實現。其中E1-RIC連接主備電臺的E1/T1口，對電臺的狀態進行實時監控。切換板連接主備電臺的音頻及控制信號，在E1-RIC的控制下選擇主備通道。PAE電臺內置自檢功能，時刻對電臺運行狀況進行自檢，并通過E1/T1口的6腳向E1-RIC發送電壓信號。0V表示電臺為備用狀態，5V表示電臺為主用狀態。
E1-RIC相應的連接口根據電臺的運行狀態做出主備切換的決定，向切換板對應端口發送一個20V~35V的電壓信號。切換板通過Auxiliary接口與E1-RIC連接，當E1-RIC接收到某一信道發生主備切換信號時，切換板根據E1-RIC指令通過內置繼電器以機械開關方式對相應電臺通道的音頻及控制信號進行主備切換。同一信道備機電臺的facilities接口連接射頻繼電器。繼電器常閉于主機，當主機設備正常且無人為切換指令時，主機電臺連接天線進行發射。當主備機之間有切換指令時，備機電臺的facilities接口向射頻繼電器提供電壓，使繼電器吸合至備機，備機連接天線進行信號發射。
PAE電臺與RS電臺主備切換對比
(1)控制組件PAE天線共用系統通過切換控制單元E1-RIC及切換板來控制主備電臺的音頻及控制信號的切換，且四個信道共用一個切換控制單元及切換板，當切換控制單元或切換板某一端口發生故障需要維修時，將會影響所有信道的主備切換，存在安全隱患。RS天線共用系統采用內嵌式主備控制電路，各信道間主備切換無公共單元。其外部附加模塊僅為接線模塊Z2，起到線路引接與信號分路作用，某一信道故障不影響其他信道的主備切換，安全性更高。
(2)音頻及控制信號的切換方式PAE電臺通過切換板內置繼電器，機械性選擇無故障電臺音頻及控制信號，降低了電臺設備切換功能的設計要求，電臺成本更低，但是額外的設備新增了故障的風險點，尤其是切換板通過繼電器的吸合來選擇電臺音頻及控制信號，易發生機械故障。RS電臺則通過主備機TEST_OC及OFF引腳交叉連接，使主機處于激活而備機為抑制激活狀態，增加了電臺內部電路設計復雜度，但安全性更高，風險節點更少。
(3)可提供的切換方式PAE電臺與RS電臺均可實現電臺故障自動主備切換，監控軟件執行主備切換，硬件按鍵執行人為切換。多種方式實現主備切換，保障了通信的安全性與易實現。其他廠家電臺主備切換方式優創電臺優創電臺主備切換采用內嵌式主備切換電路，通過主備電臺收發信機的AUX1CONNECTOR口引接兩根RJ45端口線纜互聯實現主備切換功能。
連接方式為主機AUX1CONNECTOR口的ALARM_N、ALARM_P(AUX1口第1、2引腳)連接備機AUX1CONNECTOR口的Selcet_in_N、Selcet_in_P(AUX1口的第3、6引腳)，備機同上。設置主備電臺告警參數，當主機告警時將自動切換至備機使用。海格電臺在民航設備國產化背景下，海格電臺逐步進入民航各空管局。電臺通過綜合電纜連接兩部電臺實現主備切換，其中收信機綜合電纜互連主備機綜合口R，發信機綜合電纜互連主備機綜合口T，同時RF切換器控制信號(發信機綜合電纜分岔線纜)由連接RF切換器主機射頻接口的電臺提供(此圖中為左側電臺)。
主備機收發信機綜合口的TEST_OC與OFF引腳交叉連接，電臺內置電路進行自檢，通過綜合電纜進行主備機控制。電臺主備切換功能特點優創電臺與海格電臺均可多方式實現主備切換，并且切換功能的實現均由電臺內部控制電路實現，每個信道僅使用2根線纜進行連接，無其他附加切換組件。各信道之間在主備切換功能上彼此獨立，互不影響。由此可見，內嵌式主備切換電路更符合電臺廠家的設計思路。
民航論文范例：民航西北空管清算系統設計探討
總結
民航VHF電臺主備機切換因廠家設計理念不同，切換原理各不相同。外置切換組件可以減少電臺內部電路設計復雜度，但增加了組件故障風險點，特別是有公共單元的切換組件。內嵌式切換控制電路減少了器件故障風險，但電臺電路設計復雜且成本較高。但是隨著軟件無線電的廣泛應用，電臺內置電路來控制主備交換不再復雜，由邏輯電路進行主備機控制必定優于機械式主備機選擇方式。近年來快速發展的VOIP技術，使得電臺功能更多的集中在電臺自身上，通信系統中的公共單元越來越少。多功能一體機，較少的共用單元將更為民航安全所青睞。
作者：王瑞軍
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