浅析ALC与邻道噪声对甚高频电台性能的影响

民航青海空管分局 陈传瑞



浅析ALC与邻道噪声对甚高频电台性能的影响

民航青海空管分局 陈传瑞

【摘要】本文基于对自动电平控制（ALC）电路与邻道噪声的理论原理的探讨，通过实际测试来模拟实际使用的情况，分析研究了ALC电路与邻道噪声对民航空管甚高频电台发射性能的影响。结果表明，ALC电路与甚高频电台的发射调制度和发射失真度存在规律性的关系，ALC电路的存在能有效提升电台性能；甚高频电台对邻道噪声的抑制程度也反映了电台避免邻道干扰的能力。

【关键词】甚高频电台；ALC；邻道噪声；调制度；失真度

1　引言

目前，民航空管地空话音通信系统主要使用甚高频（VHF）收发信机，工作频率范围由117.975MHz-137MHz，调制方式为DSBAM调幅，传播方式为视距传播，频道间隔为25kHz。由于甚高频地空话音通信技术始终在民航空管运行中起着至关重要的作用，所以为了更进一步加深对该技术及系统的理解，本文将通过使用德国R&S公司生产的XU250A甚高频电台，研究分析ALC电路在打开和关闭时，音频输入电平与发射调制度和发射失真度的关系，以及XU250A甚高频电台在某频率大功率大调制度下的邻道噪声。从而判断出ALC电路与邻道噪声对民航空管甚高频电台发射性能的影响。本次研究测试使用的仪器仪表主要有HP 8596E频谱分析仪和R&S CMS54无线电综合测试仪。

2　ALC与邻道噪声的基本原理

2.1ALC自动电平控制

XU250A收发信机在进行调制之前，必须将音频源送来的音频信号进行处理，并使其保持一个稳定的幅度［1］，再送到功放模块VU251V中进行调幅［3］。因此在音频放大电路中ALC自动音频电平控制电路就必不可少。ALC电压的产生通常是由反馈环反馈到音频放大单元，进而控制音频放大器的增益。

2.2邻道噪声

目前我国民航甚高频地空通信所使用的信道间隔为25kHz，为了保证发信机发射时不会对相邻信道产生干扰，就必须对发信机发射时的边带辐射宽度进行要求与限制，避免因发射时频谱纯度不足对相邻信道产生干扰［2］。

3　ALC对甚高频电台性能的影响

3.1ALC对甚高频电台性能的影响的检测方法

测试XU250A收发信机X9接口中音频输入电平在ALC打开和关闭工作时，此音频输入电平与发射调制度的关系，以及音频输入电平与发射失真度的关系。

（1）连接测试平台。将XU250A收发信机X9接口的发音频线X9.2（AF/TX/A）与X9.3（AF/TX/B）与CMS 54的MOD GEN OUTPUT接口连接；将XU250A收发信机X2接口与CMS 54的RF IN/ OUT接口连接。见图1。

图1　ALC测试平台连接图

（2）设置XU250A收发信机参数为：ALC ON，频率为126MHz，调制深度为90%，发射功率为10W。设置CMS 54 为TX-TEST模式，音频输入频率为1kHz，调节音频电平值，分别观察发射调制度、发射失真度与音频输入电平值的关系，并记录数值。见表1。

（3）设置XU250A收发信机参数为：ALC OFF，调制深度为90%，发射功率为10W。设置CMS 54 为TX-TEST模式，音频输入频率为1kHz，调节音频电平值，分别观察发射调制度、发射失真度与音频输入电平值的关系，并记录数值。见表1。

3.2ALC对甚高频电台性能的影响的结果分析

分析表1数据可知，当ALC关闭时，自动音频电平控制电路不起作用，当输入音频电平逐渐增大时，发射调制度会随之线性增大，直到收发信机XU250A所设定的调制深度90%左右时达到稳定。但由于ALC不起作用，音频放大电路的反馈环路开环，当音频电平信号太大时，会使音频处理电路工作在非线性区，从而导致发射失真度超过了规定的范围（DIST不大于5%）。

