专利名称：Vxi模块化的tcas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监视领域，尤其涉及一种用VXI (VMEbusExtensions for Instrumentation)模块实现的程控数字化TCAS天线信号仿真器。
背景技术：
空中交通防撞系统(TCAS:Traffic Collision Avoidance System)是目前大型客机必装的一套电子系统，它可以为驾驶员提供交通咨询(TA:Traffic Advisory)和决策咨询(RA:Resolution Advisory)两种服务，以帮助驾驶员实现安全飞行。目前对TCAS的测试有两种方法，一种是在外场模拟应答机对TCAS的询问信号进行应答，以测试TCAS功能；第二种是用天线信号仿真设备对TCAS的四个天线阵子分别进行激励。第一种方法通常是用在飞机整机测试阶段，不能用于子系统与系统集成阶段，不利于提前发现问题、解决问题。第二种方法虽然可用于子系统与系统集成阶段，但目前该方法中使用的地面激励设备有体积大、程控性差、不易于自动化测试等缺点。
实用新型内容本实用新型的目的在于，提出一种VXI模块化的TCAS天线信号仿真器，其可以克服目前常用机载TCAS天线信号仿真器的缺陷，满足自动化测的需求。为实现上述目的，本实用新型提供了一种VXI模块化的TCAS天线信号仿真器，其包括=VXI模块，该VXI模块内包括核心处理与控制模块、分别与TCAS天线通信连接的接收单元及发射单元；所述接收单元内包括相连接的射频接收通道及解码模块，发射单元内包括依次电性连接的应答脉冲形成模块、功分器及多路射频幅/相模块；所述核心处理与控制模块一端与解码模块电性连接，其另一端分别与应答脉冲形成模块及多路射频幅/相模块控制连接；所述射频接收通道及多路射频幅/相模块均与TCAS天线通信连接。本实用新型中，所述VXI模块可以采用双槽VXI模块，该双槽VXI模块设置于一VXI机箱内。其中，所述TCAS天线包括四个TCAS全向天线单元，发射单元内包括四路分别与该四个TCAS全向天线单元对应设置的射频幅/相模块。本实用新型所述的功分器为四路功分器，该四路功分器一端与应答脉冲形成模块电性连接，四路功分器另一端分别与四路射频幅/相模块对应电性连接。进一步地,所述每一路射频幅/相模块均通过一收发开关与一个TCAS全向天线单元通信连接。具体的，所述其中一 TCAS全向天线单元通过收发开关与射频幅/相模块通信连接。再者，所述每一收发开关均与核心处理与控制模块控制连接。本实用新型的VXI模块化的TCAS天线信号仿真器，其四路输出信号幅度相位均可控，可同时实现对幅度测向TCAS和相位测向TCAS的激励；再者，其工作状态通过计算机控制，可通过人工手动发送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；同时，本实用新型采用双槽VXI模块化设计，具有体积小、结构紧凑、拆装方便、易于集成的优点，其可与VXI机箱中的其他模块一起组成功能更强大的系统。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型VXI模块化的TCAS天线信号仿真器一种具体实施例的模块结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。如图1所示，本实用新型提供一种VXI模块化的TCAS天线信号仿真器，其包括:VXI模块，该VXI模块内包括核心处理与控制模块10、分别与TCAS天线(未图示)通信连接的接收单元及发射单元；所述接收单元内包括相连接的射频接收通道20及解码模块30，发射单元内包括依次电性连接的应答脉冲形成模块40、功分器50及多路射频幅/相模块60 ；所述核心处理与控制模块10 —端与解码模块30电性连接，其另一端分别与应答脉冲形成模块40及多路射频幅/相模块60控制连接；所述射频接收通道20及多路射频幅/相模块60均与TCAS天线通信连接。本实用新型VXI模块化的TCAS天线信号仿真器可程控，其工作状态通过计算机控制，可通过人工手动发送指令控制仿真器的输出信号，也可以通过执行程序实现自动控制仿真器发出信号，可以实现自动化测试的功能。本实用新型中，所述VXI模块可以采用标准的双槽VXI模块结构，该双槽VXI模块以最大边计算，其长X宽X高分别为305mmX233mmX49mm，不仅体积小，且结构紧凑。VXI是基于VME (VersaModule Eurocard)总线,在对仪器进行扩展的同时,它保留了 VME模块化系统的方法，与基于通用接口总线(GPIB:General-Purpose Interface Bus)陈旧的堆架式(rack-and-stack)系统相比，VXI成功地减小了仪器系统的尺寸并提高了系统集成化水平。再者，本实用新型的双槽VXI模块设置于一 VXI机箱内(未图示)，其通过推拉即可实现拆装，不仅拆装方便，且易于集成，可以与VXI机箱中的其他模块一起组成功能更强大的系统。本实用新型中的TCAS天线一般包括四个TCAS全向天线单元，发射单元内包括四路分别与该四个TCAS全向天线单元对应设置的射频幅/相模块60。