淺析ALC與鄰道噪聲對甚高頻電臺性能的影響

民航青?？展芊志?陳傳瑞

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淺析ALC與鄰道噪聲對甚高頻電臺性能的影響

民航青?？展芊志?陳傳瑞

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

【關鍵詞】甚高頻電臺；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，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始終在民航空管運行中起著至關重要的作用，所以為了更進一步加深對該技術及系統(tǒng)的理解，本文將通過使用德國R&S公司生產(chǎn)的XU250A甚高頻電臺，研究分析ALC電路在打開和關閉時，音頻輸入電平與發(fā)射調(diào)制度和發(fā)射失真度的關系，以及XU250A甚高頻電臺在某頻率大功率大調(diào)制度下的鄰道噪聲。從而判斷出ALC電路與鄰道噪聲對民航空管甚高頻電臺發(fā)射性能的影響。本次研究測試使用的儀器儀表主要有HP 8596E頻譜分析儀和R&S CMS54無線電綜合測試儀。

2　ALC與鄰道噪聲的基本原理

2.1ALC自動電平控制

XU250A收發(fā)信機在進行調(diào)制之前，必須將音頻源送來的音頻信號進行處理，并使其保持一個穩(wěn)定的幅度［1］，再送到功放模塊VU251V中進行調(diào)幅［3］。因此在音頻放大電路中ALC自動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，進而控制音頻放大器的增益。

2.2鄰道噪聲

目前我國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)信機發(fā)射時不會對相鄰信道產(chǎn)生干擾，就必須對發(fā)信機發(fā)射時的邊帶輻射寬度進行要求與限制，避免因發(fā)射時頻譜純度不足對相鄰信道產(chǎn)生干擾［2］。

3　ALC對甚高頻電臺性能的影響

3.1ALC對甚高頻電臺性能的影響的檢測方法

測試XU250A收發(fā)信機X9接口中音頻輸入電平在ALC打開和關閉工作時，此音頻輸入電平與發(fā)射調(diào)制度的關系，以及音頻輸入電平與發(fā)射失真度的關系。

（1）連接測試平臺。將XU250A收發(fā)信機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X2接口與CMS 54的RF IN/ OUT接口連接。見圖1。

圖1　ALC測試平臺連接圖

（2）設置XU250A收發(fā)信機參數(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系，并記錄數(shù)值。見表1。

（3）設置XU250A收發(fā)信機參數(shù)為：ALC OFF，調(diào)制深度為90%，發(fā)射功率為10W。設置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系，并記錄數(shù)值。見表1。

3.2ALC對甚高頻電臺性能的影響的結果分析

分析表1數(shù)據(jù)可知，當ALC關閉時，自動音頻電平控制電路不起作用，當輸入音頻電平逐漸增大時，發(fā)射調(diào)制度會隨之線性增大，直到收發(fā)信機XU250A所設定的調(diào)制深度90%左右時達到穩(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)，當音頻電平信號太大時，會使音頻處理電路工作在非線性區(qū)，從而導致發(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時音頻輸入電平與調(diào)制度和失真度的關系

當ALC開啟時，自動音頻電平控制電路工作，當輸入音頻電平逐漸增大時，發(fā)射機調(diào)制度依然會隨之線性增大，但是當輸入音頻電平增大到一定值時，發(fā)射機的調(diào)制度會逐漸趨于一穩(wěn)定值。對比ALC關閉時調(diào)制度的變化，可以發(fā)現(xiàn)當ALC工作時，發(fā)射調(diào)制度動態(tài)范圍縮小，而且調(diào)制度趨于穩(wěn)定時對應的音頻電平值較小，即增大了音頻輸入電平的輸入范圍，這樣也就進一步說明ALC的工作提高了發(fā)信機發(fā)射的工作性能。

不僅如此，當ALC開啟時，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。即使當輸入音頻電平太大，發(fā)信機發(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，當信號非常非常小，即音頻電平小于-40dBm時，ALC的作用微弱，這是由于音頻信號電平值幾乎淹沒在熱噪聲下，導致電路無法分辨出有用信號，這與電路本身有關。

圖2　鄰道噪聲測試平臺連接圖

4　鄰道噪聲對甚高頻電臺性能的影響

4.1鄰道噪聲對甚高頻電臺性能的影響的檢測方法

測試XU250A收發(fā)信機在某頻率大功率大調(diào)制度下的鄰道噪聲。

（1）連接實驗平臺。該測試中將CMS 54作為音頻信號發(fā)生器，將XU250A收發(fā)信機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）設置XU250A收發(fā)信機參數(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，調(diào)節(jié)HP 8596E頻譜分析儀BW、SPAN等設置參數(shù)，使已調(diào)制信號頻譜穩(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)信號頻譜圖

表2-1 26MHz已調(diào)信號頻譜功率

（4）通過頻譜分析儀的Marker功能設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鄰道噪聲對甚高頻電臺性能的影響的結果分析

分析圖3的頻譜和表2的測試數(shù)據(jù)可知，該XU250A甚高頻收發(fā)信機在發(fā)射頻率126MHz、載波功率為10W、調(diào)制深度為90%時，測量出的±25kHz相鄰信道的噪聲值均為（-46.38dBm+20dB），即為-26.38dBm。對比載波頻率的功率值可知，此時該收發(fā)信機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)信機在發(fā)射時對鄰道邊帶信號的抑制程度，確保發(fā)信機發(fā)射時對邊帶輻射寬度的限制要求，避免因發(fā)射時頻譜純度不足對相鄰信道產(chǎn)生干擾。

5　結語

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

參考文獻

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

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