卫通站单脉冲跟踪接收机故障定位研究

黎亮 陈晓国

摘要：在卫通站中跟踪接收机是十分重要的组成部分，并且内部组成复杂。本文针对卫通站单脉冲跟踪接收机故障问题进行研究，分析了如何运用跟踪接收机内部信号流程，利用不同的方法对内部器件故障逐步排查，得出了对单脉冲跟踪接收机故障快速定位的方法，进而有效的确保单脉冲跟踪接收机在卫通站提供精准误差信号及伺服跟踪精度，从而确保通信系统稳定性和可靠性。

关键词：跟踪接收机 信号流程 定位方法

中图分类号：TN851 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）05-0000-00

1 引言

随着任务频次的增多，对卫通站的设备可靠性要求更高，提高单脉冲跟踪接收机设备稳定、可靠性是十分重要的。跟踪接收机主要完成将天线馈源中生成的方位误差信号和俯仰误差信号对和信号进行归一化并转换成直流信号，此信号送到天线伺服系统，由伺服系统驱动天线朝误差减小方向运动，从而确保天线始终对准卫星。在通信任务中，跟踪接收机出现问题后，如何根据跟踪接收机内部复杂的信号流程着手进行分析排查问题成为一大重要课题。

2 卫通站单脉冲跟踪接收机信号流

卫通站单脉冲跟踪接收机信号流如图1所示。跟踪信号由射频低损耗电缆进入室内分路器，分路器将跟踪信号分成等功率的两路信号分别送到两台跟踪接收机。跟踪接收机中的变频放大单元将C频段信号分别与一本振和二本振混频变换到70MHz标准中频，并提供40dB增益，解调终端对70MHz中频信号进行解调处理，提取出直流误差信号送至天线伺服系统。监控部分负责前面板的操作与显示，包括设置信标频率，显示和控制相关参数及状态，及存储设置参数。倒换单元负责从两台接收机的输出状态中进行判断并选择一台合适的作为输出，另外还完成双机通信、调制信号同源和调制信号放大、串行通信转换等功能。电源部分将220V交流电压变为+15V、+8V、+5V直流电压供各部分使用。

3 跟踪接收机高频器件故障排查方法研究

在实际应用中，使用模拟源检查设备进行判别，在“模拟源”状态下解调终端内部提供70MHz的模拟源以供终端锁定，如不能锁定，则可判断终端故障。即可判别设备内部器件故障。

文章主要分析跟踪接收机内部器件出现故障后，从信号流程入手，对问题进行详细分析判断，分析了各种故障可能性，排除方法有以下几个：交叉排除法、分段排查法、测试对比法。

3.1 交叉排除法

根据图1所示，将A、B两套跟踪接收机共同线路——分路器两路输出信号射频电缆对调，即原来连接A套跟踪接收机的射频电缆连接B套，连接B套的射频电缆连接A套，电缆连接倒换后，A套跟踪接收机跟踪指示灯仍不亮，B套工作正常，说明分路器之前的射频信号无故障。

对于外部无源器件检测可将频谱仪接入分路器与两台接收机之间线缆进行观测射频信号，信号正常，可判别外部无源器件无故障。

3.2 分段排查法

晶振单元的作用是产生标准的20MHz振荡信号，提供给变频放大单元的一、二本振作为参考源。若晶振单元故障或线缆松动将会导致C频段信号无法获得20MHz标准信号，从而实现混频，无法将射频信号变化到70MHz标准中频。

将A套跟踪接收机设备加电后，通过频谱仪观测其晶振单元的输出信号，信号为20MHz的单点频信号，无其他杂散频率，满足技术指标要求。排除晶振单元故障，晶振单元输出信号频谱如图2所示。

3.3 测试对比法

天线跟踪某通信卫星，用频谱仪依次接入A、B套跟踪接收机中频检测口，检测此时A、B套跟踪接收机变频单元的70MHz中频输出信号。检测对比结果表明，此时A套跟踪接收机变频单元无70MHz中频输出信号，而B套跟踪接收机变频单元有70MHz中频输出信号。进一步验证了A套跟踪接收机变频单元故障。

针对天线在跟踪某通信卫星过程中，A套跟踪接收机工作正常的情况，用信号源对A、B套跟踪接收机进行输入频率指标测试对比。在3G-4G接收频率范围采用低、中、高频率区分，强度为-100dBm的射频输入信号进行测试对比。测试对比表如表1所示。

设计指标要求输入频率在3G-4G范围内，信号强度为-100dBm时，接收机应能锁定信号。从上表中分析对比发现，A套跟踪接收机在高频信号输入时未能满足指标要求。由变频单元内部工作原理可知，如图3所示。

在3G-4G范围内射频信号输入后先经过一个3dB衰减器，起匹配作用，以改善驻波；经过一高增益、低噪声晶体管放大，改善整个变频单元的噪声系数；经过一微带交指带通滤波器，抑制带外杂散和镜像信号；经过第一级混频器与一本振混频变成810MHz高频信号。所以无论射频输入信号在3G-4G范围内的何种频率，对于变频单元内部一次混频以后的高频部件来讲输入信号都为810MHz信号。若变频单元内部一次混频以后的高频部件存在故障，则应该是在3G-4G全频段范围内，A套跟踪接收机均存在故障。所以根据表1中指标测试对比，将问题定位于A套跟踪接收机变频单元内部一次混频以前的部件故障。

4 结语

在卫通站设备中，跟踪接收机是天线自跟踪系统的必要设备之一。通过跟踪接收机出现故障后，根据信号流程利用交叉排除、分段排查、测试对比方法进行定位研究，这几种方法是从日常使用、维护总结而来的，灵活运用这些故障检测方法可以快速的找到切入点从而迅速解决问题，达到事半功倍的效果。为高质高效、畅通无阻的通信任务提供强有力的保障。

参考文献

[1] 李强.单脉冲数字跟踪接收机技术说明书[M].石家庄：中国电子科技集团第54研究所，2007.

[2] 史飞，喻洪麟.单脉冲自跟踪体制在车载“动中通”的应用[J].系统工程与电子技术，2004（04）.

[3] 黄尚孝.宽频带空间有源目标单脉冲跟踪接收系统功能分析[J].现代雷达，1997（01）.