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高频通讯系统


737-300 培训手册

高频通讯系统

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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。

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2、系统说明

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高频通讯系统是在 2~29、 999MHZ 频率范围内以 1KHZ 为间隔, 28000 在 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。

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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。 “RF SENS”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。 “RF SENS”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。 “CONTROL INPUT FALT”灯亮表示来自控制板的输入信号失效。
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“LRU FALT”灯亮表示收发机故障或电源电压低、频率合成器故障。 “KEY INTERLOCK” 灯亮表示当收发机已被键控, 耦合器中存在故障。 “SQL/LAMP TEST”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。

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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(PRESSUER NOZZLE)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。

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(五)高频天线

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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。
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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

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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 10–

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元件使电压驻波比不超过 1.3:1。发射时没有音调产生。

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737-300 培训手册 六、高频通讯系统线路图

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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。

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(三) 、高频通讯系统收发机 1、发射 (1) 、微机/控制电路

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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。 PTT 有效并且耦合器没有故障时, 当 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

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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 “LRU FALT” :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。 “KEY INTERLOCK” :当收发机被键控时,此灯亮表明耦合器故障。 “CONTROL INPUT FALT” :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
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抑制,可在耳机内听到噪声。 (四) 、天线耦合器调谐 1、方式控制

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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(HOMING MODE)输入经“非”后为 0,从而抑制 了键控内锁(KEY INTERLOCK )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 (SEQUENCE FAULT) 信号将送到或门 3,产生一个耦合器故障信号(COUPLER FAULT)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(COUPLER FAULT)信号破坏锁定,以使耦合器重新进入归 零方式。

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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

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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, S4 释放, 使 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。
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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。

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(2) 、接收

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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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