VHF設(shè)備濾波器的工程調(diào)法

摘 要：近年來，隨著我國民航事業(yè)的迅猛發(fā)展，飛行量逐年增加，保證飛行安全、順暢成為最重要的任務(wù)。VHF設(shè)備作為管制員與飛行員之間實現(xiàn)地空通信的唯一手段，其地位不言而喻。濾波器作為VHF設(shè)備中的重要組成部分，其調(diào)試結(jié)果直接影響信號質(zhì)量，是更加重要的。為了保障在提供空中交通管制服務(wù)的過程中地空通信的準確、順暢，以當前在用的德國RS設(shè)備為例，簡要探討了調(diào)試維護VHF設(shè)備濾波器的一些方法，以期為空管行業(yè)日后VHF設(shè)備調(diào)試提供一些參考。

關(guān)鍵詞：民航；VHF設(shè)備；濾波器；調(diào)試方法

中圖分類號：TN713 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.07.129

1 VHF設(shè)備

VHF頻段為30～300 MHz，其中，117.975～137 MHz為VHF航空移動頻段。地面管制員通過VHF無線電與空中飛機聯(lián)絡(luò)，進行指揮。多信道甚高頻系統(tǒng)有2種：①收發(fā)天線一體的系統(tǒng)。其主要包括收發(fā)信機、濾波器、RF切換器、RF分支器、內(nèi)部配線。收發(fā)天線一體的系統(tǒng)每個信道配置1根獨立天線或1個天線振子單元。②收發(fā)天線分開的系統(tǒng)。其主要包括收發(fā)信機、RF耦合器、濾波器、RF切換器、RF分支器、內(nèi)部配線。一般情況下，4個信道配置2根獨立天線（收發(fā)各1）或2個天線振子單元（收發(fā)各1）。

本文以頻率124.35 MHz為例，此頻率所在設(shè)備是RS八信道VHF系統(tǒng)，收發(fā)信機分置，天線各自獨立。

2 腔體濾波器調(diào)試方法

調(diào)試時使用的儀器是Ansritsu MS2034B矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。

2.1 腔體調(diào)試方法

腔體本質(zhì)上是一個帶通濾波器，這就要求通過腔體的信號在一定頻帶上衰減很小，而在剩余頻帶衰減很大，讓有用信號通過，并將噪聲過濾掉。民航空管技術(shù)規(guī)范要求：正向衰減≤1.5 db，反向衰減≥20 db，±500 k衰減≥15 db，VSWR≤1.5，從而使信號在中心頻率±500 k的頻帶上通過。

將矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（簡稱“網(wǎng)分”）輸入端和輸出端連接在腔體兩端，由于腔體不具有方向性，所以，測其正向衰減S21=S12，反向衰減與駐波比為S11.

腔體調(diào)試方法是：①將網(wǎng)分中心的頻率設(shè)為待測頻率124.35 MHz，因為所調(diào)頻率范圍為±500 k，所以，頻率間隔設(shè)為2 MHz，方便觀察波形。②為方便調(diào)試，在網(wǎng)分上設(shè)置3個頁面，分別markS21，S11（反向）和S11（SWR），在S21波形上再markS21（±500 k），并根據(jù)標稱值設(shè)置合理的幅度間隔。③歸零并校準網(wǎng)分。④擰松濾波器拉桿鎖母，拉動腔體長桿調(diào)節(jié)，之后用螺絲刀輕擊調(diào)整桿微調(diào)，使得中心頻率處于S21波形的波峰值上。⑤輕微轉(zhuǎn)動濾波器饋線頭，輸入1口和輸出2口均可調(diào)節(jié)波形尖銳度，且1口對波形峰值的影響比較大，2口對波形寬窄的影響更明顯。因此，當反向衰減不達標時，優(yōu)先調(diào)節(jié)1口，±500 k不達標值，轉(zhuǎn)動2口更容易得到理想值。⑥兼顧各項指標，聯(lián)動調(diào)節(jié)長桿和轉(zhuǎn)動1口、2口，使得正向衰減≤1.5 db，反向衰減≥20 db，±500 k衰減≥15 db，VSWR≤1.5；否則，重復(fù)執(zhí)行步驟③④⑤，直至得到合理的波形。

