SELEX 1119A DME维护测试浅谈

2018-04-16民航内蒙古空管分局张爱忠

电子世界 2018年20期

民航内蒙古空管分局张爱忠

通过剖析SELEX 1119A DME设备的信号处理流程，提供设备维护排故思路与维护方法。以内蒙古空管分局更新的两部1119A DME设备为例，分别对发射功率测量，监视器询问电平校准提供了详细的方案。对于DME系统，应着重熟悉系统信号流程以及参数测量及校准方法，以便在维护工作中能够准确高效。

1.设备信号流程

DME的应答器部分由定向耦合器（1A6）、环流器、低噪声放大器（LNA）、接收机发射机控制器（RTC）和功率放大器组件组成。通过天线接收飞机询问信号，通过定向耦合器将其送至环流器。来自监控器/询问器的附加询问被注入定向耦合器中。对这些询问的应答信号由天线内的监视端口采样，用于监视应答延迟和应答效率。定向耦合器还将应答信号的副本送至询问器/监控器。监视器/询问器也使用这些样本来信号提供输出功率测量。

环形器在发送和接收信号之间提供隔离，因为两者都共用同一天线。当信号以顺时针方向传输到相邻端口时，施加到任何端口的信号将经历最小插入损耗或最小阻力。以逆时针方向传输的信号将衰减至少20分贝。来自飞机的询问信号和监视器询问信号经由定向耦合器后由环流器送到预选器组件。预选器组件是一个窄带、三极、机械调谐的滤波器，它区分不希望出现的信号频率并提供发射机能量的额外衰减。从预选器，接收的询问信号在被低噪声放大器(LNA)放大之后被引导到接收机发射机控制器(RTC)的接收机输入。

接收机内部是一个由合成器产生低噪声高稳定本地振荡器。该信号与输入RF信号混频以提供125MHz的第一中频信号，该第一中频信号被检测和数字处理，以确定准确的询问到达时间。125MHz的IF进一步下变频为10.7 MHz中频信号。这个10.7MHz信号经过窄带滤波，用于确定接收的询问是来自正确信道还是来自相邻信道。

当在低功率DME中使用时，低功率放大器模块在输出接口处产生125瓦峰值的高斯形脉冲。由于连接电缆、定向耦合器等中的正常损耗，在天线连接器处的输出为100W，该输出功率在从960-MHz到1215-MHz任何DME信道上都可以获得，而不需要重新调整放大器。低功率放大器模块提供所需功率水平的预失真成形脉冲，以在1119A高功率DME系统中用作驱动放大器时驱动高功率放大器。低功率放大器组件由三个主要电路组成：发射机RF合成器、调制器和RF放大器。射频合成器通过串行接口编程设置台站发射频率。在功率放大器模块的前面板上可以获得合成器的连续波CW输出的样本，以允许通过外部测试设备验证发射机频率。该连续波输出由射频开关进行脉冲调制，射频开关由来自RTC的栅极脉冲控制，然后在位于该模块中的预驱动级的输入处放大至25dBm。放大器模块组件还包括DC/DC转换器，以提供功率放大器模块内使用的高压(～51伏)电源。该DC/DC转换器将在超过40至60伏直流的输入范围上操作，即使DME系统正在电池上操作并且接近有用电池寿命的终点，也能为RF放大器提供稳定的电源电压。然后，脉冲调制RF信号通过多级RF放大器进行放大，以实现高达200瓦的峰值脉冲功率输出。功率放大器组件执行所需的脉冲形状调制和输出功率控制。当用作独立的低功率发射机(1118A DME)时，所需的高斯脉冲形状由DME系统内的RTC模块控制下的线性调制器实现。从低功率放大器模块检测到的输出脉冲被路由到RTC，在那里它们与期望的脉冲形状进行比较，并且预失真的高斯形控制脉冲被从RTC发送到低功率放大器组件，在那里它们控制本地调制器的输出。

高功率放大器模块（仅在1119A大功率DME中使用）包括三个主要电路，调制器和RF放大器，以及DC/DC转换器。250W驱动放大器级的受控RF输出被应用到1000 W最终放大器级的输入端。高功率放大器中的调制器与上面的低功率放大器中的调制器相同。驱动放大器级为最终晶体管提供射频驱动，是一个“正方形”波脉冲。驱动器放大器的输出被分开，被平等地传送到两个晶体管，并联工作以构成最后的放大器级。最后的放大器级用“方波”选通脉冲调制。脉冲输出的定时和形状由RTC组件通过调制器子组件控制。

位于功率放大器内的DC/DC转换器提供独立于DME系统48伏电源的恒定高压电源(大约53伏)。即使当系统在电池备份上操作并且接近电池使用寿命的末尾，也允许全功率工作，在DC/DC转换器CCA上还设有储能电容，以满足RF放大器级大峰值电流的要求。DME的监视器部分由两个主要部分组成：询问器（用于询问应答器）和监视器（用于评估应答参数）。这两种功能都位于1119A DME系统的监视器/询问器/合成器模块中。监控器CCA实际上是两个单独的印刷线路板，但它们被插入另一个电路板中，形成一个模块。主板主要用于数字电路。第二板专用于询问器（RF）电路。

系统中的每个监视器能够监视双DME上两个应答器的所有关键参数，并且能够执行监视器完整性检查。一个监视器询问器每秒询问应答器50次，因此在双系统中，为了监视的目的，每个应答器的总速率是100次询问。在DME系统中，通过定向耦合器将询问信号送入应答器，并且应答器的应答由来自系统定向耦合器的前向耦合发射机RF信号送到监视器。在双机台站中，备机RF输入是从连接到切换开关的衰减器负载的输出中获得的。监视器可以改变信号电平、脉冲形状和时间以及询问的频率，因此监视器发送不同的询问以测量不同的参数。在正常模式下，将不同的询问混合在一起以测量所有关键参数，如果这些参数中的任何一个在一段时间内超出范围，则使用告警信号向LCU报告情况。根据RMS的请求，其他参数可以被测量并报告给RMS。当禁用监视器来询问应答器时，监视器利用这段时间向自身发送认证信号，验证电路和软件是否正常工作。监视器测量信号并与操作者设定的门限值进行比较。如果参数落在预设限值之外，则改变对本地控制单元（LCU）的报警指示。LCU检查来自监视器的输出，并基于台站旁路和/或表决逻辑的当前设置以及设备是单发射机设备还是双发射机设备来确定是否传输或关闭发射机。

标准PMDT由便携式计算机组成，是用于控制与DME系统通信的输入/输出设备。站点控制、调整和监视功能可通过计算机获得，并通过基于Windows的操作员接口访问。台站安全控制是通过四级密码系统提供的。在第3级提供对系统的完全访问以进行调整和测量。非关键参数的修改在第2级可用，只读访问在第1级可用。密码和用户管理是在4级完成的。