民航青?？展芊志?陳傳瑞

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淺析ALC與鄰道噪聲對(duì)甚高頻電臺(tái)性能的影響

民航青?？展芊志?陳傳瑞

【摘要】本文基于對(duì)自動(dòng)電平控制（ALC）電路與鄰道噪聲的理論原理的探討，通過實(shí)際測(cè)試來模擬實(shí)際使用的情況，分析研究了ALC電路與鄰道噪聲對(duì)民航空管甚高頻電臺(tái)發(fā)射性能的影響。結(jié)果表明，ALC電路與甚高頻電臺(tái)的發(fā)射調(diào)制度和發(fā)射失真度存在規(guī)律性的關(guān)系，ALC電路的存在能有效提升電臺(tái)性能；甚高頻電臺(tái)對(duì)鄰道噪聲的抑制程度也反映了電臺(tái)避免鄰道干擾的能力。

【關(guān)鍵詞】甚高頻電臺(tái)；ALC；鄰道噪聲；調(diào)制度；失真度

1　引言

目前，民航空管地空話音通信系統(tǒng)主要使用甚高頻（VHF）收發(fā)信機(jī)，工作頻率范圍由117.975MHz-137MHz，調(diào)制方式為DSBAM調(diào)幅，傳播方式為視距傳播，頻道間隔為25kHz。由于甚高頻地空話音通信技術(shù)始終在民航空管運(yùn)行中起著至關(guān)重要的作用，所以為了更進(jìn)一步加深對(duì)該技術(shù)及系統(tǒng)的理解，本文將通過使用德國(guó)R&S公司生產(chǎn)的XU250A甚高頻電臺(tái)，研究分析ALC電路在打開和關(guān)閉時(shí)，音頻輸入電平與發(fā)射調(diào)制度和發(fā)射失真度的關(guān)系，以及XU250A甚高頻電臺(tái)在某頻率大功率大調(diào)制度下的鄰道噪聲。從而判斷出ALC電路與鄰道噪聲對(duì)民航空管甚高頻電臺(tái)發(fā)射性能的影響。本次研究測(cè)試使用的儀器儀表主要有HP 8596E頻譜分析儀和R&S CMS54無線電綜合測(cè)試儀。

2　ALC與鄰道噪聲的基本原理

2.1ALC自動(dòng)電平控制

XU250A收發(fā)信機(jī)在進(jìn)行調(diào)制之前，必須將音頻源送來的音頻信號(hào)進(jìn)行處理，并使其保持一個(gè)穩(wěn)定的幅度［1］，再送到功放模塊VU251V中進(jìn)行調(diào)幅［3］。因此在音頻放大電路中ALC自動(dòng)音頻電平控制電路就必不可少。ALC電壓的產(chǎn)生通常是由反饋環(huán)反饋到音頻放大單元，進(jìn)而控制音頻放大器的增益。

2.2鄰道噪聲

目前我國(guó)民航甚高頻地空通信所使用的信道間隔為25kHz，為了保證發(fā)信機(jī)發(fā)射時(shí)不會(huì)對(duì)相鄰信道產(chǎn)生干擾，就必須對(duì)發(fā)信機(jī)發(fā)射時(shí)的邊帶輻射寬度進(jìn)行要求與限制，避免因發(fā)射時(shí)頻譜純度不足對(duì)相鄰信道產(chǎn)生干擾［2］。

3　ALC對(duì)甚高頻電臺(tái)性能的影響

3.1ALC對(duì)甚高頻電臺(tái)性能的影響的檢測(cè)方法

測(cè)試XU250A收發(fā)信機(jī)X9接口中音頻輸入電平在ALC打開和關(guān)閉工作時(shí)，此音頻輸入電平與發(fā)射調(diào)制度的關(guān)系，以及音頻輸入電平與發(fā)射失真度的關(guān)系。

