飛機無線電羅盤數字化設計與抗干擾研究

2014-10-07 15:21:24 大云網　點擊量：評論 (0)

摘　要：飛機無線電羅盤是飛機上裝載的一項十分重要的裝備和技術，是對飛機進行定位和導航的主要設備，因此加強無線電羅盤的抗干擾能力研究，有助于加強對高空交通秩序的維護；同時，加快飛機無線電羅盤數字化設

摘　要：飛機無線電羅盤是飛機上裝載的一項十分重要的裝備和技術，是對飛機進行定位和導航的主要設備，因此加強無線電羅盤的抗干擾能力研究，有助于加強對高空交通秩序的維護；同時，加快飛機無線電羅盤數字化設計能有給飛機駕駛提高一個簡約的平臺，為羅盤主機接收和發射信號一共巨大的便利。本文主要從飛機無線電羅盤數字化模擬設計和抗干擾性能兩個方面進行分析研究，尋找兩個方面的具體共通性，為加快飛機無線電羅盤數字化建設提供巨大的動力。

關鍵詞：無線電羅盤　信號數字化　抗干擾

無線電羅盤式飛機飛行過程中，對自身進行定位的一個十分重要的設備，通過對飛機無線電羅盤進行數字化設計，能夠實現對無線電羅盤的實時監控和檢測，能夠及時接收到，無線電羅盤的故障信息和運行質量，這對飛機無線電羅盤進行數字化設計時，需要采用相應的能夠對無線電羅盤進行遠程監控的模擬元件。

1　無線電羅盤系統結構分析

　　1.1　天線系統結構

　　機載無線電羅盤具有很多種不同的型號，但是其天線系統的結構和組成大致相似，因此為飛機用無線電羅盤的數字化建設過程提供了極大的便利，在其天線系統中，一般包含兩部天線，一部分是環形天線，另外一部是垂直天線，環形天線的主要目的是對飛機信號進行方向性定位，用來判斷無線電波的方向，垂直天線的主要作用是用來對環形天線進行輔助定向，協助環形天線對信號進行接收和判斷。早期的飛機上無線電羅盤的天線信號是分離安裝的，分別通過不同的輸送設備將信號送往羅盤接收機，而現代的天線結構式將環形天線和垂直天線組合安裝成為一個部件，方便了對信號的接收。

　　1.2　天線系統信號分析

　　對于傳統式天線系統，是將信號進行分離，輸出為三路射頻信號，其中兩路為環形天線信號一路為垂直天線信號，三路信號能夠同時對不同方位的地面導航臺發射的型號進行接收，及時的傳輸到羅盤接收機；在現代組合式天線系統中，天線系統主要工作內容是在其自身內部對型號進行整合處理，然后輸出為一組能夠表達方位信息的高頻信號。

　　1.3　無線電羅盤工作過程分析

　　無線電羅盤信號模擬器的主要工作內容是用于模擬產生無線電羅盤輸出信號，然后通過輸送設備將這些具有飛機的方位角度信息的訊號發送到羅盤接收機，為羅盤接收機的工作提供信號支持，實現對記載電子設備的檢測和檢修，對機載無線電羅盤進行數字化設計和抗干擾研究有著十分重要的意義。

2　無線電羅盤數字化設計

　　2.1　信號分配電路

　　信號分配電路主要是由信號分配網絡和測角器兩個部分構成，能夠夠實現將外部信號源發射的信號按照接收的角度進行分離，然后轉化為電信號，傳輸到各個設備，信號分配網絡是由一部分電子元件組成，能夠對輸入信號進行分壓，然后將信號進行分離，使得信號輸出要求能夠滿足羅盤接收器的接收需求。而測角器的主要作用是對高頻信號按方位角不同進行分類，然后將角度轉換為電壓信號，傳輸到信號接收機。

　　2.2　信號處理電路

　　信號處理電路是將信號分配電路發射的兩路電信號進行處理，并且能夠根據飛行過程中的具體需求進行篩選和轉換，將電信號處理為羅盤接收器能夠接收的信號類型。信號處理電路在工作過程中能夠實現對環路天線和垂直天線的實時監控，并對信號進行放大和疊加，能夠很有效的提高組合天線的自身抗干擾能力。無線電羅陪你信號模擬器原理見圖1：

　　2.3　接口電路

　　接口電路時羅盤模擬器的輸入/輸出接口，接口電路的主要功能是連接外部設備，讓外部設備通過接口電路，實現對整個天線系統的控制和輔助設計。接口電路主要組成有鍵盤接口設備，顯示電路接口設備和CPIS總線的接口線路,只有通過這些接口電路再能實現對羅盤數字設計的一個直觀的概念和對過程的直接控制。

3　無線電抗干擾的方法

　　3.1　互調干擾仿真研究過程

　　通過大量研究互調干擾仿真模擬設計，我們不難發現，許多種不同頻率的電信號同時進入到天線以后就會發生互調干擾，因為使用若非線性的低噪聲功放會使得不同信號之間的互調分量隨之產生，并形成互調干擾，不僅會對系統的穩定性產生影響，還會對接收到信號的真實性產生不良影響。通過對可能產生干擾的頻率進行分析，最大程度簡化分析互調過程，利用正弦波對互調干擾過程進行仿真模擬。能夠的到互調干擾的頻譜圖，見圖2。

　　3.2　傳統抑制互調干擾方法

　　傳統過程抑制互調干擾的主要措施有以下幾種。一是提高前端電路選擇性，這樣能夠增強互調作用的自身抑制能力。二是優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，使兩種信號之間的互調干擾程度降低。三是利用信號合成技術，將輸入信號的波段幅度進一步減少，讓信號的動態范圍減少，從而抵抗互調干擾。傳統發發對于抑制互調干擾的效果一直不太明顯，有的方法甚至條件要求嚴苛，不能實現。

　　3.3　羅盤數字化抗干擾研究

　　當代羅盤數字化建設過程取得了十分巨大的成就，已經形成了一系列完善的方法來抑制互調干擾，主要方法包括：功率回退法、前饋法、負反饋法和預失真法等方法，他們能夠將外圍電路進行調整，主動配合前端電路對信號進行發達，實現抑制和消除互調干擾的根本目的。目前，現階段采用的比較多的基帶采樣數字化設計結構的無線電羅盤方案，這種方案采用的是通信道信號模擬，參數設計的合理性隨時會受到外界環境和溫度的影響，

4　結語

　　通過對機載無線電羅盤數字化設計和研究討論能夠對加強對飛機各個電子元件的監控力度，對于飛機的自身儀器的安全狀況和飛機定位有著良好的掌控作用，為未來無線電羅盤信號模擬器發展提供一個明確的線路和方向。