一种飞行器着陆设备航向下滑接收机检测信号模仿仪的制作方法

本实用新型涉及一种飞行器着陆设备航向下滑接收机的测试与维护，特别针对适用于飞机机场外场使用的检测设备。

背景技术：

飞行器着陆设备航向下滑接收机目前在军用、民用飞机上有较大的装备量，大量的装备也带来较为繁重的设备维护工作。目前航向下滑接收机检测使用的信号源仍然是早期较为落后的技术，功能单一，操作相对发杂，稳定性较差，加之设备老化需要较高的校验频率，急需更新换代。

模仿仪需要的技术包括：多波段高频振荡器、低频振荡器、调制器、高频放大器、可调衰减器。目前机场使用的模仿仪，其高频振荡电路仍然采用分离件组成的振荡电路，电路庞大，难以集成，输出频率准确度低，稳定性差，需要定期校准；使用的低频振荡器，为分立元件组成的RC振荡器，输出频率稳定性差，信号幅度准确度低，存在漂移，长期稳定度差，需要定期校准；可调衰减器采用的铁氧体式衰减器，体积大、衰减误差大。

技术实现要素：

本实用新型解决的问题是：使用新技术克服现有技术的不足，提供一种飞行器着陆设备航向下滑接收机检测信号模仿仪，可靠性高、稳定性好、为适合外场使用的航向下滑接收机测试信号设备。

本实用新型的技术解决方案是：一种飞行器着陆设备航向下滑接收机检测信号模仿仪，包括：低频信号合成单元、高频信号合成单元、高频调制与输出单元、面板控制单元、电源单元；

面板控制单元包括输出端，高频调制与输出单元，包括控制端和输入端和输出端；

高频信号合成单元的输出连接高频调制与输出单元的输入，低频信号合成单元的输出连接高频调制与输出单元的输入，面板控制单元的输出连接高频调制与输出单元的控制端，高频调制与输出单元的输出连接天线并向空间辐射，电源单元的输出连接高频信号合成单元、低频信号合成单元的供电端供电。高频信号合成单元产生的超高频(300MHz以上)、甚高频(100MHz～300MHz，不含300MHz)信号输至高频调制与输出单元；低频信号合成单元产生90Hz、150Hz低频信号输至高频调制与输出单元；面板控制单元向高频调制与输出单元的控制端发出信号后，高频调制与输出单元将输送来的低频信号对高频信号进行调制后输往天线并向空间辐射。

所述的低频信号合成单元由正弦信号发生器、信号叠加电路组成，波段开关连接正弦信号发生器的开关，正弦信号发生器的输出连接信号叠加电路，叠加电路连接幅度调制与输出单元的输入，幅度调制与输出单元的输出作为低频信号合成单元的输出。90Hz、150Hz低频信号为两个正炫信号，面板开关控制这两个正弦信号的输出幅度。

所述的高频信号合成单元由晶体振荡器、锁相环路、110MHzVOC(压控振荡器)、335MHzVOC(压控振荡器)组成，锁相环路由分频器1、分频器2、分频器3、鉴相器、低通滤波器组成；

晶体振荡器的输出连接分频器1的输入，分频器1的输出连接鉴相器的一个输入，鉴相器的输出连接低通滤波器的输入，低通滤波器的输出连接110MHzVOC(压控振荡器)的输入、335MHzVOC(压控振荡器)的输入，110MHzVOC(压控振荡器)的输出、335MHzVOC(压控振荡器)的输出连接高频调制与输出单元的输入；高频调制与输出单元的输出作为高频信号合成单元的输出；

分频器3的输出连接分频器2的输入，110MHzVOC(压控振荡器)的输出、335MHzVOC(压控振荡器)的输出连接分频器3的输入，分频器2的输出连接鉴相器的另一个输入。

所述的高频调制与输出单元由高频放大器1、模拟乘法器、高频放大器2、低频放大器、可调衰减器组成；

高频放大器1的输入为高频信号合成单元的输出，高频放大器1的输出连接模拟乘法器的一个输入，模拟乘法器的输出连接高频放大器2的输入，高频放大器2的输出连接可调衰减器的输入，可调衰减器的输出作为高频调制与输出单元的输出；低频放大器的输出连接模拟乘法器的另一个输入；低频放大器的输入连接低频信号合成单元的输出。

