高频通讯系统.docx

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高频通讯系统

高频通讯系统

一、概述

1、功用

高频通讯系统是用于飞机之间或飞机与地面之间的远距离通讯联系。

它是利用电离层的反射现象来实现电波的远距离传播的。

2、系统说明

高频通讯系统是在2~29、999MHZ频率范围内以1KHZ为间隔，在28000个频道上工作，采取的是调幅和单边带工作方式。

每个高频通讯系统由控制面板、收/发机、天线和天线耦合器组成。

二、不同飞机之间的异同

1、对于3T0、33A、34N飞机的高频通讯系统它们的工作原理相同，控制关系相似，信号流程相同。

2、33A和34N飞机它们的系统是完全相同的。

3、3T0飞机的主要区别在于控制盒选择钮不同，还多一个耦合器状态指示器。

系统的音频信号是通过音频附加组件接到内话系统，而不是通过REU。

这将在后面详细说明。

三、系统部件

（一）、高频通讯系统控制盒

1、控制盒用来选择工作频率、工作方式及调节接收机灵敏度。

2、3T0飞机的高频通讯系统控制盒上有四个频率旋钮分别用于选择1MHZ、100KHZ、10KHZ、1KHZ位的工作频率。

工作方式开关可选择OFF（关断）、USB（上边带）、LSB（下边带）、AM（调幅）和CW（电报）位。

“RFSENS”旋钮用来控制接收机的灵敏度。

3、33A和34N飞机的系统控制盒上有两个双套桶的频率选择旋钮，左边外圈用来选择1MHZ，内圈用来选择100KHZ，右边外圈用来选择10KHZ，内圈用来选择1KHZ。

工作方式开关可选择OFF（关断）、SB（单边带）和AM（调幅）方式。

“RFSENS”旋钮用来控制接收机的灵敏度。

（二）、高频收发机

发射期间，一个机内风扇用来冷却收发机。

1、高频收发机用来发射和接收载有音频的射频信号。

2、高频收发机装在一个3/4ATR短箱内，前面板上有三个故障灯，一个测试电门，一个话筒插孔和一个耳机插孔。

“CONTROLINPUTFALT”灯亮表示来自控制板的输入信号失效。

“LRUFALT”灯亮表示收发机故障或电源电压低、频率合成器故障。

“KEYINTERLOCK”灯亮表示当收发机已被键控，耦合器中存在故障。

“SQL/LAMPTEST”电门被按压时，静噪失效，此时耳机可听到噪音，同时、三个故障灯亮，可检查灯泡的好坏。

3、高频收发机使用115V、400HZ三相交流电。

在单边带方式，输出功率为400瓦，在调幅方式输出功率为125瓦。

4、频率范围是：

2.000MHZ~29.999MHZ，频道间隔1KHZ。

（三）、天线耦合器

1、耦合器用来在2MHZ~30MHZ之间对天线进行调谐。

它能在2~4秒内，自动使天线阻抗与50Ω的收发机传输特性阻抗相匹配，使电压驻波比（VSWR）不超过1.3：

1。

2、耦合器安装在垂直尾翼根部，共有两部，1号在左边，2号在右边。

在垂直尾翼根部两侧有两个维护盖板。

3、耦合器重17磅，在其带密封垫圈的可拆卸外壳内充压，外壳上有三个与外部相连的接头。

耦合器使用115伏交流电，没有外部冷却。

4、压力充气嘴（PRESSUERNOZZLE）用来给耦合器内部冲压，通常是充干燥的氮气，压力约22PSI，比外界大气压高出半个大气压左右，这防止外部潮湿空气进入或空中低气压，降低耦合器内部抗电强度，防止出现电弧。

