EDN China > 设计实例 > 测试与测量 > 射频--微波--无线测试 > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

(多图) 基于PCI-9846的航空导航VOR信号综测仪设计

凌华科技?? 2013年07月18日 ?? 收藏0
摘要:以航空导航VOR(Very High Frequency Omnidirectional Range,甚高频全向信标)信号为例,用凌华科技PCI-9846高速数字化仪进行采集,并完成时域及频域的分析,解调后可以还原出方位信息,以此快捷地检验信号准确性。经验证,软件无线电在自动测试系统的应用可以大大节约成本,简化系统,并提高效率。数字化仪的相关性能指标可以满足需要。

引言

航空电子设备的测试要求利用有限的资源,构建功能多样化的自动测试系统。机载电子设备的信号多且复杂,涵盖了低频和高频信号、连续和离散信号,同时还包括一些非电信号。传统的测试系统采用分立仪器搭建,这种方法成本高,测量自动化程度低,扩展性差。随着民用航空运输业的发展,大部分机载飞行电子设备高度数字化、集成化,已不可能靠人工手动对其进行测试检查。所以目前世界各发达国家均采用自动测试设备完成此类工作。

软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托,通过软件编程来实现无线电台的各种功能,从基于硬件、面向用途的电台设计方法中解放出来。自动测试系统对信号源的灵活性和全面性提出了更高的要求,传统的信号发生器难以满足需求。与之相比,基于软件无线电的信号发生器由于它所具有的灵活性、开放性等特点,有着突出的优势,更加适应需要。同时,这也将为相关的教学研究提供便利。

将凌华科技PCI-9846H运用于自动测试系统信号源的测试和校准中,以航空导航VOR信号为例,对信号进行采集和处理,还原出基本信息。证明数字化仪的性能指标可以满足需要。

1.VOR信号

甚高频全向信标的基本功用是为机载VOR接收机提供一个复杂的无线电信号,经机载VOR接收机解调后,测出地面甚高频全向信标台相对于飞机的磁方位即VOR方位。机载接收机接收到的空间合成VOR信号包括基准相位信号和可变相位信号,通过对两种信号相位的比较来实现定向。VOR工作频率范围108MHz~117.95MHz,波道间隔0.05MHz。

1.1 VOR基准相位信号

VOR基准相位信号(Reference Phase Signal)包括射频载波和9960Hz的副载波。射频载波的频率范围从108MHz~117.95MHz。9960Hz的副载波被30Hz基准信号调频,调制系数16,表达式为:

式中,mR是副载波对射频载波的调幅系数,fs为副载波频率,mf为对副载波的调制系数,F为基带信号频率,f0为射频频率。

基准相位信号在空间0°~360°各径向方位上辐射信号的强度和所含30Hz信号的相位都不变,辐射场的水平方向性图为一个圆。

1.2 VOR可变相位信号

可变相位信号(Variable Phase Signal)只包含单纯的射频载波,频率范围108MHz~117.95MHz。两对正交的边带天线分别辐射正弦调制边带波和余弦调制边带波,场强均按30Hz的规律变化,这样在空间就生成了一个30Hz正弦规律改变的调幅波,表达式为:

式中α是当前VOR径向方位角。

1.3 合成信号

空间接收到的合成信号(Composite Signal)包括基准相位信号和可变相位信号的叠加,如图1所示,表达式为:

接收机通过解调和比较二者的相位差得到方向信息。


图1:空间合成信号