VHF的基本知识

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1、 VHF的基本知识、工作过程、相关背景知识。 VHF收发信机介绍。 设备的维护、实际操作中的一些问题及解决方法。 进行相关设备实际操作。 地波（地表面波）传播 直射波传播 天波传播 散射传播 VHF频段：30MHz300MHz 传播方式：视距传播 民航地空通信使用的VHF频段： 117.975136.975MHz 信道间隔：25KHz(欧洲部分地区实行8.33KHz，从而使可供 指配的信道数大大增加） 信道数：以25KHz为间隔，在其工作频率 117.975MHz136.975MHz的范围内，可提供760个通信波道。但实际使用的可供指配的信道，除去紧急、遇险和保留 给将要发展的新地空数据通信的

2、信道外，只有600多个。我 国目前开放400余个VHF信道 目前，实施空中交通管制最有效关键的环节之一就是语音地空通信。也就是说，地面管制员通过VHF无线电与空中飞机进行 联络。 地空通信由甚高频和高频通信系统组成，强化了延伸距离能 力。 为了提供所用空域的足够无线电信号覆盖，因此多部电台设 置于不同的地理位置而使用同一频率(同频异址)的应用增加。另一方面，为了保障地空通信的安全、通畅、有效，对于一些重要 频率，进入内话系统的同频异址VHF语音信号一般有三、四路， 形成一主、二备、三应急的配置。VHF工作过程图解 发射机 接收机 MUX VCCS MUX A/D D/A A/D D/A Ana

3、logueAnalogue linkDigital LinkAM Transmittion雷达 调制(Modulation)由携带信息的电信号去控制高频振荡信号的某一参数，使该信号按照电信号的规律而变化的一种处理方式。 调制信号携有信息的电信号成为调制信号。 载波信号未调制的高频振荡信号。 已调波信号经过调制后的高频振荡信号称为已调波信号。 解调(Demodulation)调制的逆过程，它的作用是将已调波信号变换为携有信息的电信号 线性调制是指调制后信号的频谱为调制信号（即基带信号）频谱的平移及线性变换。 非线性调制是指已调信号与输入调制信号之间不存在这种对应关系，已调信号频谱中将出现调制信号

4、无对应线性关系的分量。 单音调制调制信号:VW(t)= Vi+VWmcosWt载波信号: Vw(t)=Vwmcoswt已调波信号: Vo(t)=(Vmo+kaVWmcosWt)coswt =Vmo(1+MacosWt)coswt 式中 Ma=kaVWm/Vmo 调幅系数或调幅度 (AmplitudeModulationIndex) Vo(t)的振幅为 Vmo(1+MacosWt)调幅信号包络AM调制信号波形AM调制信号波形 Ma=(Vmax-Vmin)/2V0=(Vmax -V0)/V0= (V0-Vmin)/V0 0 Ma1，已调波有一段时间振幅为零，这时已调波的 包络产生了严重的失真，这种

5、情形叫做过量调幅。这样的已调波经过检波后，不能恢复原来调制信号的波形。 单音AM调制时调幅信号的频谱有三个分量组成: a)角频率为wc的载波分量 b) 角频率为(wc+W)的上边频分量 c) 角频率为(wc-W)的下边频分量AM调制信号频谱图AM调制信号频谱图调幅波中的功率关系相干解调 由AM信号的频谱可知，如果将已调信号的频谱搬回到原点位置，即可得到原始的调制信号频谱，从而恢复出原始信号。解调中的频谱搬移 同样可用调制时的相乘运算来实现。相干解调 将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波，得 只要用一个低通滤波器，就可以将第1项与第2项分离，无失真的恢复 出原始的调制信号 由已调波形可见，A

6、M信号波形的包络与输入基带信号成正 比，故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号，包络检 波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组成。包络检波法 串联型包络检波器的具体电路及其输出波形，电路由二极管D、电阻R和电容C组成。 频率合成器主要包括以下的电路：合成器及锁相环电路； 缓冲器及输出放大器；压控振荡器。合成器模块通过改变 可变分频比率得到所需的载波频率，并通过锁相环和压控 振荡器的特性完成稳频特性。频率合成器原理PDVCOLFvi(t)vo(t)vd(t)vc(t)vo(t)数字锁相环图 晶振 fs R PD LF VCO MN 固定分频可变分频frfo应用数字逻辑电路把VCO的输出信号频率

