ILS/VOR模擬器的設計與實現

王軍正

【摘要】本文介紹了儀表著陸系統（instrument landing system，ILS）、甚高頻全向信標（Very-high-frequency Omnidirectional Range，VOR）系統的主要組成及系統工作原理，給出了一種小型化ILS/VOR模擬器的設計方案， 詳細介紹了模擬器的組成和各個功能單元的實現方案。

【關鍵詞】儀表著陸系統；甚高頻全向信標；模擬器；國際民航組織ICAO（International Civil Aviation Organization）

1.概述

甚高頻全向信標， 是一種用于航空的無線電導航系統，是民航應用最為普及的導航系統，其工作頻段為108MHz～117.95MHz，信號的調制方式為調幅、調相，主要用于飛機的航路導航和非精密進近引導。系統由地面臺和機載設備組成，地面臺發射射頻信號，機載設備接收信號并結算，為飛機提供相對于地面臺的磁北方位。

ILS系統是國際民航組織（ICAO）選定的標準進近著陸系統，工作頻率為75MHz、108.1MHz～111.95MHz、329.15MHz～335MHz，信號的調制方式為調幅，主要用于飛機的進場著陸引導，廣泛應用軍航和民航。系統由地面臺和機載設備組成，機載設備接收信號并結算，為飛機提供相對于預定著陸軌跡的偏差信號和相對跑道入口的粗略距離信息。

ILS/VOR模擬器模擬ILS/VOR系統地面臺發射的射頻信號，能同時提供航向地面臺、下滑地面臺、三通道指點信標地面臺或伏爾地面臺的模擬信號，主要用于機載ILS/VOR接收設備的檢測、維修、維護以及ILS/VOR系統試驗室的飛機著陸的動態激勵仿真。

2.電路設計

ILS/VOR模擬器主要由四大部分組成及原理框圖如圖1所示。

（1）顯控單元：完成顯示、控制部分；

（2）視頻產生單元：ILS、VOR、MB視頻信號產生部分；

（3）高頻單元：完成LOC/VOR、GS 頻率合成器和視頻調制。

2.1 顯控單元

本單元實現ILS/VOR模擬器的顯示和控制，有面板按鍵控制和通過RS232串口接收外部控制兩種工作方式，兩種工作方式自動識別。通過本單元的控制將儀表著陸、伏爾、信標的模擬數據下發給ILS/VOR模擬器的接口模塊。

根據系統對本單元的要求經充分考慮選用LPC2294芯片作為CPU，外圍搭配RAM存儲器、FLASH存儲器、RS232串口專用芯片、按鍵掃描控制芯片等，顯示使用點陣模塊。

2.2 視頻產生單元

視頻產生單元的功能主要由一片FPGA來完成，主要由五大部分組成，第一部分為接口控制部分，主要是接收RS232的指令，并進行解碼處理后，形成各單元所需控制字，送給相應單元；另外收集自檢信息并上傳自檢信息；第二部分為識別信號產生部分，主要包括用來形成莫爾斯碼的1020Hz識別信號；第三部分為ILS信號產生部分，主要形成DDM值可調的航向復合視頻信號、下滑復合視頻信號；第四部分為VOR信號形成部分，主要用以伏爾9960副載波、30Hz視頻信號、FM信號等視頻信號的產生等；第五部分為MB信號形成部分，用來形成400Hz、1300Hz和3000Hz的標準正弦信號。

3.結束語

本文所設計的ILS/VOR模擬器，精度高，接口靈活，功耗小，操作靈活，電路設計簡潔，該電路已成功應運于某型模擬器中。

參考文獻

[1]吳德偉.儀表著陸設備[D].空軍電訊工程學院，1996.

[2]航空無線電導航設備第1部分：儀表著陸系統（ILS）技術要求MH/T 4006.1-1998.

[3]機載甚高頻全向信標接收設備基本性能和要求標準編號HB 6558-1991.

[4]Analog device inc..ad834 four quadrant multiplier，ata sheet.