飛機(jī)無線電羅盤數(shù)字化設(shè)計(jì)與抗干擾研究

2014-10-07 15:21:24 大云網(wǎng)　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

摘　要：飛機(jī)無線電羅盤是飛機(jī)上裝載的一項(xiàng)十分重要的裝備和技術(shù)，是對(duì)飛機(jī)進(jìn)行定位和導(dǎo)航的主要設(shè)備，因此加強(qiáng)無線電羅盤的抗干擾能力研究，有助于加強(qiáng)對(duì)高空交通秩序的維護(hù)；同時(shí)，加快飛機(jī)無線電羅盤數(shù)字化設(shè)計(jì)能有給飛機(jī)駕駛提高一個(gè)簡(jiǎn)約的平臺(tái)，為羅盤主機(jī)接收和發(fā)射信號(hào)一共巨大的便利。本文主要從飛機(jī)無線電羅盤數(shù)字化模擬設(shè)計(jì)和抗干擾性能兩個(gè)方面進(jìn)行分析研究，尋找兩個(gè)方面的具體共通性，為加快飛機(jī)無線電羅盤數(shù)字化建設(shè)提供巨大的動(dòng)力。

關(guān)鍵詞：無線電羅盤　信號(hào)數(shù)字化　抗干擾

無線電羅盤式飛機(jī)飛行過程中，對(duì)自身進(jìn)行定位的一個(gè)十分重要的設(shè)備，通過對(duì)飛機(jī)無線電羅盤進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)無線電羅盤的實(shí)時(shí)監(jiān)控和檢測(cè)，能夠及時(shí)接收到，無線電羅盤的故障信息和運(yùn)行質(zhì)量，這對(duì)飛機(jī)無線電羅盤進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)時(shí)，需要采用相應(yīng)的能夠?qū)o線電羅盤進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的模擬元件。

1　無線電羅盤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

　　1.1　天線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　機(jī)載無線電羅盤具有很多種不同的型號(hào)，但是其天線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成大致相似，因此為飛機(jī)用無線電羅盤的數(shù)字化建設(shè)過程提供了極大的便利，在其天線系統(tǒng)中，一般包含兩部天線，一部分是環(huán)形天線，另外一部是垂直天線，環(huán)形天線的主要目的是對(duì)飛機(jī)信號(hào)進(jìn)行方向性定位，用來判斷無線電波的方向，垂直天線的主要作用是用來對(duì)環(huán)形天線進(jìn)行輔助定向，協(xié)助環(huán)形天線對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收和判斷。早期的飛機(jī)上無線電羅盤的天線信號(hào)是分離安裝的，分別通過不同的輸送設(shè)備將信號(hào)送往羅盤接收機(jī)，而現(xiàn)代的天線結(jié)構(gòu)式將環(huán)形天線和垂直天線組合安裝成為一個(gè)部件，方便了對(duì)信號(hào)的接收。

　　1.2　天線系統(tǒng)信號(hào)分析

　　對(duì)于傳統(tǒng)式天線系統(tǒng)，是將信號(hào)進(jìn)行分離，輸出為三路射頻信號(hào)，其中兩路為環(huán)形天線信號(hào)一路為垂直天線信號(hào)，三路信號(hào)能夠同時(shí)對(duì)不同方位的地面導(dǎo)航臺(tái)發(fā)射的型號(hào)進(jìn)行接收，及時(shí)的傳輸?shù)搅_盤接收機(jī)；在現(xiàn)代組合式天線系統(tǒng)中，天線系統(tǒng)主要工作內(nèi)容是在其自身內(nèi)部對(duì)型號(hào)進(jìn)行整合處理，然后輸出為一組能夠表達(dá)方位信息的高頻信號(hào)。

　　1.3　無線電羅盤工作過程分析

　　無線電羅盤信號(hào)模擬器的主要工作內(nèi)容是用于模擬產(chǎn)生無線電羅盤輸出信號(hào)，然后通過輸送設(shè)備將這些具有飛機(jī)的方位角度信息的訊號(hào)發(fā)送到羅盤接收機(jī)，為羅盤接收機(jī)的工作提供信號(hào)支持，實(shí)現(xiàn)對(duì)記載電子設(shè)備的檢測(cè)和檢修，對(duì)機(jī)載無線電羅盤進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)和抗干擾研究有著十分重要的意義。

2　無線電羅盤數(shù)字化設(shè)計(jì)

　　2.1　信號(hào)分配電路

　　信號(hào)分配電路主要是由信號(hào)分配網(wǎng)絡(luò)和測(cè)角器兩個(gè)部分構(gòu)成，能夠夠?qū)崿F(xiàn)將外部信號(hào)源發(fā)射的信號(hào)按照接收的角度進(jìn)行分離，然后轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，傳輸?shù)礁鱾€(gè)設(shè)備，信號(hào)分配網(wǎng)絡(luò)是由一部分電子元件組成，能夠?qū)斎胄盘?hào)進(jìn)行分壓，然后將信號(hào)進(jìn)行分離，使得信號(hào)輸出要求能夠滿足羅盤接收器的接收需求。而測(cè)角器的主要作用是對(duì)高頻信號(hào)按方位角不同進(jìn)行分類，然后將角度轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，傳輸?shù)叫盘?hào)接收機(jī)。

