Контроль радиотелефонов с частотной модуляцией мобильной связи

Контроль радиотелефонов с частотной модуляцией мобильной связи

Введение
Радиотелефоны с частотной модуляцией (FM), несмотря на развитие цифровых стандартов, продолжают широко использоваться в системах профессиональной мобильной радиосвязи (ПМР) благодаря своей надежности, простоте и адекватному качеству передачи речи. Обеспечение их корректной работы, соответствия техническим требованиям и электромагнитной совместимости (ЭМС) требует проведения регулярных и тщательных испытаний. Данная статья описывает ключевые аспекты контроля таких устройств.

1. Объекты испытаний

Объектами испытаний выступают непосредственно абонентские терминалы – портативные и мобильные (установленные на транспорт) радиотелефоны, работающие в выделенных диапазонах мобильной связи (например, 136-174 МГц, 403-470 МГц) с использованием частотной модуляции. Контролю подлежат:

• Новые устройства перед вводом в эксплуатацию: Для подтверждения соответствия заявленным техническим характеристикам и требованиям нормативных документов.
• Устройства, находящиеся в эксплуатации: Для периодической проверки сохранения параметров в процессе эксплуатации (техническое обслуживание, поиск неисправностей).
• Устройства после ремонта: Для верификации восстановления работоспособности и соответствия требованиям.
• Партии устройств при приемочном контроле: Для выборочной проверки качества продукции.

Испытаниям подвергаются как основные функциональные блоки (приемник, передатчик, блок формирования сигнала, антенна), так и устройство в целом в различных режимах работы (прием, передача, ожидание).

2. Область испытаний

Контроль охватывает основные параметры, определяющие работоспособность, эффективность и безопасность эксплуатации FM-радиотелефонов:

• Параметры передатчика (Tx):
  • Выходная мощность радиосигнала.
  • Стабильность частоты передатчика в условиях изменения напряжения питания и температуры.
  • Качество модуляции: Девиация частоты (максимальная и остаточная), нелинейные искажения модулирующего сигнала.
  • Уровень внеполосных излучений (гармоники, паразитные колебания, побочные составляющие).
  • Ширина полосы излучаемого сигнала (занимаемая полоса частот - ЗПЧ).
  • Включение/выключение передатчика (характеристики переходных процессов).
• Параметры приемника (Rx):
  • Чувствительность (минимальный уровень сигнала для достижения заданного качества приема).
  • Избирательность по соседнему каналу и по побочным каналам.
  • Динамический диапазон (пределы входного сигнала без перегрузки приемника).
  • Коэффициент подавления зеркального канала.
  • Коэффициент нелинейных искажений выходного аудиосигнала.
  • Коэффициент подавления шумов.
• Общие параметры:
  • Точность установки рабочей частоты.
  • Потребляемый ток в режимах передачи, приема и ожидания.
  • Электромагнитная совместимость (ЭМС): Устойчивость к помехам от других радиоустройств и промышленного оборудования, уровень кондуктивных и излучаемых помех, создаваемых самим радиостанционным устройством.
  • Функциональная проверка органов управления, индикации, разъемов.
  • Проверка качества передаваемой и принимаемой речи (субъективная и объективная оценка).

3. Методы испытаний

Испытания проводятся в соответствии с утвержденными методиками, ссылающимися на национальные и международные стандарты (такие как Единая система эксплуатационной документации (ЕСЭД), ГОСТы, рекомендации Международного союза электросвязи (МСЭ-Р), стандарты ETSI). Основные подходы включают:

• Прямые измерения: Использование измерительных приборов для снятия количественных показателей параметров (мощность, частота, девиация, чувствительность, искажения и т.д.). Например:
  • Измерение выходной мощности сигнала генератора опорной частоты (ГОЧ) передатчика с помощью измерителя мощности через аттенюатор.
  • Измерение девиации частоты с помощью девиометра или анализатора спектра/сигналов при подаче стандартного модулирующего сигнала (тона 1 кГц).
  • Измерение чувствительности приемника путем подачи модулированного сигнала от калиброванного генератора сигналов через аттенюатор и измерения уровня сигнала, при котором отношение сигнал/шум (или коэффициент нелинейных искажений) на выходе достигает нормированного значения.
• Косвенные измерения и расчеты: Определение одних параметров на основе измерения других. Например, расчет занимаемой полосы частот по спектру сигнала.
• Функциональное тестирование: Проверка работы всех режимов, органов управления, соединения с аксессуарами, правильности индикации.
• Субъективная оценка качества речи: Проверка разборчивости и качества передаваемой/принимаемой речи тестовыми операторами по установленным шкалам.
• Испытания на ЭМС: Проведение в специализированных экранированных камерах или на испытательных площадках с использованием генераторов помех, измерительных приемников, линий связи и антенн для проверки устойчивости и помехоэмиссии по стандартизированным методикам.

4. Испытательное оборудование

Для проведения комплексного контроля FM-радиотелефонов требуется специализированное измерительное оборудование:

• Радиотестовое оборудование:
  • Радиокоммуникационный тестер (Анализатор базовых станций): Многофункциональный прибор, объединяющий в себе генератор сигналов, анализатор спектра/сигналов, измеритель мощности, частотомер, девиометр. Является основным инструментом для большинства радиочастотных измерений (мощность, частота, девиация, модуляционные искажения, чувствительность, избирательность).
  • Спектральный анализатор: Для детального анализа спектра излучаемого сигнала, измерения уровня внеполосных излучений, гармоник, побочных составляющих, оценки ширины спектра (ЗПЧ).
  • Генератор сигналов стандартных искажений (ГСС): Для точной подачи модулированных сигналов известного уровня и качества при испытаниях приемника.
  • Генератор качающейся частоты (ГКЧ): Для измерения амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) приемных трактов и фильтров.
  • Измеритель нелинейных искажений (Коэффициента гармоник - КГИ): Для измерения искажений аудиосигнала на выходе приемника.
• Аудиотестовое оборудование:
  • Аудиоанализатор: Для генерации стандартных тональных и речевых сигналов и анализа параметров выходного аудиосигнала (уровень, КГИ, отношение сигнал/шум).
  • Эквивалент телефонного канала: Для создания стандартизированных условий передачи аудиосигнала между тестируемыми радиостанциями или радиостанцией и тестовым оборудованием.
• Оборудование для ЭМС-испытаний:
  • Измерительный приемник / Анализатор спектра с преселекторами: Для измерения уровня кондуктивных и излучаемых помех.
  • Генератор помех: Для создания контролируемых помеховых воздействий на тестируемое устройство.
  • Камера экранированная (ЭМС-камера): Для создания контролируемых электромагнитных условий при испытаниях на излучаемые помехи и помехоустойчивость.
  • Линия связи (LISN): Для измерения кондуктивных помех по цепи питания и обеспечения стабильного импеданса.
  • Антенны: Различных типов (биконические, логопериодические и др.) для излучения и приема помех в ЭМС-камере.
• Вспомогательное оборудование:
  • Аттенюаторы: Фиксированные и переменные, для точного ослабления сигнала до требуемого уровня.
  • Циркуляторы/Дуплексеры: Для соединения передатчика и приемника тестируемого устройства с измерительным прибором.
  • Эквиваленты антенн: Фиксированные нагрузки 50 Ом для безопасного измерения параметров передатчика без излучения.
  • Источники питания: Стабилизированные, с возможностью имитации изменений напряжения бортовой сети (для мобильных устройств).
  • Термокамера: Для проведения испытаний при экстремальных температурах.
  • Контрольно-программирующая аппаратура: Для управления режимами работы радиостанции (установка частот, мощности и пр.) в процессе тестирования.

Заключение
Систематический контроль радиотелефонов с частотной модуляцией с использованием стандартизированных методов и соответствующего испытательного оборудования является неотъемлемой частью обеспечения надежной, эффективной и безопасной работы систем мобильной связи. Регулярные испытания позволяют выявить отклонения параметров на ранней стадии, предотвратить сбои в работе сети, гарантировать качество связи и соответствие устройств действующим нормативным требованиям. Выбор конкретного набора оборудования и глубины контроля зависит от целей испытаний (приемка, ТО, диагностика) и требований нормативной документации.