一种兼容VOR和VDB功能的时分复用仪表着陆系统的制作方法

一种兼容vor和vdb功能的时分复用仪表着陆系统
技术领域
1.本实用新型属于通信导航技术领域，具体涉及一种兼容vor和vdb功能的时分复用仪表着陆系统。


背景技术：

2.仪表着陆系统(instrument landing system,ils)是应用最为广泛的飞机精密进近和着陆引导系统，其作用为：由地面发射无线电信号，实现航向道和下滑道指引，建立一条由跑道指向空中的虚拟路径，飞机通过机载接收设备，确定自身与该路径的相对位置，使飞机沿正确方向飞向跑道并且平稳下降高度，最终实现安全着陆。
3.常见的仪表着陆系统，以无线电信号发射航向信标loc，指引飞机进近和着陆。此种仪表着陆系统功能单一，只具有单一信号引导导航功能，无法满足不同机场飞机进近及着陆引导所需的多种引导导航信号的需求。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种兼容vor和vdb功能的时分复用仪表着陆系统，可有效解决上述问题。
5.本实用新型采用的技术方案如下：
6.本实用新型提供一种兼容vor和vdb功能的时分复用仪表着陆系统，包括：频率综合器产生本振信号模块、射频前端模块、vor射频链路、loc/vdb射频链路和中频信号采集处理模块；
7.频率综合器产生本振信号模块具有两个输出端，分别为：vor本振信号输出端和loc/vdb本振信号输出端；
8.射频前端模块具有两个输出端，分别为：第一路混合射频信号输出端和第二路混合射频信号输出端；
9.所述vor本振信号输出端和所述第一路混合射频信号输出端，均连接到所述vor射频链路的输入端；所述vor射频链路的输出端，连接到所述中频信号采集处理模块的输入端；
10.所述loc/vdb本振信号输出端和所述第二路混合射频信号输出端，均连接到所述loc/vdb射频链路的输入端；所述loc/vdb射频链路的输出端，连接到所述中频信号采集处理模块的输入端；
11.所述中频信号采集处理模块的控制信号端，分别与所述频率综合器产生本振信号模块、所述射频前端模块、所述vor射频链路和所述loc/vdb射频链路连接。
12.优选的，所述频率综合器产生本振信号模块，包括频率综合器u12、100m晶振y1、滤波器f7、放大器u13、滤波器f8和放大器u14；
13.所述频率综合器u12具有两个输出端，一个输出端连接到滤波器f7的输入端，滤波器f7的输出端连接到放大器u13的输入端，形成loc/vdb本振信号输出通道；另一个输出端
连接到滤波器f8的输入端，滤波器f8的输出端连接到放大器u14的输入端，形成vor本振信号输出通道。
14.优选的，所述射频前端模块包括依次串联连接的vhf天线、滤波器f1、耦合器u1、滤波器f2、衰减器u2、放大器u3和功分器u4；
15.所述vor射频链路包括混频器u5、滤波器f3、放大器u6、滤波器f4和放大器u7；其中，所述功分器u4的输出端和所述放大器u14的输出端，均连接到所述混频器u5的输入端；所述混频器u5的输出端，依次通过所述滤波器f3、所述放大器u6、所述滤波器f4和所述放大器u7；
16.所述loc/vdb射频链路包括混频器u8、滤波器f5、放大器u9、滤波器f6、放大器u10；其中，所述功分器u4的输出端和所述放大器u13的输出端，均连接到所述混频器u8的输入端；所述混频器u8的输出端，依次通过所述滤波器f5、所述放大器u9、所述滤波器f6和所述放大器u10。
17.优选的，所述中频信号采集处理模块包括双核高速模数转换器u11、fpga u15和50m晶振y2；
18.所述双核高速模数转换器u11的输入端，分别与所述放大器u10和所述放大器u7连接；所述双核高速模数转换器u11与所述fpga u15双向连接；
19.所述fpga u15，与所述50m晶振y2连接；所述fpga u15，还分别与所述频率综合器u12、所述放大器u7、所述放大器u10和所述衰减器u2的控制端连接。
20.本实用新型提供的一种兼容vor和vdb功能的时分复用仪表着陆系统具有以下优点：