当气压低于14.4PSI时，就必须充压。

（四）耦合器状态指示器（仅装在3T0飞机上）

1、指示器的作用是指示耦合器的状态，即调谐、工作或可能存在的故障。

2、指示器上每部高频有五个指示灯：

调谐过程（绿色）：

耦合器在调谐工作中（调谐A、B、C方式）指示灯亮。

压力故障（琥珀色）：

当耦合器内部压力低于15、5PSI时灯亮。

射频故障（琥珀色）：

当发射机的射频功率低时亮。

耦合器故障（琥珀色）：

耦合器内部感受到跳火或在15秒内没有完成（A、B、C方式）调谐，恢复原位，指示灯亮。

工作灯（绿色）：

耦合器完成调谐，作好发射准备时亮。

（五）高频天线

高频天线是缝隙天线。

它由一定长度U型玻璃纤维材料制成，在垂直安定面前缘内绝缘密封。

从天线耦合器出来的馈线连接到对射频电流具有低阻抗的天线的金属部位某一点，天线的设计可使耦合器将天线阻抗与50欧姆的发射机阻抗相匹配。

（六）、音频控制

1、3T0飞机的高频通信系统音频经音频附加组件加到飞机的内话系统。

2、33A和34N飞机的高频通讯系统是经REU加到飞机的内话系统。

3、音频控制板为高频通讯系统提供话筒输入和音频输出。

四、高频通信系统方框图

1、电源

当飞机有电并在控制板上选择了一种工作方式和一个频率后，高频系统处于工作状态，系统电源来自115伏三相交流电。

2、信号流程

随着电源被接通或一个新的频率被选定时，每个系统重新回到“接通—等待”状态。

在这种状态，系统通过天线耦合器内的隔离放大器接收射频信号，并处理成音频信号送到音频控制系统。

当通过继电器控制一个发射机被激励时，响应的调谐元件被驱动并按所选的频率调谐。

调谐期间有1000赫兹的单音信号送到音频控制系统。

当对一个系统键控发射时，一个按压发话（PTT）逻辑和话筒音频被加到该接收机，激励高压电源并使话筒音频对高频载波进行调制，然后射频信号经调谐元件送到天线发射。

PTT逻辑也加到天线耦合器键控内锁电路。

不发射时，收发机处在与接收—等待方式相似的方式接收来自天线的信号。

五、高频通讯系统功能方式流程

1、归零（HOME）

在收发机电源接通或新的频率选择后开始。

天线调谐元件被驱动到归零位，使射频信号呈现最小衰减。

2、接收/等待（REV/STBY）

当调谐元件达到相应的归零位后，系统就自动进入接收/等待状态。

在这种状态，系统能按所选择的频率接收信号，而且可以随时键控发射。

3、调谐A过程

第一次键控发射机，微处理器转到AM方式，键控锁实现，低功率的射频信号送到天线耦合器，耳机内可以听到一个1000赫兹的单音信号表明调谐正在进行。

4、调谐B过程

调谐元件被调谐到50欧姆或略小的阻抗并谐振。

5、调谐C过程

进一步调节调谐元件，使得加载射频功率产生的电压驻波比小于1.3:

1（射频反射功率小于2瓦）。

6、工作过程

调谐C完成之后，系统进入工作状态。

键控锁脱开，调谐射频电源去掉，音调停止。

系统可接收或发射。

在全功率调制发射时，耦合器调节调谐元件使电压驻波比不超过1.3：

1。

发射时没有音调产生。

六、高频通讯系统线路图

图中给出的是33A和34N飞机的第一部高频通讯系统的线路图，它由控制板、收发机、天线耦合器和天线四部分组成。

下面介绍系统的信号流程。

（一）、电源

收发机电源来自P18板电气汇流条，其中C相交流电经半波整流，通过S1作用在继电器K3的一端。

当将控制板方式选择电门扳离OFF位，接地信号就从控制板送到收发机K3继电器的另一端，从而使K3动作，将三相交流电加到收发机供电单元（POWERSUPPLY）

供电单元产生的直流电用于内部操作，其中28V直流电使S1断开并直接为K3继电器提供激励电压，还送到耦合器S2电门，作为键控内锁激励电压。

A相115V交流电送到耦合器供电单元，C相电源用来使收发机内部的鼓风机工作。

（二）、控制板信号

控制板频率选择钮可产生BCD编码输出，送到并行串行移位寄存器。

在这里，频率及工作方式共同组成一个32位的字，以ARINC429编码，经发射器处理，分成两个字送出，字1包括工作方式和部分频率，字2容纳剩余频率。

频率选择BCD码还送到一个七段驱动/解码器，驱动一个LCD显示所选的频率。

32位数据字经控制板送到收发机微机/控制电路，微机将BCD码频率信号送到频率合成器，将方式信号送到S3电门及收发机内其它部分，当控制板选择了新的频率，一个“频率更新”（RECHANNEL）信号就被送到天线耦合器。

