专利名称：一种vxi模块化的adf天线信号仿真器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及航空电子导航天线信号仿真器，特别涉及一种用VXI模块化的 ADF天线信号仿真器。
背景技术：
在机载ADF的维修测试中，需要提供能激励机载ADF的射频信号，该射频信号包含了测试机载ADF功能所需要的方位信息。ADF天线信号仿真器就是能提供这种射频信号的一种地面设备。传统上实现机载ADF激励的方法有两种一种是通过屏蔽箱模拟真实ADF 工作环境实现；一种是通过模拟的方式实现。这两种方法都有相应的缺点和使用限制。对于屏蔽箱法，它的缺点是体积大，且操作方式为手动，无法满足自动化测试的需求；对于模拟实现法，它的缺点是模拟的角度信号不连续可调，需要输入载频信号，无法实现远程自动化控制等。
发明内容为了克服目前机载ADF天线信号激励方法的缺陷，满足自动化测的需求，本实用新型提供了一种VXI模块化的ADF天线信号仿真器。一种VXI模块化的ADF天线信号仿真器，由输入数据缓冲接口、运算模块、交换数据缓冲接口、DDS模块、射频通道、RS232接口组成，输入数据缓冲接口连接运算模块，运算模块分别连接交换数据缓冲接口、DDS模块，交换数据缓冲接口连接DSP，VXI模块化的ADF 天线信号仿真器的RS232接口分别连接DSP和上位机，运算模块另通过射频通道输出信号， 接收机通过ADC连接输入数据缓冲接口。首先，ADF接收机发出的sin和cos两路低频参考信号通过ADC数字化后进入FPGA的数据缓冲接口。FPGA接收上位机通过串口发出的控制命令，并将命令传送至DSP，由DSP解算出载波、方位等信息并回传到FPGA，进而控制FPGA中的DDS模块和算术运算模块，完成到ADF天线信号的合成。合成输出的数字信号经DAC转换为模拟信号，再经射频通道调理后输出。DSP (digital signal processor)是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号。再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。VXI模块总线系统或者其子系统由一个VXHxis主机箱、若干VXHxis器件、一个 VXrtus资源管理器和主控制器组成，零槽模块完成系统背板管理，包括提供时钟源和背板总线仲裁等，当然它也可以同时具有其它的仪器功能。资源管理器在系统上电或者复位时对系统进行配置，以使系统用户能够从一个确定的状态开始系统操作。在系统正常工作后， 资源管理器就不再起作用。主机箱容纳VXHxis仪器，并为其提供通信背板、供电和冷却。 HP、Tekronix等五家仪器公司成立了 VXrtus联合体，并于1987年发布了 VXI规范的第一个版本。几经修改和完善，与1992年被IEEE接纳为IEEE-1155-1992标准。ADF，是由天线、受讯机，RMI (磁方向指示器Rotary Magnetic hdicator)及控制器所组成。天线则是由环型天线(Loop Antenna)与辨向天线(Sense Antenna)构成。能够自动探知地上传来送讯讯号(连续波、或用识别符号变调的连续波)的发出方向的动作称为 ADF波形，这个时候是使用环型天线与辨向天线的讯号，如果只需接收无指向数据以及识别符号的话，就单使用辨向天线(ANT波形)。天线的安装位置是设于机体上侧或下侧约略中央处，并且将环型天线、辨向天线、以及四分圆误差补正器和增辐器等一起放入机体中运用。DDS是直接数字式频率合成器(Direct Digital Synthesizer)的英文缩写。DDS 芯片中主要包括频率控制寄存器、高速相位累加器和正弦计算器三个部分(如Q2220)。频率控制寄存器可以串行或并行的方式装载并寄存用户输入的频率控制码；而相位累加器根据频率控制码在每个时钟周期内进行相位累加，得到一个相位值；正弦计算器则对该相位值计算数字化正弦波幅度(芯片一般通过查表得到)。DDS芯片输出的一般是数字化的正弦波，因此还需经过高速D/A转换器和低通滤波器才能得到一个可用的模拟频率信号。由国家仪器公司(Ni)提供。RS232接口是1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备(DTE) 和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”。该标准规定采用一个25 个脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。随着设备的不断改进，出现了代替DB25的DB9接口，现在都把RS232接口叫做DB9。本实用新型实现的机载ADF天线信号仿真器克服了传统方法不足，并具有如下的优点1.体积小，结构紧凑。整个仿真器为双槽VXI模块，以最大边计算，其长X宽X 高分别为:305mmX233mmX49mmo2.拆装方便，易于集成。VXI模块放置于VXI机箱中，通过推拉既可实现拆装。可与VXI机箱中的其他模块一起组成功能更强大的系统。3.仿真器可程控，可实现自动化测试。仿真器的工作状态通过计算机控制，可通过人工手动发指令控制仿真器输出信号，也可通过执行程序实现自动控制仿真器发出信号， 进而实现自动化测试。4.方位步进小，频点覆盖全。对于仿真器产生的方位，可实现小于1度的步进，方位范围为0到359度。所有ADF工作的频点都能被覆盖。
