在民航業，儀表著陸系統 (ILS) 發射機使用天線陣列指引進場飛機。ILS 性能在很大程度上取決于天線陣列中每個單元的幅度和相位都精確對齊。R&S?ZNH 手持式矢量網絡分析儀內置信號源，能夠快速方便地在外場測量 ILS 天線系統。

您的任務

儀表著陸系統使用天線陣列將發射波束導向所需方向。以所需角度發射波束，需要精確的天線單元相位和幅度信息，以便為飛機提供正確的導航信息。天線電纜或其他系統組件存在任何缺陷，都將導致天線單元之間出現相位偏差。工程師在維護期間驗證相位對齊，并對齊更換的組件。便攜式矢量網絡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 手持式矢量網絡分析儀配有 R&S?ZNHK45 矢量電壓表選件，非常適合工程師測量天線系統中組件的絕對相位響應和驗證天線單元之間的相位對齊。R&S?ZNH 非常準確地測量絕對和相對相位與幅度。分析儀包括一個信號源、雙向耦合器和四個獨立接收機。工程師在維護 ILS 天線系統的時候，能夠非常方便地執行單端口或全雙端口校準與相位對齊。

圖 1：使用單端口裝置的電纜之間的相對 S11 反射測量

應用

可以結合使用 R&S?ZNH 和 R&S?ZNHK45 矢量電壓表選件對齊 ILS 天線陣列。根據所需的應用情況，應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度。相應單元路徑中的每個電纜都必須具有同等電長度。任何偏差都將會導致生成的波束偏離所需的角度。由于需要盡可能減少對系統造成的干擾，因此工程師在進行維護檢查時會使用此類裝置。使用 R&S?ZNH 執行全單端口校準。為此，將校準設備連接到電纜末端（校準平面）的定向耦合器。將被測電纜與第一個天線單元斷開，并進行 S11 反射測量以測定電纜的幅度和相位（見圖 1）。當結果處于規格范圍內時，使用“?Ref”（參考）按鈕將測量值設為參考值。顯示接近于零的幅度和相位歸一化值。對其余電纜重復執行 S11 測量。對于第二個和所有后續電纜，測量相對于參考值的相對幅度和相位。檢查測量值是否在期望的容差范圍內。

圖 2：使用雙端口裝置的天線單元之間的相對 S21 傳輸測量

雙端口裝置

此類裝置用于測試天線陣列中每個單元的幅度和相位對齊。使用校準套件執行雙端口 TOSM 或 UOSM 校準。將端口 1 連接到定向耦合器臂，將端口 2 連接到第一個天線單元的監視器端口。每個端口的校準平面如圖 2 所示。對該天線單元執行 S21 傳輸測量，如果結果處于規格范圍內，使用“?Ref”（參考）按鈕將測量值設為參考值。對于所有的后續天線單元，測量相對于參考值的相對 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整，直到相對幅度和相位處于期望的容差范圍內。

總結

借助 R&S?ZNH 手持式矢量網絡分析儀，ILS 工程師能夠輕松測定電纜和天線單元之間的幅度與相位偏差。R&S?ZNH 結合 R&S?ZNH-K45 矢量電壓表選件，非常適用于任何天線陣列測量。