（1）連接測(cè)試平臺(tái)。將XU250A收發(fā)信機(jī)X9接口的發(fā)音頻線X9.2（AF/TX/A）與X9.3（AF/TX/B）與CMS 54的MOD GEN OUTPUT接口連接；將XU250A收發(fā)信機(jī)X2接口與CMS 54的RF IN/ OUT接口連接。見圖1。

圖1　ALC測(cè)試平臺(tái)連接圖

（2）設(shè)置XU250A收發(fā)信機(jī)參數(shù)為：ALC ON，頻率為126MHz，調(diào)制深度為90%，發(fā)射功率為10W。設(shè)置CMS 54 為TX-TEST模式，音頻輸入頻率為1kHz，調(diào)節(jié)音頻電平值，分別觀察發(fā)射調(diào)制度、發(fā)射失真度與音頻輸入電平值的關(guān)系，并記錄數(shù)值。見表1。

（3）設(shè)置XU250A收發(fā)信機(jī)參數(shù)為：ALC OFF，調(diào)制深度為90%，發(fā)射功率為10W。設(shè)置CMS 54 為TX-TEST模式，音頻輸入頻率為1kHz，調(diào)節(jié)音頻電平值，分別觀察發(fā)射調(diào)制度、發(fā)射失真度與音頻輸入電平值的關(guān)系，并記錄數(shù)值。見表1。

3.2ALC對(duì)甚高頻電臺(tái)性能的影響的結(jié)果分析

分析表1數(shù)據(jù)可知，當(dāng)ALC關(guān)閉時(shí)，自動(dòng)音頻電平控制電路不起作用，當(dāng)輸入音頻電平逐漸增大時(shí)，發(fā)射調(diào)制度會(huì)隨之線性增大，直到收發(fā)信機(jī)XU250A所設(shè)定的調(diào)制深度90%左右時(shí)達(dá)到穩(wěn)定。但由于ALC不起作用，音頻放大電路的反饋環(huán)路開環(huán)，當(dāng)音頻電平信號(hào)太大時(shí)，會(huì)使音頻處理電路工作在非線性區(qū)，從而導(dǎo)致發(fā)射失真度超過了規(guī)定的范圍（DIST不大于5%）。

表1　- ALC ON和ALC OFF時(shí)音頻輸入電平與調(diào)制度和失真度的關(guān)系

當(dāng)ALC開啟時(shí)，自動(dòng)音頻電平控制電路工作，當(dāng)輸入音頻電平逐漸增大時(shí)，發(fā)射機(jī)調(diào)制度依然會(huì)隨之線性增大，但是當(dāng)輸入音頻電平增大到一定值時(shí)，發(fā)射機(jī)的調(diào)制度會(huì)逐漸趨于一穩(wěn)定值。對(duì)比ALC關(guān)閉時(shí)調(diào)制度的變化，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)ALC工作時(shí)，發(fā)射調(diào)制度動(dòng)態(tài)范圍縮小，而且調(diào)制度趨于穩(wěn)定時(shí)對(duì)應(yīng)的音頻電平值較小，即增大了音頻輸入電平的輸入范圍，這樣也就進(jìn)一步說明ALC的工作提高了發(fā)信機(jī)發(fā)射的工作性能。

不僅如此，當(dāng)ALC開啟時(shí)，音頻處理電路的ALC電壓的由反饋環(huán)反饋到音頻放大單元，控制了音頻放大器的增益。即使當(dāng)輸入音頻電平太大，發(fā)信機(jī)發(fā)射失真度整體保持穩(wěn)定，且發(fā)射失真度在規(guī)定的范圍（DIST不大于5%）內(nèi)。

但是由表1數(shù)據(jù)也發(fā)現(xiàn)，不管ALC電路是否工作，當(dāng)信號(hào)非常非常小，即音頻電平小于-40dBm時(shí)，ALC的作用微弱，這是由于音頻信號(hào)電平值幾乎淹沒在熱噪聲下，導(dǎo)致電路無法分辨出有用信號(hào)，這與電路本身有關(guān)。

