一種地面塔康設(shè)備方位模擬器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于無線電近距導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地面塔康設(shè)備方位模擬器。
【背景技術(shù)】
[0002]在二十世紀(jì)中期，為了實現(xiàn)精確空中定位導(dǎo)航，由美國費得拉爾電信實驗室根據(jù)美空軍、海軍的建議，研制了塔康系統(tǒng)。塔康系統(tǒng)是我空軍重要的導(dǎo)航系統(tǒng)之一，利用塔康導(dǎo)航系統(tǒng)可以保障飛機(jī)沿預(yù)定航線飛向目標(biāo)、機(jī)群的空中集合、會和以及在復(fù)雜氣象條件下引導(dǎo)飛機(jī)歸航和進(jìn)場著陸等。
[0003]地面塔康設(shè)備信號模擬器又稱為塔康信標(biāo)模擬器(TACAN Beacon Simulator)，是塔康機(jī)載設(shè)備在工廠生產(chǎn)調(diào)試過程中的專用信號源，它可以測試機(jī)載接收機(jī)的靈敏度，模擬塔康系統(tǒng)的任意波道和任意工作狀態(tài)，還可以識別信號通道功能，還可以模擬真實塔康信標(biāo)臺，提供方位信息。地面塔康信號設(shè)備模擬器通常在飛機(jī)飛行前后檢查機(jī)載設(shè)備是否工作正常，對降低飛行故障有重要作用。
[0004]傳統(tǒng)的地面塔康設(shè)備方位模擬器是地面塔康信號設(shè)備模擬器的一個分支，采用“x86處理器+模擬電路”構(gòu)架，實現(xiàn)方位的模擬，運用了大量模擬電路進(jìn)行信號處理，相位鑒別，從而造成系統(tǒng)體積龐大、可擴(kuò)展性差、功耗大、穩(wěn)定性差并且只能進(jìn)行有限的固定方位的模擬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]地面塔康設(shè)備方位模擬器用于模擬飛行時候和地面塔臺之間的方位信息，檢測機(jī)載塔康導(dǎo)航系統(tǒng)，對降低飛行事故率有很大作用。本方案提供的地面塔康設(shè)備方位模擬器主要的構(gòu)思為，利用FPGA產(chǎn)生頻率為15HZ的包絡(luò)波形A和頻率為135HZ的包絡(luò)波形B且這兩種包絡(luò)波形的初始相位相同；FPGA還產(chǎn)生主副脈沖形成的包絡(luò)波形C ;利用FPGA將模擬方位轉(zhuǎn)化為包絡(luò)波形A、B與包絡(luò)波形C的相位差。
[0006]地面塔康設(shè)備方位模擬器，包括數(shù)字信號處理板塊，數(shù)字信號處理板塊上連接有LCD顯示模塊、按鍵模塊、網(wǎng)絡(luò)接口、上/下變頻；上/下變頻上還連接有天線；數(shù)字信號處理板塊還包括FPGA模塊，F(xiàn)PGA模塊連接有DSP模塊；DSP模塊上還連接有儲存單元1、網(wǎng)口單元、串行接口單元；FPGA模塊還連接有A/D轉(zhuǎn)換模塊、時鐘芯片、D/A轉(zhuǎn)換模塊、儲存單元2;時鐘芯片上還連接有A/D轉(zhuǎn)換模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、恒溫晶振。FPGA根據(jù)設(shè)置的模擬方位值，計算出主/副基準(zhǔn)脈沖包絡(luò)C開始時刻與包絡(luò)波形A和B (包絡(luò)波形A與包絡(luò)波形B的正向過零點相同)開始時刻的時刻差；FPGA在產(chǎn)生一組主/副基準(zhǔn)脈沖包絡(luò)C的起始時亥IJ，將包絡(luò)波形B和C進(jìn)行延時處理，延時時間為所述時刻差；延時完成后將所述包絡(luò)波形A和B、主/副基準(zhǔn)脈沖包絡(luò)C疊加得到塔康方位信號開始輸出波形。輸出的波形依次經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換、上變頻模塊處理后通過天線輸出。FPGA模塊與DSP模塊主要完成的功能為:顯示控制、系統(tǒng)配置和管理、模式信號產(chǎn)生及編碼、脈沖生成以及處理，塔康應(yīng)答脈沖產(chǎn)生，主/輔基線脈沖產(chǎn)生、射頻接口時序產(chǎn)生和控制、D/A處理控制、A/D處理控制、功放衰減處理控制、整機(jī)系統(tǒng)維護(hù)及自檢。
[0007]所述地面塔康設(shè)備方位模擬器具有如下優(yōu)點:
[0008]1.由于地面塔康設(shè)備方位模擬器取代了復(fù)雜的模擬電路，系統(tǒng)的硬件體積小于250*200*30mm，系統(tǒng)功耗降低到10-20W ；
[0009]2.地面塔康設(shè)備方位模擬器采用了 FPGA+DSP架構(gòu)，可實現(xiàn)系統(tǒng)的升級；
[0010]3.地面塔康設(shè)備方位模擬器的理論方位模擬精度位小于0.001°。
【附圖說明】