所述的面板控制单元由波段开关、波道开关、调制度差值转换开关组成。波段开关连接高频信号合成单元的110MHzVOC(压控振荡器)的控制端、335MHzVOC(压控振荡器)两个压控振荡器的控制端；波道开关连接高频信号合成单元的分频器2的控制端；调制度差值转换开关连接低频信号合成单元的正弦信号发生器的信号幅度控制端。

所述的电源单元由AC-DC变换器、充电器、蓄电池、保险丝、直流变换模块(DC-DC)。

AC-DC变换器的输入连接外部交流220V、50Hz电源的输出、AC-DC变换器的输出连接充电器的输入，充电器的输出连接蓄电池的正负电极、保险丝的一端与正电极或负电极连接，保险丝的另一端与直流变换模块(DC-DC)的输入端连接；直流变换模块(DC-DC)的输出端作为电源单元的输出，输出变换后的电压。

模仿仪由低频信号合成单元、高频信号合成单元、高频调制与输出单元、面板控制单元、电源单元组成。高频信号合成单元产生的超高频、甚高频信号输往高频调制与输出单元；低频信号合成单元产生的90Hz、150Hz低频信号输往高频调制与输出单元；高频调制与输出单元将输来的低频信号对高频信号进行调制后输往天线并向空间辐射。

低频信号合成单元由正弦信号发生器、叠加电路组成。面板开关连接正弦信号发生器，正弦信号发生器连接叠加电路，叠加电路连接幅度调制与输出单元。低频信号合成单元用来产生几种幅度差值的90Hz、150Hz低频叠加信号输往高频调制与输出单元。

高频信号合成单元由晶体振荡器、锁相环路、110MHzVOC(压控振荡器)、335MHzVOC(压控振荡器)组成，锁相环路由分频器1、分频器2、分频器3、鉴相器、低通滤波器组成。晶体振荡器连接分频器1，分频器1连接鉴相器，鉴相器连接分频器1、分频器2、低通滤波器，低通滤波器连接110MHzVOC(压控振荡器)、335MHzVOC(压控振荡器)，110MHzVOC(压控振荡器)、335MHzVOC(压控振荡器)连接高频调制与输出单元、分频器3、面板开关，分频器3连接分频器2，分频器2连接分频器3、面板开关、鉴相器。该单元工作于航向状态时可产生频率范围为108.00～111.95MHz的40个波道信号，波道间隔为50KHz的航向信标信号，工作于下滑状态下时可产生频率范围为329.15～334.75MHz的40个波道信号，波道间隔为150KHz的下滑信标信号。该信号输往高频调制与输出单元

高频调制与输出单元由高频放大器1、模拟乘法器、高频放大器2、低频放大器、可调衰减器组成。高频放大器1连接高频信号合成单元、模拟乘法器，模拟乘法器连接高频放大器1、高频放大器2、低频放大器，高频放大器2连接模拟乘法器、可调衰减器，低频放大器连接低频信号合成单元、模拟乘法器，可调衰减器连接高频放大器2、高频输出端口，高频输出端口可以连接发射天线或高频电缆。该单元的作用是将低频信号合成单元输来的低频合成信号与高频信号合成单元输来的高频信号进行调制，调制后的调幅信号经过衰减器衰减后通过天线向空中辐射。

面板开关由波段开关、波道开关、调制度差值转换开关组成。其作用控制模仿仪的波段、波道、调制度差值的转换。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

(1)本实用新型的系统采用了新型器件、大规模集成电路、模块化电路，减小了设备体积。模仿仪采用集成电路合成90Hz、150Hz信号并进行叠加；采用多压控振荡器的锁相式频率合成器产生系统所需的高频信号；采用新型可调衰减器，体积小精度高。

(2)本实用新型的模仿仪需要合成150Hz、90Hz正弦信号，现有设备采用普通的RC振荡器产生两个正弦信号，并进行叠加，实现难度大，电路复杂。系统采用了集成芯片函数信号发生器直接合成正弦信号，较好的解决了这个问题。函数信号发生器具有输出信号频率准确度高、稳定性好的优点。

