DVOR天線模擬單元設計和關鍵技術方案

趙志軍

（民航山西空管分局，山西 太原 030000）

DVOR天線模擬單元設計和關鍵技術方案

趙志軍

（民航山西空管分局，山西 太原 030000）

設計解決了DVOR天線模擬技術難題，在不用實際天線陣的情況下，對DVOR信標發射機分離輸出的載波和上、下邊帶在監控器接收端完成類似空間調制，具備多普勒效應。發射機的載波和邊帶輸出不經天線發射直接處理成監控天線得到信號的過程可以分為2部分，一部分是邊帶信號送至監控天線（接收端）的頻移模擬，另一部分是48路邊帶與載波正確合成，即空間調制的模擬。通過嚴密計算，試驗設計一組電氣長度不同的射頻電纜，可以模擬邊帶頻移的效果。完成功率合路，模擬實現空間調制的辦法是采用分離器件自主進行電路的研制，得到符合要求的監控信號送給監控器。

DVOR；天線模擬；邊帶信號；功率合路

1 研究目的和意義

導航設備測試、操作培訓設施不足，無法為設備保障人員提供充分的故障模擬測試和實踐操作培訓機會，影響技術水平的提高。用退役舊設備通過技術改進搭建實驗操作平臺，這樣既能滿足當前的實際需求，又讓閑置的資源發揮效用，大量減少費用。

分局于2011年底更新了AWA-51D型DVOR設備，為搭建培訓操作平臺提供了條件。但是，功能完備的DVOR操作平臺必須模擬出與實際天線陣輻射信號特征一致的監控器輸入信號。本設計解決了DVOR設備實驗系統關鍵技術難題——天線模擬，在不用實際天線陣的情況下，將DVOR信標發射機分離輸出的載波和上、下邊帶在監控器接收端完成類似空間調制。

2 總體設計及關鍵技術

2.1 DVOR實驗操作系統構成

天線模擬單元作為一個功能相對完整的器件，通過自主設計及制作，并與51D型DVOR舊設備結合，構成完整的實驗操作系統。模擬單元與DVOR天線相同，使用51D型DVOR信標的載波和48個邊帶輸出，經2個主要部分，即邊帶相移電纜和功率合成電路處理后形成符合指標的監控信號送回DVOR監控器。DVOR信標機發射功率為100 W，用于模擬單元時，要使用適宜的功率衰減器件控制載波大小，通過測量試驗得到符合要求的載波功率。

2.2 項目的關鍵技術難點

模擬單元的邊帶相移電纜組件和功率合成電路是項目的核心研制內容，也是2種關鍵技術。DVOR信號的特殊性在于其與載波分離的上、下邊帶信號在時序開關控制下，沿直徑一定的圓周排列天線上模擬旋轉輻射，在固定的接收點邊帶頻率會有多普勒頻移效應，同時經30 Hz調頻的上、下邊帶在接收點與已調幅的載波再次完成空間調制后形成完整的DVOR信號。監控天線就是得到了這樣一個信號，并送到監控器進行處理。

圖1 監控信號行程變化示意圖

天線模擬將載波和邊帶輸出處理成監控天線得到的信號。此過程分2個部分，上述已提到，在此不再贅述。第一個問題的實質用圖1說明。圖1中，L是中央天線，也是1，25號天線與接收點的行程。由此可見，逆時針旋轉上、下邊帶時，相對于L，2號天線減少的行程等于26號增加的行程，以此類推，L3、L4分別與L27、L28產生相對減、增變化，這些行程可以經計算得到。通過嚴密計算，設計一組電氣長度不同的射頻電纜，可以模擬出邊帶頻移。第二個問題是功率合路，模擬空間調制。功率合成器件可以向專業射頻器件廠商提供設計方案和指標后定制，但是由于器件的特殊性，成本會很高，因此本設計參考相關的射頻功率合成電路設計，采用分離器件進行該電路的研制試驗，得到合適的監控信號送給監控器，完成天線模擬任務。

為便于測量，設計一個耦合輸出檢測電路。作為一個相對獨立的器件，天線模擬單元的幾個組成部分安裝在封閉不銹鋼材質箱體中。完整的天線模擬單元包括載波、48路邊帶輸入口與監控射頻輸出和一個檢波輸出口。采用檢波輸出設計時，電路需要用直流電源供電。

3 主要技術設計內容

3.1 一組（48路）不同長度的邊帶信號電纜

根據DVOR天線陣的排列形式和設備技術原理，由于天線陣尺寸較大，且近場監控天線必須在天線陣一定距離以外，方可實現可靠的信號監控并送回給設備。由于確定頻率下天線尺寸（半徑）是固定的，這樣就可以通過計算得出邊帶天線的長度及電氣指標，通過嚴格的測量和控制，并制作相應的射頻接頭，即可完成邊帶天線的設計研制。

3.2 邊帶及載波功率合路電路

邊帶及載波功率合路實際上是將實際的監控天線通過空間通路接收改為直接在功率合成板上進行功率合成，通過參考相應的射頻合成電路設計并制作電路板，最終可以實現合成模擬的DVOR51D監控器輸入信號（數據指標參照DVOR-51D手冊監控器輸入信號相關指標）。

4 結束語

本設計可替代同型進口裝置，節省經費，為導航設備維護單位提供實踐技能培訓、測試設施，為人員技能提高和運行水平提升發揮作用。

V241.6

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.21.159

2095－6835（2017）21－0159－02

〔編輯：劉曉芳〕