7、经过适当的分频降低至鉴相器频率上，再与参考频率在鉴相电路中进行比较，所产生的误差信号用来控制VCO的频率，使之锁定在参考 频率的稳定度上，这种技术也称为数字式频率合成器，可 以在输出端得到大量的与晶体振荡器同样精确度和稳定度 的离散频率信号。由于分频比较大，因此它往往分为固定 分频与可变分频，所以VCO的输出信号的频率为：fo=NMfr，通过不同的N、M值的组合，可以得到多种频率。 dB是一个表征相对值的值，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时，按下面计算公式：10lg（甲功率/乙功率）例1 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率） =10lg2=3dB。 也就是说，甲的功

8、率比乙的功率大3 dB。例2 如果甲的功率为46dBm，乙的功率为40dBm，则可以说，甲 比乙大6 dB。 dBm是一个考征功率绝对值的值，计算公式为：10lgP（功率值/1mw）。例3 如果发射功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。例4 对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为：10lg（40W/1mw）=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。 db与dbm间的换算： db=dbm+30 信噪比表示有用信号与干扰信号（即噪声信号）的相对大 小，即二者的比值，也可简称为SN比。一般设信号功率为 Ps，信号电平有效值为Us，噪声功率为PN，

9、噪声电平有效值为UN时，则可用dB单位表示信噪比为： SN=10lg(Ps/ PN)= 20lg(Us/UN) 信噪比值越大，意味着噪声的影响越小 无限长传输线上各处的电压与电流的比值定义为传输线的 特性阻抗，用0表示。 同轴电缆的特性阻抗的计算公式为： 060/rLog(D/d)欧式中： D为同轴电缆外导体铜网内径；d为同轴电缆芯线 外径；r为导体间绝缘介质的相对介电常数。 通常0=50 欧，也有0=75欧的。 由公式不难看出，馈线特性阻抗只与导体直径D和d以及导 体间介质的介电常数r有关，而与馈线长短、工作频率以 及馈线终端所接负载阻抗无关。 当馈线终端所接负载阻抗L 等于馈线特性阻抗0

10、时，称为馈线终 端是匹配连接的。匹配时，馈线上只存在传向终端负载的入射波，而 没有由终端负载产生的反射波，因此，当天线作为终端负载时，匹配 能保证天线取得全部信号功率。当天线阻抗为50欧时，与50欧的电缆 是匹配的，而当天线阻抗为80欧时，与50欧的电缆是不匹配的。 如果天线振子直径较粗，天线输入阻抗随频率的变化较小，容易和馈 线保持匹配，这时天线的工作频率范围就较宽。反之，则较窄。在实 际工作中，天线的输入阻抗还会受到周围物体的影响。为了使馈线与 天线良好匹配，在架设天线时还需要通过测量，适当地调整天线的局 部结构，或加装匹配装置。 在不匹配的情况下,馈线上同时存在入射波和反射波。在 入射波

11、和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电 压振幅max，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反 的地方电压振幅相减为最小电压振幅min，形成波节。 其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。这种合成波称 为行驻波。 反射波电压和入射波电压幅度之比叫作反射系数，记为R 反射波幅度 （ L0） R 入射波幅度 （L0） 波腹电压与波节电压幅度之比称为驻波系数，也叫电压驻波比，记为VSWR 波腹电压幅度max （1+R） VSWR = 波节电压辐度min （1-R） 终端负载阻抗L和特性阻抗0越接近，反射系数R越 小，驻波比VSWR越接近于，匹配也就越 当驻波比VSWR为1的时，表示天线系统匹配良好没

12、有反射， 如此系数越大则意味着匹配状况越差，系统中存在越大的 反射波。 无线电波的极化是指电场方向和传播方向两者的关系，它 表示在最大辐射方向上电场矢量的取向。所谓天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向。当电场强度方 向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场强度 方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。由于电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大 地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热 能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方式则不易产生极 化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效 传播。在实际中，由于发射天线的具体放置不同，使电场 只有垂直或只有平行于地面方向的分量，VHF设备的天线是 垂直于地面的，故是垂直极化波。衡量天线方向性通常使用方向图，在水平面上，辐射与接收无最大方向的天线称为全向天线，有一个或多个最大方 向的天线称为定向天线。全向天线由于其无方向性，所以 多用在点对多点通信的中心台。定向天线由于具有最大辐 射或接收方向，因此能量集中，增益相对全向天线要高， 适合于远距离点对点通信，同时由于具有方向性，抗干扰 能力比较强VHF发射机简单框图VHF接收机简单框图 PTT SQ功能针脚备注Rx11Rx217Tx12Tx26PTT21地14、15、16SQ22、25+28V电源19、20