(3)本实用新型的模仿仪需要产生108.00～117.95MHz的全向信标、航向信标信号，329.15～335.00MHz的下滑信标信号，其总的带宽为227MHz，波道数量为40个。现有设备采用谐振式振荡器，电路庞大，频率准确度低，电路故障率高。实用新型采用复合锁相式频率合成器可以解决多波段、波道，信号高准确度、稳定度的问题。复合式锁相频率合成技术，也就是锁相式多波段频率合成技术。锁相式多波段频率合成器内部采用了多个压控振荡器选择使用，鉴相器、分频器复合使用的方法。由于每个压控振荡器工作在不同的频率上，且具有不同的带宽，所以多个压控振荡器的总带宽可以满足系统多波段、宽频带的技术要求。由于锁相式多波段频率合成器，是以锁相式频率合成器为基础构成的，所以它具有频率稳定、准确度高、便于集成的优点。

(4)本实用新型的模仿仪在外场工作时需要蓄电池供电，现有设备使用的蓄电池供电时间短，充电时间长。实用新型采用AC-DC模块电路可以提供较大的输出电流为电池快速充电提供基础。所采用的充电器包含了智能化充电技术，可以保证蓄电池以较大的电流充上足够的电量。

附图说明

图1本实用新型的一种飞行器着陆设备航向下滑接收机检测信号模仿仪原理框图；

图2本实用新型的低频信号合成单元原理框图；

图3本实用新型的高频信号合成单元原理框图；

图4本实用新型的幅度调制与输出单元原理框图；

图5本实用新型的面板开关组成框图；

图6本实用新型的电源单元原理框图。

具体实施方式

本实用新型的基本思路为：提出一种飞行器着陆设备航向下滑接收机检测信号模仿仪(以下简称模仿仪)由低频信号合成单元、高频信号合成单元、高频调制与输出单元、面板控制单元、电源单元组成。高频信号合成单元产生的超高频、甚高频信号输往高频调制与输出单元；低频信号合成单元合成的90Hz、150Hz低频信号输往高频调制与输出单元；高频调制与输出单元将输来的低频信号对高频信号进行调制后输往天线并向空间辐射。本实用新型具有可靠性高，通用性好的特点，适用于机场外场对机载着陆设备航向下滑接收进行外场检查。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型由低频信号合成单元、高频信号合成单元、高频调制与输出单元、面板控制单元、电源单元组成。高频信号合成单元产生的超高频、甚高频信号输往高频调制与输出单元；低频信号合成单元合成的90Hz、150Hz低频信号输往高频调制与输出单元；高频调制与输出单元将输来的低频信号对高频信号进行调制后输往天线并向空间辐射。

如图2所示，低频信号合成与控制单元由正弦信号发生器、叠加电路组成。正弦信号发生器可以产生150Hz与90Hz正弦信号，并将两信号输至叠加电路的两个输入端。正弦信号发生器由两片函数信号发生器组成，例如可选用函数信号发生器：ICL8038；叠加电路的作用是将150Hz与90Hz正弦信号按不同的幅度比例进行叠加，叠加后的信号输至幅度调制与输出单元的低频信号输入端。该电路由分压电阻与三极管放大器组成，三极管可选用例如：3DG130。

如图3所示的高频信号合成单元，由晶体振荡器、锁相环路、110MHzVOC(压控振荡器)、335MHzVOC(压控振荡器)组成，锁相环路由锁相环(分频器1、分频器2、鉴相器、低通滤波器)、分频器3组成。晶体振荡器用来产生高精度、高稳定度基准频率，所产生的频率输至锁相环的OSCin输入端，晶体振荡器可选用如：12.8MHz的晶体振荡器；锁相环路的作用是将压控振荡器(VOC)输出的频率信号分频后与基准频率分频后的频率信号进行鉴相，当两信号频率相同、相位一致时输出固定电压，若两信号频率、相位不一致时则输出正或负电压，该电压经低通滤波器滤出杂波信号后输至压控振荡器(VOC)，控制压控振荡器的振荡频率，使频率数值增加或减小，最终使鉴相器输出固定电压。锁相环选用集成电路，如：MC145152，分频器3选用固定分频器，如：MC12028。分频器1、分频器2为MC145152的内部分频器，分频器1的分频系数可根据需要设置，分频器2的分频系数由面板开关控制，改变其分频系数可以改变压控振荡器的输出频率；110MHzVOC(压控振荡器)、335MHzVOC(压控振荡器)可以通过面板开关切换工作。110MHzVOC工作时可输出108.00～111.95MHz频段内，波道间隔为50KHz高频信号。335MHzVOC工作时可产生频率为329.15～334.75MHz频段内，波道间隔为150KHz的高频信号。两个VOC输出的高频信号分别输至幅度调制与输出单元的高频信号输入端，与分频器3的输入端。110MHzVOC(压控振荡器)、335MHzVOC(压控振荡器)可选用同样的集成芯片，如：MAX2620，通过改变外围器件参数改变振荡器的中心频率。

