衛(wèi)通站單脈沖跟蹤接收機(jī)故障定位研究

黎亮 陳曉國

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)部信號流程，利用不同的方法對內(nèi)部器件故障逐步排查，得出了對單脈沖跟蹤接收機(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) 信號流程 定位方法

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

1 引言

隨著任務(wù)頻次的增多，對衛(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和俯仰誤差信號對和信號進(jìn)行歸一化并轉(zhuǎn)換成直流信號，此信號送到天線伺服系統(tǒng)，由伺服系統(tǒng)驅(qū)動天線朝誤差減小方向運(yùn)動，從而確保天線始終對準(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)信號流

衛(wèi)通站單脈沖跟蹤接收機(jī)信號流如圖1所示。跟蹤信號由射頻低損耗電纜進(jìn)入室內(nèi)分路器，分路器將跟蹤信號分成等功率的兩路信號分別送到兩臺跟蹤接收機(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70MHz中頻信號進(jìn)行解調(diào)處理，提取出直流誤差信號送至天線伺服系統(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)，及存儲設(shè)置參數(shù)。倒換單元負(fù)責(zé)從兩臺接收機(jī)的輸出狀態(tài)中進(jìn)行判斷并選擇一臺合適的作為輸出，另外還完成雙機(jī)通信、調(diào)制信號同源和調(diào)制信號放大、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，從信號流程入手，對問題進(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：交叉排除法、分段排查法、測試對比法。

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射頻電纜對調(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無故障。

對于外部無源器件檢測可將頻譜儀接入分路器與兩臺接收機(jī)之間線纜進(jìn)行觀測射頻信號，信號正常，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，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將會導(dǎo)致C頻段信號無法獲得20MHz標(biāo)準(zhǔn)信號，從而實現(xiàn)混頻，無法將射頻信號變化到70MHz標(biāo)準(zhǔn)中頻。

將A套跟蹤接收機(jī)設(shè)備加電后，通過頻譜儀觀測其晶振單元的輸出信號，信號為20MHz的單點頻信號，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，晶振單元輸出信號頻譜如圖2所示。

3.3 測試對比法

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)中頻檢測口，檢測此時A、B套跟蹤接收機(jī)變頻單元的70MHz中頻輸出信號。檢測對比結(jié)果表明，此時A套跟蹤接收機(jī)變頻單元無70MHz中頻輸出信號，而B套跟蹤接收機(jī)變頻單元有70MHz中頻輸出信號。進(jìn)一步驗證了A套跟蹤接收機(jī)變頻單元故障。

針對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，用信號源對A、B套跟蹤接收機(jī)進(jìn)行輸入頻率指標(biāo)測試對比。在3G-4G接收頻率范圍采用低、中、高頻率區(qū)分，強(qiáng)度為-100dBm的射頻輸入信號進(jìn)行測試對比。測試對比表如表1所示。

設(shè)計指標(biāo)要求輸入頻率在3G-4G范圍內(nèi)，信號強(qiáng)度為-100dBm時，接收機(jī)應(yīng)能鎖定信號。從上表中分析對比發(fā)現(xiàn)，A套跟蹤接收機(jī)在高頻信號輸入時未能滿足指標(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)射頻信號輸入后先經(jīng)過一個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；經(jīng)過第一級混頻器與一本振混頻變成810MHz高頻信號。所以無論射頻輸入信號在3G-4G范圍內(nèi)的何種頻率，對于變頻單元內(nèi)部一次混頻以后的高頻部件來講輸入信號都為810MHz信號。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)測試對比，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)信號流程利用交叉排除、分段排查、測試對比方法進(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)用這些故障檢測方法可以快速的找到切入點從而迅速解決問題，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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