（三）、高频通讯系统收发机

1、发射

（1）、微机/控制电路

微机/控制电路接收来自控制板的频率和方式选择信号，当频率发生改变时，它向耦合器方式控制逻辑送出一个频道重选信号。

它还向频率合成器、发射调制器和滤波器、译码器、中频放大单元传送方式选择（AM/SSB）信息。

控制电路还将BCD编码的频率信息送到频率合成器。

如果控制板选择的频率超出了收发机的正常工作范围，微机将向音频谐振器送出超出波段信号，从而产生1000赫兹音频信号送到耳机。

（2）、音频放大器

在音频放大器内，将来自飞行内话系统或收发机面板插孔的音频输入放大到有效水平，然后送到平衡调制器进行调幅（AM）或单边带（SSB）调制。

音频信号还送到接收机的音频放大器作为“自听”信号。

如果定向瓦特计检测出发射功率低于40瓦，抑制信号将送到S5切断侧音。

（3）、发射键控信号

PTT（按压发话）信号来自飞行内话系统或收发机面板，在调谐过程中它被耦合器锁定在有效状态（逻辑0）。

它还作为键控事件送到飞行记录器，并送到选择呼叫系统。

当PTT有效并且耦合器没有故障时，键控内锁信号由耦合器送到收发机。

当PTT有效，没有收发机故障，键控内锁信号有效（说明耦合器没有故障），则与门1输出逻辑“1”有效信号，它作为收发机的键控（KEY）信号，对收发机各级进行键控并作动发射/接收机继电器K1，使到耦合器的RF线连到发射电路。

（4）、平衡调制器

平衡调制器接收来自频率合成器的输入和来自微机的方式选择输入，当“键控”信号有效时，将高频载波信号和音频信号调制成选定的调幅或单边带信号。

（5）、中频和射频

滤波器/译码器/中频放大器（与接收机共用）接收调制信号进行必要的变频和载波驻频。

此级还用到频率合成器输入和方式选择输入。

中频发射信号送到射频放大器进行功率放大。

在中频和射频信号处理过程中，需要键控信号有效。

有效的键控信号还使1动作，从而将射频信号送出收发机

射频信号还通过定向瓦特计电路。

如果检测出发射功率低于40瓦，将产生一个离散控制信号抑制“自听”并给出故障显示。

2、接收

高频收发机可接收调幅或单边带信号。

射频信号经天线接收，再经耦合器送到收发机，经发射/接收继电器K1（接收时释放）进入射频放大器，此放大器灵敏度由控制板上的电位计调节。

放大的射频信号送到滤波器/译码器/中频放大器进行变频和中频放大，输出送到调幅或单边带检波器，经检波产生音频信号。

调幅和单边带检波产生的音频信号经S3方式选择电门，其中一路送到音频放大器，另一路送到飞行内话系统。

调幅检波输出还直接送到选择呼叫系统。

3、监测电路

“LRUFALT”：

收发机面板上此灯亮，可能出现的原因有电源故障、微机故障、频率合成失锁、发射功率低。

“KEYINTERLOCK”：

当收发机被键控时，此灯亮表明耦合器故障。

“CONTROLINPUTFALT”：

此灯亮表明来自控制板的输入数据失效。

4、测试

按下收发机面板上静噪/灯测试电门，三个故障灯亮，同时静噪电路被抑制，可在耳机内听到噪声。

（四）、天线耦合器调谐

1、方式控制

耦合器方式控制部分驱动调谐元件到达正确位置，以在选定的频率上实现阻抗匹配，它控制耦合器四种工作方式：

归零（HOMING）、接收/等待（REV/STBY）、调谐（TUNE）、工作（OPERATE）。

（1）归零

当收发机电源接通或选择一个新频率，耦合器方式控制电路（MODE—CONTROL）部分使调谐元件驱动到归零（2MHZ）位。

与门1的归零模式（HOMINGMODE）输入经“非”后为0，从而抑制了键控内锁（KEYINTERLOCK）信号的产生，归零信号还送到与门2，使S4释放，从而抑制调谐。