在该具体实施例中，功分器50为四路功分器50，该四路功分器50 —端与应答脉冲形成模块40电性连接，四路功分器50另一端分别与四路射频幅/相模块60对应电性连接。[0018]作为本实用新型的一种具体实施例，所述核心处理与控制模块10可以具体采用现有技术中的ARM7处理器LPC2138或型号为XC4VSX35-10的高速数字信号处理FPGA来实现，整个地面激励系统在该核心处理与控制模块10的协调下工作。由于要实现机载TCAS天线的激励，至少需要向机载TCAS天线提供距离、高度以及方位这三个信息。本实用新型通过核心处理与控制模块10控制应答延时可实现距离信息的激励，高度信息被编码在应答信号中传递给机载TCAS天线，方位信息则是通过控制四路应答信号的幅度或相位关系来传递给机载TCAS天线。进一步地，所述每一路射频幅/相模块60均通过一收发开关70与一个TCAS全向天线单元通信连接。具体的，所述其中一 TCAS全向天线单元通过收发开关70与射频幅/相模块60通信连接。该每一收发开关70均与核心处理与控制模块10控制连接，图1中每一射频幅/相模块60上侧的短箭头均表示此处有幅/相控制信号，每一收发开关70上侧的短箭头均表示此处有收发控制信号，收发开关70左侧的双向箭头表示与TCAS天线双向通信连接。该四路射频幅/相模块60的输出信号幅度相位均可控，可同时实现对幅度TCAS和相位测向TCAS的激励。本实用新型VXI模块化的TCAS天线信号仿真器在具体应用中，针对目前的幅度测向和相位测向的两种TCAS，首先需要建立数学模型，计算出幅度测向TCAS中，天线接收到的各路信号的幅度差值，以及相位测向TCAS中，天线接收到的各路信号的相位差值。利用幅度差值和相位差值来控制仿真输出信号的幅度和相位，实现对TCAS天线的激励测试。具体的，当TCAS天线发送询问信号时，四路收发开关70中的三路收发开关70断开，TCAS天线发送的询问信号经四路收发开关70中其余的一路收发开关70传送到射频接收通道20，经解码模块30对询问信号解码后传送至核心处理与控制模块10 ;核心处理与控制模块10根据从解码模块30得到的询问信息、设置的距离信息以及延时信息来控制应答脉冲形成模块40产生相应的应答信号，同时控制射频幅/相模块60 ;射频幅/相模块60对功分器50的四路输出信号进行幅度和相位的调理，完成完成方位激励。在应答过程中，核心处理与控制模块10控制四路收发开关70均处于发射状态。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种VXI模块化的TCAS天线信号仿真器，其特征在于，包括VXI模块，该VXI模块内包括核心处理与控制模块、分别与TCAS天线通信连接的接收单元及发射单元；所述接收单元内包括相连接的射频接收通道及解码模块，发射单元内包括依次电性连接的应答脉冲形成模块、功分器及多路射频幅/相模块；所述核心处理与控制模块一端与解码模块电性连接，其另一端分别与应答脉冲形成模块及多路射频幅/相模块控制连接；所述射频接收通道及多路射频幅/相模块均与TCAS天线通信连接。
2.如权利要求1所述的VXI模块化的TCAS天线信号仿真器，其特征在于，所述VXI模块为双槽VXI模块，该双槽VXI模块设置于一 VXI机箱内。
3.如权利要求1所述的VXI模块化的TCAS天线信号仿真器，其特征在于，所述TCAS天线包括四个TCAS全向天线单元，发射单元内包括四路分别与该四个TCAS全向天线单元对应设置的射频幅/相模块。
4.如权利要求3所述的VXI模块化的TCAS天线信号仿真器，其特征在于，所述功分器为四路功分器，该四路功分器一端与应答脉冲形成模块电性连接，四路功分器另一端分别与四路射频幅/相模块对应电性连接。
5.如权利要求4所述的VXI模块化的TCAS天线信号仿真器，其特征在于，所述每一路射频幅/相模块均通过一收发开关与一个TCAS全向天线单元通信连接。
6.如权利要求5所述的VXI模块化的TCAS天线信号仿真器，其特征在于，所述其中一TCAS全向天线单元通过收发开关与射频幅/相模块通信连接。
7.如权利要求5所述的VXI模块化的TCAS天线信号仿真器，其特征在于，所述每一收发开关均与核心处理与控制模块控制连接。
专利摘要本实用新型涉及航空电子导航监视领域，具体公开了一种VXI模块化的TCAS天线信号仿真器，其包括VXI模块，该VXI模块内包括核心处理与控制模块、分别与TCAS天线通信连接的接收单元及发射单元；所述接收单元内包括相连接的射频接收通道及解码模块，发射单元内包括依次电性连接的应答脉冲形成模块、功分器及多路射频幅/相模块；所述核心处理与控制模块一端与解码模块电性连接，其另一端分别与应答脉冲形成模块及多路射频幅/相模块控制连接；所述射频接收通道及多路射频幅/相模块均与TCAS天线通信连接。本实用新型可以克服目前常用机载TCAS天线信号仿真器的缺陷，满足自动化测的需求。
文档编号G01S7/40GK203012049SQ201220667779
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者张军, 赵庆贺, 侯静 申请人:中电科航空电子有限公司