一種短波射頻通路的故障檢測(cè)設(shè)計(jì)

鞏延香，毛日軍

（南京熊貓漢達(dá)科技有限公司，南京 210014）

1 研究背景

隨著電子通信裝備模塊化、綜合化設(shè)計(jì)的發(fā)展，短波通信設(shè)備也由原先的獨(dú)立電臺(tái)逐步演變成由若干個(gè)射頻模塊組成。由于綜合之后設(shè)備間信號(hào)交聯(lián)復(fù)雜，一旦出現(xiàn)短波故障現(xiàn)場(chǎng)很難進(jìn)行故障定位，往往需要將系統(tǒng)上與短波相關(guān)的設(shè)備（模塊）一并拆下，并在搭建系統(tǒng)模擬測(cè)試環(huán)境，同時(shí)結(jié)合相關(guān)儀器儀表及軟件仿真監(jiān)測(cè)等手段才能比較準(zhǔn)確地隔離出故障，排故周期長(zhǎng)，而且額外增加了很多不必要的拆裝，給用戶日常訓(xùn)練及維護(hù)保養(yǎng)造成很大影響。

2 短波射頻通路的故障檢測(cè)設(shè)計(jì)

2.1 短波射頻通路工作原理

短波設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)之后一般由短波天調(diào)、短波功放和短波收發(fā)信機(jī)三部分組成，典型的短波通信系統(tǒng)組成包括有：短波收發(fā)信機(jī)、短波天調(diào)單元、短波功放單元以及天線、上級(jí)系統(tǒng)等。①當(dāng)短波接收時(shí)，來自短波天線的接收信號(hào)經(jīng)短波天調(diào)單元的匹配接收之后通過射頻電纜送至短波功放單元，信號(hào)在功放單元中經(jīng)射頻繼電器收/發(fā)切換、濾波等處理后送至短波收發(fā)信機(jī)，最終在短波收發(fā)信機(jī)中經(jīng)下變頻、解調(diào)、解碼等處理后還原出話音/數(shù)據(jù)信息送往系統(tǒng)的音頻/數(shù)據(jù)終端。②當(dāng)短波發(fā)射時(shí)，來自系統(tǒng)的話音/數(shù)據(jù)信息在短波收發(fā)信機(jī)中經(jīng)編碼、調(diào)制、上變頻等處理后產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)并射頻電纜送至短波功放單元，信號(hào)在功放單元中經(jīng)射頻繼電器收/發(fā)切換、功率放大、諧波濾波等處理后送至短波天調(diào)單元，最終由短波天調(diào)經(jīng)阻抗匹配調(diào)整后通過短波天線發(fā)射出去。

2.2 射頻通路檢測(cè)策略

短波設(shè)備的自檢類型一般包含加電自檢、維護(hù)自檢和周期自檢，加電自檢和周期自檢由于受上電時(shí)間及使用約束限制，往往只對(duì)短波功能各組成設(shè)備的內(nèi)外部低頻接口及工作電壓進(jìn)行檢測(cè)，本文主要利用設(shè)備的維護(hù)自檢功能，設(shè)計(jì)一種適用于射頻通路檢測(cè)的方法，能夠準(zhǔn)確、快速地定位出短波功能接收和發(fā)射兩條射頻通路上的故障信息，故障檢測(cè)基本策略：設(shè)備啟動(dòng)“維護(hù)自檢”操作—啟動(dòng)短波模塊級(jí)故障檢測(cè)—模塊級(jí)如有故障—啟動(dòng)短波收通路故障檢測(cè)—收通路如有故障—啟動(dòng)短波發(fā)通路故障檢測(cè)—匯總上級(jí)自檢結(jié)果信息。

短波射頻通路檢測(cè)設(shè)計(jì)流程說明：①啟動(dòng)模塊級(jí)檢測(cè)，粗略剔除短波設(shè)備各模塊級(jí)故障，如果模塊級(jí)無故障則進(jìn)入第二步，否則直接跳轉(zhuǎn)至第四步；②啟動(dòng)射頻收通路檢測(cè)，收通路檢測(cè)信號(hào)可以由天調(diào)內(nèi)部產(chǎn)生，并根據(jù)信號(hào)流向，由各級(jí)SRU依次完成對(duì)收檢測(cè)信號(hào)故障與否進(jìn)行檢測(cè)判別，如果收通路無故障則進(jìn)入第三步，否則直接跳轉(zhuǎn)至第四步；③啟動(dòng)射頻發(fā)通路檢測(cè)，發(fā)通路檢測(cè)信號(hào)由收發(fā)信機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生，并根據(jù)信號(hào)流向，由各級(jí)SRU依次完成對(duì)發(fā)檢測(cè)信號(hào)故障與否進(jìn)行檢測(cè)判別，發(fā)通路檢測(cè)結(jié)束后進(jìn)入第四步；④匯總上報(bào)短波維護(hù)自檢結(jié)果信息。

2.3 收射頻通路的故障檢測(cè)設(shè)計(jì)

模塊級(jí)檢測(cè)已結(jié)束且未發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，啟動(dòng)短波設(shè)備射頻接收通路的檢測(cè)。收通路檢測(cè)時(shí)，首先由收發(fā)信機(jī)通知天調(diào)單元產(chǎn)生一個(gè)收檢測(cè)信號(hào)（信號(hào)幅度建議在-50dBm以上），正常情況下該信號(hào)經(jīng)射頻電纜送至短波功放單元，并經(jīng)功放內(nèi)部的收/發(fā)切換、濾波等處理后送往短波收發(fā)信機(jī)，最終在收發(fā)信機(jī)的信號(hào)處理電路中還原出檢測(cè)音頻。收射頻通路的故障檢測(cè)設(shè)計(jì)見圖1。

圖1 短波收射頻通路故障檢測(cè)流程

2.4 發(fā)射頻通路的故障檢測(cè)設(shè)計(jì)

模塊級(jí)檢測(cè)、收通路檢測(cè)已結(jié)束且未發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，啟動(dòng)短波設(shè)備射頻接發(fā)通路的檢測(cè)。發(fā)通路檢測(cè)時(shí)，由短波收發(fā)信機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)等幅報(bào)（CW）信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)調(diào)制、激勵(lì)等處理后輸出一個(gè)激勵(lì)檢測(cè)信號(hào)（幅度一般為5dBm），由于發(fā)通路前端的大部分故障信息已經(jīng)在模塊及收通路檢測(cè)時(shí)被剔除，在此主要是對(duì)功率放大輸出及之后的射頻信號(hào)通路進(jìn)行檢測(cè)。發(fā)射頻通路的故障檢測(cè)設(shè)計(jì)見圖2。

圖2 短波發(fā)射頻通路故障檢測(cè)流程

2.5 射頻通路故障匯總

按照本文的設(shè)計(jì)方案，當(dāng)啟動(dòng)維護(hù)自檢操作后，短波設(shè)備依次通過收通路檢測(cè)、發(fā)通路檢測(cè)，能夠檢測(cè)并上報(bào)出至少8種收、發(fā)射頻通路上的故障類型（非射頻通路上的故障信息本文不做描述），根據(jù)這些故障類型可將射頻通路故障定位到具體的SRU及相關(guān)連接電纜。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文方案通過原位自檢的方式，能夠快速、可靠地檢測(cè)出短波整條收/發(fā)射頻通路上的故障信息，并將故障隔離到某個(gè)具體的SRU及相關(guān)電纜，可以在很大程度上提高短波設(shè)備在外場(chǎng)的排故效率，較少不必要的拆裝工作。