黎亮 陳曉國(guó)

摘要：在衛(wèi)通站中跟蹤接收機(jī)是十分重要的組成部分，并且內(nèi)部組成復(fù)雜。本文針對(duì)衛(wèi)通站單脈沖跟蹤接收機(jī)故障問題進(jìn)行研究，分析了如何運(yùn)用跟蹤接收機(jī)內(nèi)部信號(hào)流程，利用不同的方法對(duì)內(nèi)部器件故障逐步排查，得出了對(duì)單脈沖跟蹤接收機(jī)故障快速定位的方法，進(jìn)而有效的確保單脈沖跟蹤接收機(jī)在衛(wèi)通站提供精準(zhǔn)誤差信號(hào)及伺服跟蹤精度，從而確保通信系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。

關(guān)鍵詞：跟蹤接收機(jī) 信號(hào)流程 定位方法

中圖分類號(hào)：TN851 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）05-0000-00

1 引言

隨著任務(wù)頻次的增多，對(duì)衛(wèi)通站的設(shè)備可靠性要求更高，提高單脈沖跟蹤接收機(jī)設(shè)備穩(wěn)定、可靠性是十分重要的。跟蹤接收機(jī)主要完成將天線饋源中生成的方位誤差信號(hào)和俯仰誤差信號(hào)對(duì)和信號(hào)進(jìn)行歸一化并轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)，此信號(hào)送到天線伺服系統(tǒng)，由伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)天線朝誤差減小方向運(yùn)動(dòng)，從而確保天線始終對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。在通信任務(wù)中，跟蹤接收機(jī)出現(xiàn)問題后，如何根據(jù)跟蹤接收機(jī)內(nèi)部復(fù)雜的信號(hào)流程著手進(jìn)行分析排查問題成為一大重要課題。

2 衛(wèi)通站單脈沖跟蹤接收機(jī)信號(hào)流

衛(wèi)通站單脈沖跟蹤接收機(jī)信號(hào)流如圖1所示。跟蹤信號(hào)由射頻低損耗電纜進(jìn)入室內(nèi)分路器，分路器將跟蹤信號(hào)分成等功率的兩路信號(hào)分別送到兩臺(tái)跟蹤接收機(jī)。跟蹤接收機(jī)中的變頻放大單元將C頻段信號(hào)分別與一本振和二本振混頻變換到70MHz標(biāo)準(zhǔn)中頻，并提供40dB增益，解調(diào)終端對(duì)70MHz中頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)處理，提取出直流誤差信號(hào)送至天線伺服系統(tǒng)。監(jiān)控部分負(fù)責(zé)前面板的操作與顯示，包括設(shè)置信標(biāo)頻率，顯示和控制相關(guān)參數(shù)及狀態(tài)，及存儲(chǔ)設(shè)置參數(shù)。倒換單元負(fù)責(zé)從兩臺(tái)接收機(jī)的輸出狀態(tài)中進(jìn)行判斷并選擇一臺(tái)合適的作為輸出，另外還完成雙機(jī)通信、調(diào)制信號(hào)同源和調(diào)制信號(hào)放大、串行通信轉(zhuǎn)換等功能。電源部分將220V交流電壓變?yōu)?15V、+8V、+5V直流電壓供各部分使用。

3 跟蹤接收機(jī)高頻器件故障排查方法研究

在實(shí)際應(yīng)用中，使用模擬源檢查設(shè)備進(jìn)行判別，在“模擬源”狀態(tài)下解調(diào)終端內(nèi)部提供70MHz的模擬源以供終端鎖定，如不能鎖定，則可判斷終端故障。即可判別設(shè)備內(nèi)部器件故障。

文章主要分析跟蹤接收機(jī)內(nèi)部器件出現(xiàn)故障后，從信號(hào)流程入手，對(duì)問題進(jìn)行詳細(xì)分析判斷，分析了各種故障可能性，排除方法有以下幾個(gè)：交叉排除法、分段排查法、測(cè)試對(duì)比法。

3.1 交叉排除法

根據(jù)圖1所示，將A、B兩套跟蹤接收機(jī)共同線路——分路器兩路輸出信號(hào)射頻電纜對(duì)調(diào)，即原來連接A套跟蹤接收機(jī)的射頻電纜連接B套，連接B套的射頻電纜連接A套，電纜連接倒換后，A套跟蹤接收機(jī)跟蹤指示燈仍不亮，B套工作正常，說明分路器之前的射頻信號(hào)無故障。

