測距機DME發射機的解讀

周波

摘要測距機DME是在第二次世界大戰期間發展起來的有源脈沖式近程測距導航系統，通過測量電波在空間的傳播時間來獲取距離信息。從1959年起，它已成為國際民航組織批準的標準測距系統，其裝備在世界范圍內呈上升趨勢，獲得廣泛的應用。文章主要針對目前航路使用的澳大利亞AWA公司生產的LDB-101型測距機設備的發射機部分100W放大器，結合筆者實際工作中積累的維修經驗，希望起到拋磚引玉的作用，為設備維護者提供一些借鑒和參考。

關鍵詞DME；發射機；解讀；維修經驗

中圖分類號：V248 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）11-0197-01

DME發射機100W放大器采用逐級放大，末級調制的工作方式，作用是產生具有一定功率的高斯包絡射頻應答信號，但不是標準的高斯型。其結構采用“主振—放大”式。

DME發射機的主振頻率來自接收機的射頻源，它經過射頻放大輸出約+10dBm的發射載波至100W射頻放大器組件，射頻源由石英晶體振蕩器和多級倍頻鏈構成，其輸出一方面作為發射機的射頻載波，另一方面為接收機的第一混頻器提供連續的本振信號。主控振蕩器產生射頻的12分頻信號，然后通過一個4級倍頻鏈，得到射頻頻率。這樣做的好處是：有效降低振蕩器的成本，提高頻率準確度。一般在主振—放大式發射機中，中間射頻功率放大器與輸出射頻功率放大器均由多級放大器組成，常采用功率合成方法得到所需要的信號電平。具有高斯形狀的應答脈沖加入中間射頻功率放大器中的某一級功放，用于對射頻的調制，得到的高斯包絡射頻應答脈沖再經過多級放大達到所要求的功率，通過環流器后饋至天線。

調制波形產生器控制著發射機放大器的調制特性，它接收視頻處理器送來的應答觸發脈沖和5.5296 MHz的時鐘，有應答觸發脈沖啟動相關的波形產生器，完成準高斯調制脈沖和矩形調制脈沖的產生；同時調制波形產生器還包括兩個穩壓電源電路，向100W射頻功放組件中的RF放大鏈提供工作電壓。

調制波形產生器的電源部分包括兩個串聯反饋式穩壓電源，用于將100W信標電源給出的+18 V和HT1（典型值為42 V）電壓變換為輸出（+14 V和+0.8 V）是固定的，而穩壓器B輸出的+36 V電壓經分壓網絡后輸出三路可調的直流Vc1、Vc2和Vc3，這三路直流以及矩形調制脈沖的幅值必須根據信標臺工作的頻率統調在所給的值。

調制波形產生器完成準高斯調制脈沖和矩形調制脈沖的產生，同時向放大鏈提供工作偏置電壓。射頻放大鏈由8W射頻放大器、45W射頻放大器和功率調制放大器，三個獨立的射頻放大器組成。射頻源輸出的頻率為962-1213 MHz的+10dBm射頻信號饋入8W RF放大器，該放大器共有3級，矩形調制脈沖是在第二級完成對RF載波調制的，8W RF放大器輸出峰值功率約為4W的矩形應答射頻脈沖。45W RF放大器是工作在C類的單管放大器，加于該管集電極的偏置由調制波形產生器上的開關SD選擇：對于1KW的機型，SD選擇穩壓器輸出的15-30V范圍內的直流Vc1，45W放大器輸出峰值功率約為20W的矩形應答射頻脈沖；45W放大器是一個高電平調制級，它輸出峰值功率約100W的準高斯射頻脈沖。功率調制放大器也是一個工作在C類的單管放大器，只不過其放大管采用平衡晶體管。

18W射頻放大器

射頻放大鏈中8W射頻放大器是由三級級聯放大器組成，其中V1是第一級，V3和V4為第二級，V5和V6則構成第三級。8W射頻放大器中饋入的是從射頻放大器中輸出的頻率為962-1213 MHz的連續射頻信號。

第一級V1是工作在A類放大狀態，調制波形產生器的輸出電壓為8W射頻放大器的第一級V1提供集電極和基極的偏置電壓，集電極電流約為100 mA。

第二級V3和V4是工作在AB類的放大狀態，調制波形產生器中輸出的矩形調制脈沖加入到8W射頻放大器（1A69751）中，V3和V4工作在AB類放大狀態所需的基極偏置分別由相關的電阻提供。作為矩形脈沖的調制級，V3和V4集電極、基極的偏置電壓由矩形脈沖決定，只有當調制脈沖出現時（振幅為8-18 V可調），V3和V4才對輸入到基極的連續波進行放大，從而輸出端得到放大后的射頻矩形脈沖。

第三級V5和V6工作于C類放大狀態，C類放大器可以提高工作效率。其發射機與基極偏置均為地電位，集電極電壓則由調制波形產生輸出的直流電壓（10-30 V可調）提供。V5和V6輸出的脈沖峰值功率約為2W，經一個橋式耦合器耦合以后加入到45W射頻放大器。

245W射頻放大器

45W射頻放大器是單管放大器，它使用的微波放大管V1具有內部匹配網絡，在960-1215 MHz頻率范圍內，其增益不低于8dB，輸出功率不低于45W，并且該放大器在962-1213 MHz頻率范圍內是匹配的。

45W射頻放大器的輸入信號是來自8W射頻放大器中大小約為4W的射頻脈沖。放大管V1采用基極接地、發射機注入信號的方式工作，這樣的工作方式可以展寬晶體管的工作頻率，保證放大的寬帶性。為了提高效率，V1工作在C類放大狀態。

3功率調制放大器

45W射頻放大器的輸出經過環流器后饋入功率調制放大器的輸入端，該射頻信號先經過半剛性的傳輸線平衡到變換器，把輸入該非平衡的同軸電路變換成平衡輸出，在經過匹配網絡作用到平衡晶體管的發射極。平衡晶體管V1存在一個平衡的公用基極，平衡晶體管V1工作于C類，因此提高了在微波波段的增益，它在960-1215 MHz頻率范圍輸出功率可以達到300W。而射頻鏈中100W射頻放大器組件中的功率放大器只做功率放大。平衡晶體管V1的輸出信號經過四分之一波長的定向耦合器耦合一些射頻信號，該耦合信號經過峰值檢波后輸出射頻脈沖包絡，該射頻信號用于監視放大器的放大效果。

實際工作中，8W射頻放大器、45W射頻放大器和功率調制放大器是很少出現故障的。主要故障出現在100W放大器主板送出的三級偏壓，所以在出現功率故障時，首先檢測這三級偏壓至關重要。同時，利用示波器電流耦合測試探頭，實際測量每級放大器之間同軸電纜上的感應電流，也同樣能夠判斷放大器的故障。筆者曾經通過這樣的方法排除過放大器故障。

本文通過介紹100W射頻放大器鏈路的一些認識，希望能夠給系統維護者提供一些新的判斷方法，去解決問題，歡迎指正探討。

參考文獻

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