　　2.2　信號(hào)處理電路

　　信號(hào)處理電路是將信號(hào)分配電路發(fā)射的兩路電信號(hào)進(jìn)行處理，并且能夠根據(jù)飛行過程中的具體需求進(jìn)行篩選和轉(zhuǎn)換，將電信號(hào)處理為羅盤接收器能夠接收的信號(hào)類型。信號(hào)處理電路在工作過程中能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)環(huán)路天線和垂直天線的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大和疊加，能夠很有效的提高組合天線的自身抗干擾能力。無線電羅陪你信號(hào)模擬器原理見圖1：

　　2.3　接口電路

　　接口電路時(shí)羅盤模擬器的輸入/輸出接口，接口電路的主要功能是連接外部設(shè)備，讓外部設(shè)備通過接口電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)天線系統(tǒng)的控制和輔助設(shè)計(jì)。接口電路主要組成有鍵盤接口設(shè)備，顯示電路接口設(shè)備和CPIS總線的接口線路,只有通過這些接口電路再能實(shí)現(xiàn)對(duì)羅盤數(shù)字設(shè)計(jì)的一個(gè)直觀的概念和對(duì)過程的直接控制。

3　無線電抗干擾的方法

　　3.1　互調(diào)干擾仿真研究過程

　　通過大量研究互調(diào)干擾仿真模擬設(shè)計(jì)，我們不難發(fā)現(xiàn)，許多種不同頻率的電信號(hào)同時(shí)進(jìn)入到天線以后就會(huì)發(fā)生互調(diào)干擾，因?yàn)槭褂萌舴蔷€性的低噪聲功放會(huì)使得不同信號(hào)之間的互調(diào)分量隨之產(chǎn)生，并形成互調(diào)干擾，不僅會(huì)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，還會(huì)對(duì)接收到信號(hào)的真實(shí)性產(chǎn)生不良影響。通過對(duì)可能產(chǎn)生干擾的頻率進(jìn)行分析，最大程度簡(jiǎn)化分析互調(diào)過程，利用正弦波對(duì)互調(diào)干擾過程進(jìn)行仿真模擬。能夠的到互調(diào)干擾的頻譜圖，見圖2。

　　3.2　傳統(tǒng)抑制互調(diào)干擾方法

　　傳統(tǒng)過程抑制互調(diào)干擾的主要措施有以下幾種。一是提高前端電路選擇性，這樣能夠增強(qiáng)互調(diào)作用的自身抑制能力。二是優(yōu)先選擇合理的接收頻率，讓組合頻率和干擾頻率之間的波道干擾降到最低，使兩種信號(hào)之間的互調(diào)干擾程度降低。三是利用信號(hào)合成技術(shù)，將輸入信號(hào)的波段幅度進(jìn)一步減少，讓信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍減少，從而抵抗互調(diào)干擾。傳統(tǒng)發(fā)發(fā)對(duì)于抑制互調(diào)干擾的效果一直不太明顯，有的方法甚至條件要求嚴(yán)苛，不能實(shí)現(xiàn)。

　　3.3　羅盤數(shù)字化抗干擾研究

　　當(dāng)代羅盤數(shù)字化建設(shè)過程取得了十分巨大的成就，已經(jīng)形成了一系列完善的方法來抑制互調(diào)干擾，主要方法包括：功率回退法、前饋法、負(fù)反饋法和預(yù)失真法等方法，他們能夠?qū)⑼鈬娐愤M(jìn)行調(diào)整，主動(dòng)配合前端電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行發(fā)達(dá)，實(shí)現(xiàn)抑制和消除互調(diào)干擾的根本目的。目前，現(xiàn)階段采用的比較多的基帶采樣數(shù)字化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的無線電羅盤方案，這種方案采用的是通信道信號(hào)模擬，參數(shù)設(shè)計(jì)的合理性隨時(shí)會(huì)受到外界環(huán)境和溫度的影響，

4　結(jié)語

　　通過對(duì)機(jī)載無線電羅盤數(shù)字化設(shè)計(jì)和研究討論能夠?qū)訌?qiáng)對(duì)飛機(jī)各個(gè)電子元件的監(jiān)控力度，對(duì)于飛機(jī)的自身儀器的安全狀況和飛機(jī)定位有著良好的掌控作用，為未來無線電羅盤信號(hào)模擬器發(fā)展提供一個(gè)明確的線路和方向。

責(zé)任編輯：葉雨田

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