調(diào)試結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，S21=-1.16 db，S11=-23.37 db，SWR=1.14，+500 k（124.85）=-15.54 db，-500 k（123.85）=-15.45 db，參數(shù)均達標，且波形很完美。

2.2 隔離器調(diào)試方法

隔離器具有的方向性要求其正向衰減極小，反向衰減極大，所以，技術(shù)指標與腔體有明顯差異。具體的規(guī)范要求是，隔離器正向衰減≤0.5 db，反向衰減≥20 db，反向隔離度≥40 db，±500 k≥15 db，VSWR≤1.5.其中，駐波比并非技術(shù)規(guī)范要求，但是，由于網(wǎng)分連接好后只能測出S21，反向隔離度S12需重新交叉連接后測S21獲得，調(diào)試過程中反復(fù)連接設(shè)備會大大降低工作效率。由經(jīng)驗所得，當SWR<1.5 db時，反向衰減會更接近標稱值，因此，在調(diào)試過程中，可加入駐波比指標。在調(diào)試正向衰減時，兼顧駐波比，之后再調(diào)試反向隔離度，可以大大提高工作效率。

隔離器調(diào)試方法與腔體大同小異，只是在調(diào)節(jié)方式上略有不同——隔離器調(diào)節(jié)位置為調(diào)節(jié)旋鈕和輸入、輸出旋鈕，它們均需用一字改刀旋轉(zhuǎn)調(diào)試。在指標方面，因加入了反向隔離度，需在腔體調(diào)試的基礎(chǔ)上多加一步，即將輸入、輸出口與網(wǎng)分連接位置對調(diào)，觀察反向衰減波形，并將其調(diào)節(jié)至符合標稱值。

反向隔離度指標為-47.53 db，具體如圖2所示。

2.3 聯(lián)調(diào)腔體隔離器

將隔離器與腔體連接在一起后進行統(tǒng)調(diào)，步驟與腔體調(diào)試方法、隔離器調(diào)試方法相同，這里不再贅述。腔體隔離器聯(lián)調(diào)后，隔離器正向衰減≤2 db，反向衰減≥40 db，±500 k≥15 db，VSWR≤1.5即可。

對于調(diào)試過程，筆者向大家分享一點小技巧，即擰緊腔體長桿鎖母和饋線頭螺絲，會對各項指標有輕微影響，有時調(diào)試無法滿足指標，剛好差一點時，不妨將所有螺絲擰緊再行觀察，也許就會剛好達標。同樣，隔離器也是如此。

對于接收機而言，信號被天線接收后經(jīng)腔體濾波進入收信機；對于發(fā)射機而言，人聲經(jīng)發(fā)射機發(fā)出后，射頻信號經(jīng)隔離器濾波后進入腔體，再由腔體濾波后由天線發(fā)射。因此，接收機調(diào)試僅需調(diào)節(jié)腔體。在調(diào)試發(fā)射機時，因為增加了隔離器濾波環(huán)節(jié)，所以，需要腔體和濾波器都要調(diào)試。

3 結(jié)束語

綜上所述，對于民航空管所使用的VHF設(shè)備，其信號質(zhì)量和壽命在很大程度上會受到日常維護和調(diào)試的影響。要想減少航班延誤的次數(shù)，提高低空通信效率，保證VHF信號質(zhì)量是非常重要的。本文從收、發(fā)信機2個方面入手闡述，除了VHF設(shè)備濾波器標準調(diào)試方法外，還加入了一些日常工作中總結(jié)出來的小技巧、小心得。本文為筆者的一點工作經(jīng)驗，分享給大家，希望可以為相關(guān)工作者提供一些參考。

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作者簡介：李彬（1990—），男 ，主要研究方向為通信工程。

〔編輯：白潔〕