21.本实用新型在ils仪表着陆系统基础上兼容vhf全向测距(vor)、vhf数据广播(vdb)，产品集成度高，可根据不同场景切换对应的信号，能够解决不同机场飞机进近及着陆引导功能的选择。
附图说明
22.图1为本实用新型提供的一种兼容vor和vdb功能的时分复用仪表着陆系统的结构示意图。
具体实施方式
23.为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
24.本实用新型提供一种兼容vor和vdb功能的时分复用仪表着陆系统，可灵活输出loc、vdb和vor三种仪表着陆指示信号，对机场飞机进近及着陆引导。其中，loc、vdb采用分时复用方式共用一个射频通道，通过fpga处理单元的功能控制信号进行loc和vdb信号的切换；vor信号单独使用一个射频通道。
25.如图1所示，本实用新型提供的一种兼容vor和vdb功能的时分复用仪表着陆系统，为兼容vor功能的loc/vdb时分复用电路，主要包括：rf自检调制模块、频率综合器产生本振信号模块、射频前端模块、vor射频链路、loc/vdb射频链路和中频信号采集处理模块；
26.各模块连接关系为：
27.频率综合器产生本振信号模块具有两个输出端，分别为：vor本振信号输出端和loc/vdb本振信号输出端；
28.射频前端模块具有两个输出端，分别为：第一路混合射频信号输出端和第二路混合射频信号输出端；
29.所述vor本振信号输出端和所述第一路混合射频信号输出端，均连接到所述vor射频链路的输入端；所述vor射频链路的输出端，连接到所述中频信号采集处理模块的输入端；
30.所述loc/vdb本振信号输出端和所述第二路混合射频信号输出端，均连接到所述loc/vdb射频链路的输入端；所述loc/vdb射频链路的输出端，连接到所述中频信号采集处理模块的输入端；
31.所述中频信号采集处理模块的控制信号端，分别与所述频率综合器产生本振信号模块、所述射频前端模块、所述vor射频链路和所述loc/vdb射频链路连接。
32.(一)rf自检调制模块
33.rf自检调制模块包括耦合器u1。rf自检调制信号为fpgau15输出的rf自检调制信号，通过耦合器u1耦合进射频链路，从而检测射频链路的完好性。rf自检调制信号仅在设备开机开启自检功能时启动。其中，rf自检调制信号包括vor自检调制信号、loc/vdb自检调制信号。fpgau15可输出vor自检调制信号，检测vor链路的完好性；以及，fpgau15可输出loc/vdb自检调制信号，检测loc/vdb链路的完好性，同时可根据loc/vdb功能选择信号，分别选择loc自检调制信号或vdb自检调制信号，进而相应功能检测。
34.(二)频率综合器产生本振信号模块
35.频率综合器产生本振信号模块，包括频率综合器u12、100m晶振y1、滤波器f7、放大器u13、滤波器f8、放大器u14。所述频率综合器u12具有两个输出端，一个输出端连接到滤波器f7的输入端，滤波器f7的输出端连接到放大器u13的输入端，形成loc/vdb本振信号输出通道；另一个输出端连接到滤波器f8的输入端，滤波器f8的输出端连接到放大器u14的输入端，形成vor本振信号输出通道。
36.其中，100m晶振y1为频率综合器u12提供稳定的工作时钟信号。使能信号为fpgau15输出的控制信号，作为频率综合器u12的工作使能开关信号。通道选择信号可选择相对应的通道输出。vor、loc/vdb自动频率控制信号为fpgau15输出的频率反馈信号，fpgau15通过检测vor、loc/vdb的中频信号频率，反馈给频率综合器u12，频率综合器u12可根据反馈精确调整本振输出频率，从而得到目标中频信号。滤波器f7、放大器u13对频率综合器u12产生的loc/vdb本振信号进行滤波与放大。滤波器f8、放大器u14对频率综合器u12产生的vor本振信号进行滤波与放大。
37.(三)射频前端模块
38.射频前端模块包括vhf天线、滤波器f1、耦合器u1、滤波器f2、衰减器u2、放大器u3和功分器u4。vhf天线、滤波器f1、耦合器u1、滤波器f2、衰减器u2、放大器u3和功分器u4串联连接。
39.其中，vhf天线接收vor、loc、vdb等射频混合信号，首先通过滤波器f1滤除干扰信号，随后进入耦合器u1，此时耦合器u1无自检调制信号，耦合器u1后为113mhz的带通滤波器
