飞机无线电罗盘数字化设计与抗干扰研究

2014-10-07 15:21:24 大云网　点击量：评论 (0)

摘　要：飞机无线电罗盘是飞机上装载的一项十分重要的装备和技术，是对飞机进行定位和导航的主要设备，因此加强无线电罗盘的抗干扰能力研究，有助于加强对高空交通秩序的维护；同时，加快飞机无线电罗盘数字化设

摘　要：飞机无线电罗盘是飞机上装载的一项十分重要的装备和技术，是对飞机进行定位和导航的主要设备，因此加强无线电罗盘的抗干扰能力研究，有助于加强对高空交通秩序的维护；同时，加快飞机无线电罗盘数字化设计能有给飞机驾驶提高一个简约的平台，为罗盘主机接收和发射信号一共巨大的便利。本文主要从飞机无线电罗盘数字化模拟设计和抗干扰性能两个方面进行分析研究，寻找两个方面的具体共通性，为加快飞机无线电罗盘数字化建设提供巨大的动力。

关键词：无线电罗盘　信号数字化　抗干扰

无线电罗盘式飞机飞行过程中，对自身进行定位的一个十分重要的设备，通过对飞机无线电罗盘进行数字化设计，能够实现对无线电罗盘的实时监控和检测，能够及时接收到，无线电罗盘的故障信息和运行质量，这对飞机无线电罗盘进行数字化设计时，需要采用相应的能够对无线电罗盘进行远程监控的模拟元件。

1　无线电罗盘系统结构分析

　　1.1　天线系统结构

　　机载无线电罗盘具有很多种不同的型号，但是其天线系统的结构和组成大致相似，因此为飞机用无线电罗盘的数字化建设过程提供了极大的便利，在其天线系统中，一般包含两部天线，一部分是环形天线，另外一部是垂直天线，环形天线的主要目的是对飞机信号进行方向性定位，用来判断无线电波的方向，垂直天线的主要作用是用来对环形天线进行辅助定向，协助环形天线对信号进行接收和判断。早期的飞机上无线电罗盘的天线信号是分离安装的，分别通过不同的输送设备将信号送往罗盘接收机，而现代的天线结构式将环形天线和垂直天线组合安装成为一个部件，方便了对信号的接收。

　　1.2　天线系统信号分析

　　对于传统式天线系统，是将信号进行分离，输出为三路射频信号，其中两路为环形天线信号一路为垂直天线信号，三路信号能够同时对不同方位的地面导航台发射的型号进行接收，及时的传输到罗盘接收机；在现代组合式天线系统中，天线系统主要工作内容是在其自身内部对型号进行整合处理，然后输出为一组能够表达方位信息的高频信号。

　　1.3　无线电罗盘工作过程分析

　　无线电罗盘信号模拟器的主要工作内容是用于模拟产生无线电罗盘输出信号，然后通过输送设备将这些具有飞机的方位角度信息的讯号发送到罗盘接收机，为罗盘接收机的工作提供信号支持，实现对记载电子设备的检测和检修，对机载无线电罗盘进行数字化设计和抗干扰研究有着十分重要的意义。

2　无线电罗盘数字化设计

　　2.1　信号分配电路

　　信号分配电路主要是由信号分配网络和测角器两个部分构成，能够够实现将外部信号源发射的信号按照接收的角度进行分离，然后转化为电信号，传输到各个设备，信号分配网络是由一部分电子元件组成，能够对输入信号进行分压，然后将信号进行分离，使得信号输出要求能够满足罗盘接收器的接收需求。而测角器的主要作用是对高频信号按方位角不同进行分类，然后将角度转换为电压信号，传输到信号接收机。

　　2.2　信号处理电路

　　信号处理电路是将信号分配电路发射的两路电信号进行处理，并且能够根据飞行过程中的具体需求进行筛选和转换，将电信号处理为罗盘接收器能够接收的信号类型。信号处理电路在工作过程中能够实现对环路天线和垂直天线的实时监控，并对信号进行放大和叠加，能够很有效的提高组合天线的自身抗干扰能力。无线电罗陪你信号模拟器原理见图1：

　　2.3　接口电路

　　接口电路时罗盘模拟器的输入/输出接口，接口电路的主要功能是连接外部设备，让外部设备通过接口电路，实现对整个天线系统的控制和辅助设计。接口电路主要组成有键盘接口设备，显示电路接口设备和CPIS总线的接口线路,只有通过这些接口电路再能实现对罗盘数字设计的一个直观的概念和对过程的直接控制。

3　无线电抗干扰的方法

　　3.1　互调干扰仿真研究过程

　　通过大量研究互调干扰仿真模拟设计，我们不难发现，许多种不同频率的电信号同时进入到天线以后就会发生互调干扰，因为使用若非线性的低噪声功放会使得不同信号之间的互调分量随之产生，并形成互调干扰，不仅会对系统的稳定性产生影响，还会对接收到信号的真实性产生不良影响。通过对可能产生干扰的频率进行分析，最大程度简化分析互调过程，利用正弦波对互调干扰过程进行仿真模拟。能够的到互调干扰的频谱图，见图2。

　　3.2　传统抑制互调干扰方法

　　传统过程抑制互调干扰的主要措施有以下几种。一是提高前端电路选择性，这样能够增强互调作用的自身抑制能力。二是优先选择合理的接收频率，让组合频率和干扰频率之间的波道干扰降到最低，使两种信号之间的互调干扰程度降低。三是利用信号合成技术，将输入信号的波段幅度进一步减少，让信号的动态范围减少，从而抵抗互调干扰。传统发发对于抑制互调干扰的效果一直不太明显，有的方法甚至条件要求严苛，不能实现。

　　3.3　罗盘数字化抗干扰研究

　　当代罗盘数字化建设过程取得了十分巨大的成就，已经形成了一系列完善的方法来抑制互调干扰，主要方法包括：功率回退法、前馈法、负反馈法和预失真法等方法，他们能够将外围电路进行调整，主动配合前端电路对信号进行发达，实现抑制和消除互调干扰的根本目的。目前，现阶段采用的比较多的基带采样数字化设计结构的无线电罗盘方案，这种方案采用的是通信道信号模拟，参数设计的合理性随时会受到外界环境和温度的影响，

4　结语

　　通过对机载无线电罗盘数字化设计和研究讨论能够对加强对飞机各个电子元件的监控力度，对于飞机的自身仪器的安全状况和飞机定位有着良好的掌控作用，为未来无线电罗盘信号模拟器发展提供一个明确的线路和方向。