對(duì)于外部無源器件檢測(cè)可將頻譜儀接入分路器與兩臺(tái)接收機(jī)之間線纜進(jìn)行觀測(cè)射頻信號(hào)，信號(hào)正常，可判別外部無源器件無故障。

3.2 分段排查法

晶振單元的作用是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的20MHz振蕩信號(hào)，提供給變頻放大單元的一、二本振作為參考源。若晶振單元故障或線纜松動(dòng)將會(huì)導(dǎo)致C頻段信號(hào)無法獲得20MHz標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)混頻，無法將射頻信號(hào)變化到70MHz標(biāo)準(zhǔn)中頻。

將A套跟蹤接收機(jī)設(shè)備加電后，通過頻譜儀觀測(cè)其晶振單元的輸出信號(hào)，信號(hào)為20MHz的單點(diǎn)頻信號(hào)，無其他雜散頻率，滿足技術(shù)指標(biāo)要求。排除晶振單元故障，晶振單元輸出信號(hào)頻譜如圖2所示。

3.3 測(cè)試對(duì)比法

天線跟蹤某通信衛(wèi)星，用頻譜儀依次接入A、B套跟蹤接收機(jī)中頻檢測(cè)口，檢測(cè)此時(shí)A、B套跟蹤接收機(jī)變頻單元的70MHz中頻輸出信號(hào)。檢測(cè)對(duì)比結(jié)果表明，此時(shí)A套跟蹤接收機(jī)變頻單元無70MHz中頻輸出信號(hào)，而B套跟蹤接收機(jī)變頻單元有70MHz中頻輸出信號(hào)。進(jìn)一步驗(yàn)證了A套跟蹤接收機(jī)變頻單元故障。

針對(duì)天線在跟蹤某通信衛(wèi)星過程中，A套跟蹤接收機(jī)工作正常的情況，用信號(hào)源對(duì)A、B套跟蹤接收機(jī)進(jìn)行輸入頻率指標(biāo)測(cè)試對(duì)比。在3G-4G接收頻率范圍采用低、中、高頻率區(qū)分，強(qiáng)度為-100dBm的射頻輸入信號(hào)進(jìn)行測(cè)試對(duì)比。測(cè)試對(duì)比表如表1所示。

設(shè)計(jì)指標(biāo)要求輸入頻率在3G-4G范圍內(nèi)，信號(hào)強(qiáng)度為-100dBm時(shí)，接收機(jī)應(yīng)能鎖定信號(hào)。從上表中分析對(duì)比發(fā)現(xiàn)，A套跟蹤接收機(jī)在高頻信號(hào)輸入時(shí)未能滿足指標(biāo)要求。由變頻單元內(nèi)部工作原理可知，如圖3所示。

在3G-4G范圍內(nèi)射頻信號(hào)輸入后先經(jīng)過一個(gè)3dB衰減器，起匹配作用，以改善駐波；經(jīng)過一高增益、低噪聲晶體管放大，改善整個(gè)變頻單元的噪聲系數(shù)；經(jīng)過一微帶交指帶通濾波器，抑制帶外雜散和鏡像信號(hào)；經(jīng)過第一級(jí)混頻器與一本振混頻變成810MHz高頻信號(hào)。所以無論射頻輸入信號(hào)在3G-4G范圍內(nèi)的何種頻率，對(duì)于變頻單元內(nèi)部一次混頻以后的高頻部件來講輸入信號(hào)都為810MHz信號(hào)。若變頻單元內(nèi)部一次混頻以后的高頻部件存在故障，則應(yīng)該是在3G-4G全頻段范圍內(nèi)，A套跟蹤接收機(jī)均存在故障。所以根據(jù)表1中指標(biāo)測(cè)試對(duì)比，將問題定位于A套跟蹤接收機(jī)變頻單元內(nèi)部一次混頻以前的部件故障。

4 結(jié)語

在衛(wèi)通站設(shè)備中，跟蹤接收機(jī)是天線自跟蹤系統(tǒng)的必要設(shè)備之一。通過跟蹤接收機(jī)出現(xiàn)故障后，根據(jù)信號(hào)流程利用交叉排除、分段排查、測(cè)試對(duì)比方法進(jìn)行定位研究，這幾種方法是從日常使用、維護(hù)總結(jié)而來的，靈活運(yùn)用這些故障檢測(cè)方法可以快速的找到切入點(diǎn)從而迅速解決問題，達(dá)到事半功倍的效果。為高質(zhì)高效、暢通無阻的通信任務(wù)提供強(qiáng)有力的保障。

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