图1为本实用新型结构示意图。其中，1——数字接收机、2——输入数据缓冲接口、3——运算模块、4——射频通道、5——上位机、6——RS232接口、7——DSP,8——交换数据缓冲接口、9——DDS模块。
具体实施方式
一种VXI模块化的ADF天线信号仿真器，由输入数据缓冲接口、运算模块、交换数据缓冲接口、DDS模块、射频通道、RS232接口组成，输入数据缓冲接口连接运算模块，运算模块分别连接交换数据缓冲接口、DDS模块，交换数据缓冲接口连接DSP，VXI模块化的ADF 天线信号仿真器的RS232接口分别连接DSP和上位机，运算模块另通过射频通道输出信号，接收机通过ADC连接输入数据缓冲接口。首先，ADF接收机发出的sin和cos两路低频参考信号通过ADC数字化后进入FPGA 的数据缓冲接口。FPGA接收上位机通过串口发出的控制命令，并将命令传送至DSP，由DSP 解算出载波、方位等信息并回传到FPGA，进而控制FPGA中的DDS模块和算术运算模块，完成到ADF天线信号的合成。合成输出的数字信号经DAC转换为模拟信号，再经射频通道调理后输出。DSP (digital signal processor)是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号。再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。VXI模块总线系统或者其子系统由一个VXHxis主机箱、若干VXHxis器件、一个 VXIbus资源管理器和主控制器组成，零槽模块完成系统背板管理，包括提供时钟源和背板总线仲裁等，当然它也可以同时具有其它的仪器功能。资源管理器在系统上电或者复位时对系统进行配置，以使系统用户能够从一个确定的状态开始系统操作。在系统正常工作后， 资源管理器就不再起作用。主机箱容纳VXHxis仪器，并为其提供通信背板、供电和冷却。 HP、Tekronix等五家仪器公司成立了 VXrtus联合体，并于1987年发布了 VXI规范的第一个版本。几经修改和完善，与1992年被IEEE接纳为IEEE-1155-1992标准。ADF，是由天线、受讯机，RMI (磁方向指示器Rotary Magnetic hdicator)及控制器所组成。天线则是由环型天线(Loop Antenna)与辨向天线(Sense Antenna)构成。能够自动探知地上传来送讯讯号(连续波、或用识别符号变调的连续波)的发出方向的动作称为 ADF波形，这个时候是使用环型天线与辨向天线的讯号，如果只需接收无指向数据以及识别符号的话，就单使用辨向天线(ANT波形)。天线的安装位置是设于机体上侧或下侧约略中央处，并且将环型天线、辨向天线、以及四分圆误差补正器和增辐器等一起放入机体中运用。DDS是直接数字式频率合成器(Direct Digital Synthesizer)的英文缩写。DDS 芯片中主要包括频率控制寄存器、高速相位累加器和正弦计算器三个部分(如Q2220)。频率控制寄存器可以串行或并行的方式装载并寄存用户输入的频率控制码；而相位累加器根据频率控制码在每个时钟周期内进行相位累加，得到一个相位值；正弦计算器则对该相位值计算数字化正弦波幅度(芯片一般通过查表得到)。DDS芯片输出的一般是数字化的正弦波，因此还需经过高速D/A转换器和低通滤波器才能得到一个可用的模拟频率信号。由国家仪器公司(Ni)提供。RS232接口是1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备(DTE) 和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”。该标准规定采用一个25 个脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。随着设备的不断改进，出现了代替DB25的DB9接口，现在都把RS232接口叫做DB9。首先，ADF接收机发出的sin和cos两路低频参考信号通过ADC数字化后进入FPGA 的数据缓冲接口。FPGA接收上位机通过串口发出的控制命令，并将命令传送至DSP，由DSP 解算出载波、方位等信息并回传到FPGA，进而控制FPGA中的DDS模块和算术运算模块，完成到ADF天线信号的合成。合成输出的数字信号经DAC转换为模拟信号，再经射频通道调理后输出。
权利要求1. 一种VXI模块化的ADF天线信号仿真器，由输入数据缓冲接口、运算模块、交换数据缓冲接口、DDS模块、射频通道、RS232接口组成，其特征在于输入数据缓冲接口连接运算模块，运算模块分别连接交换数据缓冲接口、DDS模块，交换数据缓冲接口连接DSP，VXI模块化的ADF天线信号仿真器的RS232接口分别连接DSP和上位机，运算模块另通过射频通道输出信号，接收机通过ADC连接输入数据缓冲接口。
专利摘要本实用新型涉及航空电子导航天线信号仿真器，特别涉及一种用VXI模块化的ADF天线信号仿真器。一种VXI模块化的ADF天线信号仿真器，输入数据缓冲接口连接运算模块，运算模块分别连接交换数据缓冲接口、DDS模块，交换数据缓冲接口连接DSP，VXI模块化的ADF天线信号仿真器的RS232接口分别连接DSP和上位机，运算模块另通过射频通道输出信号，接收机通过ADC连接输入数据缓冲接口。本实用新型优点在于体积小、拆装方便、易于集成、仿真器可程控、方位步进小。
文档编号H04B17/00GK202261305SQ20112030156
公开日2012年5月30日 申请日期2011年8月18日 优先权日2011年8月18日
发明者叶兴林, 张军, 许达 申请人:中电科航空电子有限公司