圖2　鄰道噪聲測(cè)試平臺(tái)連接圖

4　鄰道噪聲對(duì)甚高頻電臺(tái)性能的影響

4.1鄰道噪聲對(duì)甚高頻電臺(tái)性能的影響的檢測(cè)方法

測(cè)試XU250A收發(fā)信機(jī)在某頻率大功率大調(diào)制度下的鄰道噪聲。

（1）連接實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該測(cè)試中將CMS 54作為音頻信號(hào)發(fā)生器，將XU250A收發(fā)信機(jī)X9接口的發(fā)音頻線X9.2（AF/TX/A）與X9.3（AF/TX/B）與CMS 54的MOD GEN OUTPUT接口連接；將XU250A收發(fā)信機(jī)X2接口與HP 8596E頻譜分析儀的INPUT接口連接，并將50W10dB衰減器與25W10dB衰減器串接在XU250A收發(fā)信機(jī)X2接口與頻譜分析儀的INPUT接口之間（注意衰減器連接極性與串接順序）。見圖2。

（2）設(shè)置XU250A收發(fā)信機(jī)參數(shù)為：頻率為126MHz，ALC ON，調(diào)制深度為90%，發(fā)射功率為10W。設(shè)置CMS 54 為TX-TEST模式，音頻輸入頻率為1kHz，電平為-10dBm。

（3）XU250A發(fā)射狀態(tài)（PTT激活）時(shí)，調(diào)節(jié)HP 8596E頻譜分析儀BW、SPAN等設(shè)置參數(shù)，使已調(diào)制信號(hào)頻譜穩(wěn)定地顯示在頻譜分析儀的屏幕中，并且可以清晰的觀察到已調(diào)信號(hào)的載波分量、邊帶（音頻）分量和鄰道頻率。見圖3。

圖3　126MHz已調(diào)信號(hào)頻譜圖

表2-1 26MHz已調(diào)信號(hào)頻譜功率

（4）通過頻譜分析儀的Marker功能設(shè)置分別讀出載波頻率、邊帶頻率和±25kHz相臨信道頻率處的功率值（dBm為單位），并記錄數(shù)值。見表2。

4.2鄰道噪聲對(duì)甚高頻電臺(tái)性能的影響的結(jié)果分析

分析圖3的頻譜和表2的測(cè)試數(shù)據(jù)可知，該XU250A甚高頻收發(fā)信機(jī)在發(fā)射頻率126MHz、載波功率為10W、調(diào)制深度為90%時(shí)，測(cè)量出的±25kHz相鄰信道的噪聲值均為（-46.38dBm+20dB），即為-26.38dBm。對(duì)比載波頻率的功率值可知，此時(shí)該收發(fā)信機(jī)的鄰道噪聲抑制度至少大于（20.65dBm+46.38dBm），即為67.03dB。該數(shù)值說明了該收發(fā)信機(jī)在發(fā)射時(shí)對(duì)鄰道邊帶信號(hào)的抑制程度，確保發(fā)信機(jī)發(fā)射時(shí)對(duì)邊帶輻射寬度的限制要求，避免因發(fā)射時(shí)頻譜純度不足對(duì)相鄰信道產(chǎn)生干擾。

5　結(jié)語(yǔ)

通過分析可知，ALC電路與甚高頻電臺(tái)的發(fā)射調(diào)制度和發(fā)射失真度存在規(guī)律性的關(guān)系，ALC電路的在甚高頻電臺(tái)中具有提升電臺(tái)性能作用，同時(shí)，甚高頻電臺(tái)對(duì)鄰道噪聲的抑制程度也反映了電臺(tái)避免鄰道干擾的能力。

參考文獻(xiàn)

［1］陶鏈娟.超寬帶頻率源中大動(dòng)態(tài)范圍ALC系統(tǒng)研究［D］.電子科技大學(xué).2012.

［2］趙亮亮，高進(jìn)濤，宋慶大.通信接收機(jī)的相位噪聲分析及改進(jìn)措施［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2009（23）.