使用 R&S?ZNH矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的空中導(dǎo)航 ILS 系統(tǒng)天線對(duì)齊

在民航業(yè)，儀表著陸系統(tǒng) (ILS) 發(fā)射機(jī)使用天線陣列指引進(jìn)場(chǎng)飛機(jī)。ILS 性能在很大程度上取決于天線陣列中每個(gè)單元的幅度和相位都精確對(duì)齊。R&S?ZNH 手持式矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)置信號(hào)源，能夠快速方便地在外場(chǎng)測(cè)量 ILS 天線系統(tǒng)。

您的任務(wù)

儀表著陸系統(tǒng)使用天線陣列將發(fā)射波束導(dǎo)向所需方向。以所需角度發(fā)射波束，需要精確的天線單元相位和幅度信息，以便為飛機(jī)提供正確的導(dǎo)航信息。天線電纜或其他系統(tǒng)組件存在任何缺陷，都將導(dǎo)致天線單元之間出現(xiàn)相位偏差。工程師在維護(hù)期間驗(yàn)證相位對(duì)齊，并對(duì)齊更換的組件。便攜式矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀非常適用于確定相位偏差。

羅德與施瓦茨解決方案

R&S?ZNH 手持式矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀配有 R&S?ZNHK45 矢量電壓表選件，非常適合工程師測(cè)量天線系統(tǒng)中組件的絕對(duì)相位響應(yīng)和驗(yàn)證天線單元之間的相位對(duì)齊。R&S?ZNH 非常準(zhǔn)確地測(cè)量絕對(duì)和相對(duì)相位與幅度。分析儀包括一個(gè)信號(hào)源、雙向耦合器和四個(gè)獨(dú)立接收機(jī)。工程師在維護(hù) ILS 天線系統(tǒng)的時(shí)候，能夠非常方便地執(zhí)行單端口或全雙端口校準(zhǔn)與相位對(duì)齊。

圖 1：使用單端口裝置的電纜之間的相對(duì) S11 反射測(cè)量

應(yīng)用

可以結(jié)合使用 R&S?ZNH 和 R&S?ZNHK45 矢量電壓表選件對(duì)齊 ILS 天線陣列。根據(jù)所需的應(yīng)用情況，應(yīng)使用單端口或雙端口裝置。

單端口裝置

此類裝置常用于檢查天線陣列中所裝電纜的電長(zhǎng)度。相應(yīng)單元路徑中的每個(gè)電纜都必須具有同等電長(zhǎng)度。任何偏差都將會(huì)導(dǎo)致生成的波束偏離所需的角度。由于需要盡可能減少對(duì)系統(tǒng)造成的干擾，因此工程師在進(jìn)行維護(hù)檢查時(shí)會(huì)使用此類裝置。使用 R&S?ZNH 執(zhí)行全單端口校準(zhǔn)。為此，將校準(zhǔn)設(shè)備連接到電纜末端（校準(zhǔn)平面）的定向耦合器。將被測(cè)電纜與第一個(gè)天線單元斷開，并進(jìn)行 S11 反射測(cè)量以測(cè)定電纜的幅度和相位（見圖 1）。當(dāng)結(jié)果處于規(guī)格范圍內(nèi)時(shí)，使用“?Ref”（參考）按鈕將測(cè)量值設(shè)為參考值。顯示接近于零的幅度和相位歸一化值。對(duì)其余電纜重復(fù)執(zhí)行 S11 測(cè)量。對(duì)于第二個(gè)和所有后續(xù)電纜，測(cè)量相對(duì)于參考值的相對(duì)幅度和相位。檢查測(cè)量值是否在期望的容差范圍內(nèi)。

圖 2：使用雙端口裝置的天線單元之間的相對(duì) S21 傳輸測(cè)量

雙端口裝置

此類裝置用于測(cè)試天線陣列中每個(gè)單元的幅度和相位對(duì)齊。使用校準(zhǔn)套件執(zhí)行雙端口 TOSM 或 UOSM 校準(zhǔn)。將端口 1 連接到定向耦合器臂，將端口 2 連接到第一個(gè)天線單元的監(jiān)視器端口。每個(gè)端口的校準(zhǔn)平面如圖 2 所示。對(duì)該天線單元執(zhí)行 S21 傳輸測(cè)量，如果結(jié)果處于規(guī)格范圍內(nèi)，使用“?Ref”（參考）按鈕將測(cè)量值設(shè)為參考值。對(duì)于所有的后續(xù)天線單元，測(cè)量相對(duì)于參考值的相對(duì) S21 幅度和相位。顯示歸一化幅度和相位。確定任何天線單元之間的幅度和相位偏差并作調(diào)整，直到相對(duì)幅度和相位處于期望的容差范圍內(nèi)。

總結(jié)

借助 R&S?ZNH 手持式矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，ILS 工程師能夠輕松測(cè)定電纜和天線單元之間的幅度與相位偏差。R&S?ZNH 結(jié)合 R&S?ZNH-K45 矢量電壓表選件，非常適用于任何天線陣列測(cè)量。