归零方式必须在15秒内完成，否则一个程序故障（SEQUENCEFAULT）信号将送到或门3，产生一个耦合器故障信号（COUPLERFAULT）送到与门1和2。

当归零完成后，调谐信号变成逻辑0，系统进入接收/等待方式。

（2）、接收/等待

归零结束后，系统就进入接收/等待方式，在本方式耦合器处于接收方式并准备进入调谐方式。

（3）、调谐方式

当键控接收机，系统进入调谐方式，PTT键控信号逻辑0送到与门2，作动S4，使接地信号进入方式控制部分，开始进入耦合器调谐。

接地信号还作为正在调谐（TUNE—IN—PROGRESS）信号送回到收发机，PTT输入线上的二极管使其锁定在接地状态。

直到工作（OPERATE）、抑制（DISABLE）或耦合器故障（COUPLERFAULT）信号破坏锁定，以使耦合器重新进入归零方式。

由于S4电门闭合，“正在调谐”逻辑0信号送回接收机，一方面使K2继电器作动，将调谐功率限定在75W，另一方面使

1000HZ音调振荡器工作，产生1000HZ音调送到音频控制系统。

在耦合器内，当系统处于发射或调谐方式时，K4、K5继电器作动，K6释放以防止射频调谐信号进入接收机。

功率降低了的射频信号加到调谐元件上，并由方式控制部分驱动以使系统达到阻抗匹配状态。

当鉴相器测的电压驻波比（VSWR）低于1.3：

1，调谐结束。

耦合器方式控制部分处于工作（OPEERATE）方式，送出逻辑1到与门2，使S4释放，将PTT信号解锁。

“正在调谐”信号变为高电位，1000HZ音调停止，功率衰减电路断开，继电器K4、K5释放，而K6作动使系统处于接收状态。

如果耦合器在15秒内不能使电压驻波比小于1.3：

1，则“方式控制”部分送出调谐故障离散信号到或门3。

（4）、工作

在工作方式，系统可进行接收或发射。

发射时，调谐电路将自动调节保持电压驻波比小于1.3：

1。

在工作期间，1000HZ音调被抑制。

2、键控内锁信号

28VDC键控激励信号来自收发机，当与门1输出高电位，S2作动，则键控内锁信号不返回接收机。

与门1输出高电位的条件是：

没有来自另一部接收机的抑制信号，没有来自或门3的耦合器故障信号，方式控制部分不处于归零方式；PTT为逻辑0信号。

键控内锁信号经非门变为逻辑0，做为对另一耦合器的抑制信号；键控内锁信号还用做使K4、K5作动。

3、RF信号流

（1）、发射

一旦来自与门1的发射/调谐信号有效（逻辑1），使K4、K5作动，来自收发机的RF信号经鉴相器电路和调谐元件到达天线。

K4、K5作动的同时，K6释放，这使接收机于天线断开，以免大功率的发射信号“倒灌”，损坏接收机线路。

鉴相器监测发射功率和反相功率，并为方式控制电路提供差动输入作为调谐指令信号。

（2）、接收

当K4、K5释放并且没有来自另一耦合器的抑制信号，K6将作动，使来自天线的RF信号经隔离放大器和鉴相器，送到接收机。

七、3T0飞机的高频通讯系统

与33A和34N飞机相比，它们的工作频率，控制关系，信号流程都是相同的。

因此只做简单的介绍。

1、电源

系统接受来自P18、P6负载控制中心的115VAC和28VDC。

2、控制面板

首先必须在音频选择板上选择高频通讯方式，再在高频控制板上的方式选择开关选择调幅或单边带位。

另外控制板还能调节灵敏度和音量。

3、高频通讯收发机

（1）、发射

来自控制板的工作方式和频率被加到接收机后，经串行化后送到调谐控制电路，在那里被转化为BCD数据，用来调谐频率合成器。

在合成器内，BCD频率数据被加到双锁相环的可变分频器。

当控制板频率改变时，这信号将送到天线耦合器使其归零。

在发射方式，收发机将在单边带产生400瓦的峰值功率输出，而在调幅工作时为125瓦的平均输出。

按下键控发射，系统开始调谐，并一直保持到天线调谐完毕，当耦合器调谐到选定频率，系统随时准备发射。

在收发机内音频信号加到平衡调制器，音频的一部分用来调制发射并加到侧音输出电路。

音频由来自频率合成器的500KHZ信号调制。

当收发机在发射方式时，一个内部风扇给发射电路提供强迫空气冷却。

（2）、接收

在接收方式，收发机接收来自天线耦合器的信号，接收机采用双重型式，以提供100毫瓦的语音音频输出和500毫瓦的选择呼叫输出。

4、天线调谐

整个调谐过程分五个步骤：

归零（HOME）、准备（STANDBY）、调谐（TUNE）、工作（OPERATE）、故障（FAULT）。

前四步是由顺序计数器控制，如果满足了现存步骤条件，顺序计数器才进入下一个位置，但当第五步被启动时，电路超控其他步骤。

5、天线耦合器状态指示器

只有3T0飞机的高频通讯系统具有耦合器状态指示器，指示器位于电子设备舱1和3之间，指示器有5个灯，以表示耦合器的状态。

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