表1　- ALC ON和ALC OFF时音频输入电平与调制度和失真度的关系

当ALC开启时，自动音频电平控制电路工作，当输入音频电平逐渐增大时，发射机调制度依然会随之线性增大，但是当输入音频电平增大到一定值时，发射机的调制度会逐渐趋于一稳定值。对比ALC关闭时调制度的变化，可以发现当ALC工作时，发射调制度动态范围缩小，而且调制度趋于稳定时对应的音频电平值较小，即增大了音频输入电平的输入范围，这样也就进一步说明ALC的工作提高了发信机发射的工作性能。

不仅如此，当ALC开启时，音频处理电路的ALC电压的由反馈环反馈到音频放大单元，控制了音频放大器的增益。即使当输入音频电平太大，发信机发射失真度整体保持稳定，且发射失真度在规定的范围（DIST不大于5%）内。

但是由表1数据也发现，不管ALC电路是否工作，当信号非常非常小，即音频电平小于-40dBm时，ALC的作用微弱，这是由于音频信号电平值几乎淹没在热噪声下，导致电路无法分辨出有用信号，这与电路本身有关。

图2　邻道噪声测试平台连接图

4　邻道噪声对甚高频电台性能的影响

4.1邻道噪声对甚高频电台性能的影响的检测方法

测试XU250A收发信机在某频率大功率大调制度下的邻道噪声。

（1）连接实验平台。该测试中将CMS 54作为音频信号发生器，将XU250A收发信机X9接口的发音频线X9.2（AF/TX/A）与X9.3（AF/TX/B）与CMS 54的MOD GEN OUTPUT接口连接；将XU250A收发信机X2接口与HP 8596E频谱分析仪的INPUT接口连接，并将50W10dB衰减器与25W10dB衰减器串接在XU250A收发信机X2接口与频谱分析仪的INPUT接口之间（注意衰减器连接极性与串接顺序）。见图2。

（2）设置XU250A收发信机参数为：频率为126MHz，ALC ON，调制深度为90%，发射功率为10W。设置CMS 54 为TX-TEST模式，音频输入频率为1kHz，电平为-10dBm。

（3）XU250A发射状态（PTT激活）时，调节HP 8596E频谱分析仪BW、SPAN等设置参数，使已调制信号频谱稳定地显示在频谱分析仪的屏幕中，并且可以清晰的观察到已调信号的载波分量、边带（音频）分量和邻道频率。见图3。

图3　126MHz已调信号频谱图

表2-1 26MHz已调信号频谱功率

（4）通过频谱分析仪的Marker功能设置分别读出载波频率、边带频率和±25kHz相临信道频率处的功率值（dBm为单位），并记录数值。见表2。

4.2邻道噪声对甚高频电台性能的影响的结果分析

分析图3的频谱和表2的测试数据可知，该XU250A甚高频收发信机在发射频率126MHz、载波功率为10W、调制深度为90%时，测量出的±25kHz相邻信道的噪声值均为（-46.38dBm+20dB），即为-26.38dBm。对比载波频率的功率值可知，此时该收发信机的邻道噪声抑制度至少大于（20.65dBm+46.38dBm），即为67.03dB。该数值说明了该收发信机在发射时对邻道边带信号的抑制程度，确保发信机发射时对边带辐射宽度的限制要求，避免因发射时频谱纯度不足对相邻信道产生干扰。

5　结语

通过分析可知，ALC电路与甚高频电台的发射调制度和发射失真度存在规律性的关系，ALC电路的在甚高频电台中具有提升电台性能作用，同时，甚高频电台对邻道噪声的抑制程度也反映了电台避免邻道干扰的能力。

参考文献

［1］陶链娟.超宽带频率源中大动态范围ALC系统研究［D］.电子科技大学.2012.

［2］赵亮亮，高进涛，宋庆大.通信接收机的相位噪声分析及改进措施［J］.现代电子技术，2009（23）.