[0011]1.圖1為地面塔康設(shè)備方位模擬器框圖。
[0012]2.圖2為數(shù)字信號處理板卡框圖。
[0013]3.圖3為方位220度的塔康方位信號模擬波形。
[0014]4.圖4為塔康方位信號模擬波形產(chǎn)生框圖。
【具體實施方式】
[0015]實施例1
[0016]如圖1、圖2所示，按鍵模塊將模擬的方位信號值轉(zhuǎn)化二進(jìn)制的代碼通過串行接口輸入數(shù)字信號處理板塊，再由FPGA整體對DSP模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行綜合控制。DPGA按照按鍵模塊輸入的方位值產(chǎn)生主/副基準(zhǔn)脈沖包絡(luò)、延遲相位角、15HZ包絡(luò)波形、135HZ包絡(luò)波形，延遲相位角由給定的模擬的方位信號值換算得出；15HZ包絡(luò)波形與135HZ包絡(luò)波形的正向過零點相同。主/副基準(zhǔn)脈沖包絡(luò)與延遲過后的15HZ、135HZ包絡(luò)波形形成了塔康方位信號，這樣就形成了與實際的塔康方位信號相同的波形。模擬的塔康方位信號再通過D/A轉(zhuǎn)換模塊后，由上變頻模塊和天線組成的射頻發(fā)射器發(fā)射給機(jī)載塔康系統(tǒng)。
[0017]實施例2
[0018]如圖4所示，F(xiàn)PGA模塊里延時控制模塊連接有模擬方位信號模塊、15HZ和135HZ包絡(luò)模塊、疊加波形模塊，疊加波形模塊還連接有主/副脈沖包絡(luò)形成模塊。模擬方位控制模塊控制延時模塊將15HZ和135HZ包絡(luò)波形進(jìn)行延時處理，然后通過疊加波形模塊與主/副脈沖包絡(luò)形進(jìn)行疊加后輸出。所述輸出信號依次通過D/A轉(zhuǎn)換模塊，上變頻模塊和天線組成的射頻發(fā)射器輸出機(jī)載塔康系統(tǒng)。
[0019]如圖3所示，方位220度的塔康方位信號模擬波形是選用100MHZ時鐘進(jìn)行延時，通過地面塔康設(shè)備方位模擬器產(chǎn)生的。借助粗測量的15HZ包絡(luò)信號正向過零點滯后于主基準(zhǔn)的相位差，很容易判斷出模擬的方位處于200度-240度的40度方位去，又通過精測的135HZ包絡(luò)波形正向過零點后與輔基準(zhǔn)的相位差，為180度，對應(yīng)地理的20度，所以模擬的方位角度為220度。
【主權(quán)項】
1.一種地面塔康設(shè)備方位模擬器，其特征在于，包括數(shù)字信號處理板塊，數(shù)字信號處理板塊上連接有IXD顯示模塊、按鍵模塊、網(wǎng)絡(luò)接口、上/下變頻；上/下變頻上還連接有天線；數(shù)字信號處理板塊還包括FPGA模塊，F(xiàn)PGA模塊連接有DSP模塊；DSP模塊上還連接有儲存單元1、網(wǎng)口單元、串行接口單元；FPGA模塊還連接有A/D轉(zhuǎn)換模塊、時鐘芯片、D/A轉(zhuǎn)換豐旲塊、儲存單兀2 ;時鐘芯片上還連接有A/D轉(zhuǎn)換t吳塊、D/A轉(zhuǎn)換t吳塊、丨旦溫晶振。2.如權(quán)利要求1所述地面塔康設(shè)備方位模擬器，其特征在于，F(xiàn)PGA模塊包括主/副脈沖包絡(luò)模塊、模擬方位信號產(chǎn)生模塊、延時控制模塊、疊加波形模塊、15HZ和135HZ包絡(luò)模塊。3.如權(quán)利要求2所述地面塔康設(shè)備方位模擬器，其特征在于，F(xiàn)PGA模塊包括延時控制模塊，延時控制模塊連接有模擬方位信號模塊、15HZ和135HZ包絡(luò)模塊、疊加波形模塊，疊加波形模塊還連接有主/副脈沖包絡(luò)形成模塊。
【專利摘要】本實用新型提供一種地面塔康設(shè)備方位模擬器,其特征在于，包括數(shù)字信號處理板塊，數(shù)字信號處理板塊上連接有LCD顯示模塊、按鍵模塊、網(wǎng)絡(luò)接口、上/下變頻；上/下變頻上還連接有天線；數(shù)字信號處理板塊還包括FPGA模塊，F(xiàn)PGA模塊連接有DSP模塊；DSP模塊上還連接有儲存單元1、網(wǎng)口單元、串行接口單元；FPGA模塊還連接有A/D轉(zhuǎn)換模塊、時鐘芯片、D/A轉(zhuǎn)換模塊、儲存單元2；時鐘芯片上還連接有A/D轉(zhuǎn)換模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、恒溫晶振。本實用新型打破傳統(tǒng)的模擬電路實現(xiàn)方式，采用DSP+FPGA架構(gòu)，簡化了系統(tǒng)的構(gòu)架，減小系統(tǒng)體積、功耗，增加了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。
【IPC分類】G01S1/02
【公開號】CN204925381
【申請?zhí)枴緾N201520690377
【發(fā)明人】匡長春
【申請人】四川鴻創(chuàng)電子科技有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月8日