如图4幅度调制与输出单元，由高频放大器1、模拟乘法器、高频放大器2、低频放大器、可调衰减器组成。高频放大器1的作用是对输来的高频信号进行放大。高信号合成单元输来的高频信号经高频放大器1发大后输至模拟乘法器的高频输入端。高频放大器1可选用高频器件，如：HMC473MS8；低频放大器的作用是将低频信号合成单元输来的低频信号进行幅度放大，并输至模拟乘法器的低频输入端，低频放大器可选用放大范围较宽的放大器件，如：LT1793等。模拟乘法器的作用是将输来的高频信号与低频信号进行调制(进行模拟乘法运算)，并将调制后的调幅信号输至高频放大器2的输入端。模拟乘法器可选用100MHz～400MHz的模拟乘法器，如：RF2485；高频放大器2用来将输来的高频调幅信号进行放大，并将放大后的信号输至可调衰减器的输入端。高频放大器2可选用高频放大器件，如：HMC473MS8；可调衰减器的作用是将输来的调幅信号进行定量衰减后输至发射天线。可调衰减器可以选用功率、频率、衰减量符合要求的衰减器，如上海华翔GKTSX-2-99-A6，0～99dB，1dB步进可调衰减器。

如图5所示面板控制单元，由波段开关、波道开关、调制度差值转换开关组成。波段开关连接110MHzVOC(压控振荡器)、335MHzVOC(压控振荡器)两个压控振荡器的使能端，用于控制切换两个压控振荡器，使其工作或停止，从而达到波段切换的目的。波段开关由单刀双掷开关组成，优选为武汉海涛电子销售的T8013-SEBQ；波道开关的作用是输出控制码信号，控制高频信号合成单元的分频器2的分频系数，完成高频信号的波道切换。波道开关的输出端连接MC145152的分频系数控制端。波道开关可选用数字拨码开关，优选为万达电子的KBP1型数字拨码开关；调制度差值转换开关用于调整低频信号合成单元中的正弦信号发生器输出90Hz、150Hz低频信号幅度，幅度数据共有13组。该开关直接连接在低频信号合成单元的两个8038输出端的电压分压电阻上。调制度差值转换开关选用双刀13位波段开关，如四川宜宾红星电子有限公司生产的KCX13W2D波段开关。

如图6所示的电源单元，由AC-DC变换器、充电器、保险丝、直流变换模块组成。AC-DC变换器，其作用是将～220V50Hz市电转换为15V直流电压，输至充电器的输入端。AC-DC变换器可选用AC-DC电源模块，如北京鑫达飞电子公司的25W输出15V直流电源模块DFA25S15N；充电器的作用是对蓄电池充电，其输出端直接连接蓄电池的正负极。充电器可选用充电器模块，如：江苏万豪电子科技公司生产的XH-M601蓄电池充电模块；蓄电池的作用是用作12V供电电源，保证在没有外接电源的情况下使模仿仪能正常工作。蓄电池的输出端串接1A保险丝。蓄电池选用12V10AH锂电池，如：Aien的AN-10000；保险丝选用普通1A保险丝，蓄电池输出的12V电压经保险丝输至直流变换模块的输入端；直流变换模块(DC-DC)的作用是输出模仿仪工作所需的±5V、±9V、15V直流电压。该模块选用3块DC-DC电源模块，如：北京鑫达飞电子公司的DFB10-12D5N、DFB10-12D9N、DFB10-12S15N，分别输出±5V、±9V、15V直流电压。

本低频信号接口测试系统主要采用了如下可靠性和安全性设计：

(1)晶体管、集成电路、波段开关、纽子开关、拨码开关和继电器等元器件一律选用工业级以上标准器件，以提高模仿仪的的整体可靠性。

(2)高频板卡采用多层电路板，防止信号相互干扰，提高稳定性。

(3)蓄电池充电电路采用带有智能充电芯片的充电模块，防止大电流过充影响电池寿命。

(4)蓄电池采用新型免维护蓄电池，防止电池漏液或加注电解液时出现的不安全隐患。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。