f2，通带108mhz-118mhz，保留vor、loc、vdb射频信号，滤除其他频段信号。带通滤波器f2后为衰减器u2，衰减器控制信号为fpgau15信号处理单元根据采集到的中频信号功率大小反馈出衰减大小控制信号。放大器u3可对信号初次放大22db，经信号放大，vor、loc和vdb的射频混合信号进入功分器u4，功分器u4将信号分为完全相同的两路信号，每路信号均为：vor、loc和vdb的射频混合信号。两路信号分别进入vor射频链路与loc/vdb射频链路。
40.(四)vor射频链路
41.vor射频链路包括混频器u5、滤波器f3、放大器u6、滤波器f4、放大器u7。其中，所述功分器u4的输出端和所述放大器u14的输出端，均连接到所述混频器u5的输入端；所述混频器u5的输出端，依次通过所述滤波器f3、所述放大器u6、所述滤波器f4和所述放大器u7；
42.其中，vor、loc和vdb的射频混合信号进入混频器u5，经过混频器u5的作用，将vor射频信号与vor本振信号混频，再经过滤波器f3、放大器u6与滤波器f4得到vor中频信号。然后，放大器u7根据vor自动增益控制信号，对vor中频信号进行相应的增益放大，从而得到理想信号功率值的vor中频信号。
43.(五)loc/vdb射频链路
44.loc/vdb射频链路包括混频器u8、滤波器f5、放大器u9、滤波器f6、放大器u10。其中，所述功分器u4的输出端和所述放大器u13的输出端，均连接到所述混频器u8的输入端；所述混频器u8的输出端，依次通过所述滤波器f5、所述放大器u9、所述滤波器f6和所述放大器u10。
45.其中，vor、loc和vdb的射频混合信号进入混频器u8，经过混频器u8的作用，将loc/vdb射频信号与loc/vdb本振信号混频。其中，如果当前切换为loc本振信号，则将loc射频信号与loc本振信号混频；如果当前切换为vdb本振信号，则将vdb射频信号与vdb本振信号混频；再经过滤波器f5、放大器u9与滤波器f6得到loc/vdb中频信号。然后，放大器u10根据loc/vdb自动增益控制信号，对loc/vdb中频信号进行相应的增益放大，从而得到理想信号功率值的loc/vdb中频信号。
46.(六)中频信号采集处理模块
47.中频信号采集处理模块包括双核高速模数转换器u11、fpga u15、50m晶振y2。
48.所述双核高速模数转换器u11的输入端，分别与所述放大器u10和所述放大器u7连接；所述双核高速模数转换器u11与所述fpga u15双向连接；
49.所述fpga u15，与所述50m晶振y2连接；所述fpga u15，还分别与所述频率综合器u12、所述放大器u7、所述放大器u10和所述衰减器u2的控制端连接。
50.模数转换器u11采集模拟形式的vor中频信号、loc/vdb中频信号，并转换为数字信号输入到fpga u15进行处理，fpgau15处理单元一方面，输出vor中频信号、loc/vdb中频信号，即：输出vor中频信号和loc中频信号，或者，输出vor中频信号和vdb中频信号，作为最终输出信号，作为仪表着陆指示信号；另一方面，fpgau15处理单元根据当前信号功率阈值反馈出vor、loc/vdb自动增益控制。50m晶振y2为fpgau15提供工作时钟。同时fpgau15根据loc/vdb功能选择信号分时实现loc、vdb射频信号处理功能。
51.本实用新型提供一种兼容vor和vdb功能的时分复用仪表着陆系统，包括vhf接收机,其中，vhf通道包含loc/vdb通道和vor通道，loc和vdb功能为时分复用功能，由处理器单元进行通道信号切换控制选择。同时通过vor通道提供vor信号。结合vor、vdb和vor三种仪
表着陆指示信号，对机场飞机进近及着陆引导。
52.本实用新型在ils仪表着陆系统基础上兼容vhf全向测距(vor)、vhf数据广播(vdb)，产品集成度高，可根据不同场景切换对应的信号，能够解决不同机场飞机进近及着陆引导功能的选择。
53.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。