微波著陸系統信號的產生與應用分析

摘 要：本文介紹了微波著陸系統的設備組成以及幾種信號格式，簡述了基本信號格式和序列信號格式兩種信號格式的所產生過程，并提供了一種莫爾斯碼信號應用的具體應用例。

關鍵詞：基本信號；序列信號；莫爾斯碼功能；數據處理模塊

1 前言

微波著陸系統（簡稱，MLS）是一種精密的引導飛機進場、著陸和滑行的系統，它使用的頻率波段范圍為5031MHz-5091MHz。基于相共振天線實現20000度/秒的掃描速率，通過飛機接收到的往掃和反掃的時間間隔Δt來完成飛機方位角、仰角及距離的測量，為飛機進場著陸提供多種引導信息，如進場引導信息、拉平信息和復飛信息等。確保安全進場著陸依賴于微波著陸系統信號的正確實現。

2 微波著陸系統組成及信號格式

1、設備組成

方位制導設備、仰角制導設備、拉平制導設備、反方位制導設備、精密測距儀以及基本數據傳送系統是構成微波著陸系統的重要組成部分。

（1）方位引導裝置通常與精密測距儀一起使用，安裝在跑道中心延伸部分外300米處。定向引導裝置的結構主要包括發射器，檢測器，不間斷電源，天線，本地控制器，便攜式測試接收器和原位檢測控制裝置。

（2）仰角制導設備一般安裝在距離數據點衡偏130-180米區域內，仰角制導器不僅可以為進場著陸的飛機提供對于下滑到的垂直引導信息，但是，與儀表著陸滑行相比，它可以將提供給飛行員的滑動角度范圍擴展到15度。駕駛員可以控制飛行器在由高度引導裝置提供的滑移角覆蓋范圍內的任何滑行路徑上被精確地引導。

（3）水準引導裝置的主要功能是確保飛機成功完成從運行到水平到主輪接地的著陸過程。拉平制導臺的功能是提供進場飛機在拉平階段時具體地面的高度數據。拉平制導通常安裝在接近進場飛機著陸點跑道的一側。

（4）除了反向引導裝置的安裝位置在跑道入口處的中心延長線側之外，反向引導裝置和定向引導裝置以相同的原理工作。該功能是扭轉飛機起飛，繞行或離開現場的指導。

（5）精確測距通常與定向引導裝置一起使用，并且通常安裝在跑道終端的中心延長線上它的作用是為每一架進場飛機提供相對于設備天線設備的距離數據，保障飛機在全自動進場和著陸過程中能夠按照設計軌跡進場、著陸和滑跑。

（6）微波著陸系統的數據傳輸系統可以為飛機提供進場、著陸和滑行的數據信息，數據可以分為基本數據和輔助數據。基本數據包括地面設備識別、低可用下滑道、微波著陸系統設備性能情況、信號覆蓋范圍以及所有頻道等。輔助數據主要包含地面設備的安裝情況、跑到情況、航空氣象數據和以及區域導航方面的數據等。

2、信號格式

微波著陸系統的信號格式分為十二種數據字信號、五種角度制導信號，通過對上述十七種基本信號的發送方式進行排列組合，又可以將信號格式分為四種序列對信號流和兩種全功能信號流。微波著陸系統的信號格式是基于時分多路復用技術形成的。通過發送掃描信號和方位信號的數據字，仰角信號等，可以在相同的頻率上操作引導功能和數據傳輸功能。不同功能的信號發射順序和時段是可以調整的，可以做到抗同步干擾；可以基于飛機接近，著陸和滑行的實際條件來增加或減少信號格式，而不會影響接收器的正常操作。

3 微波著陸系統信號實現

1、基本信號產生

十七種基本信號的實現過程是相同的，只是在不同功能的基本信號處理方式都有各自對應的子模塊。負責調用本設計中各個模塊的頂層模塊從負責提供本設計所需所有參數信號的參數化模塊讀取所有需要的信號后將參數信號傳輸到MLS模塊。MLS根據信號對信號的輸出模式進行篩選，不同的信號數模模式選擇對應的子模塊進行處理，最后將處理后的波形信息反饋到頂層模塊中完成輸出。以方位信號為例，MLS調用的子模塊為mls-az-add模塊。

2、序列信號產生

四個序列信號的實現方式也基本相同，區別在于，四個序列信號由于包含的基本信號不同，導致其連接的基本信號子模塊也不一樣，本文以序列Ⅰ為例。該序列信號的基本信號包括了方位信號、反方位信號、拉平信號、仰角信號和基本數據字，六種信號實現了十種序列信號輸出形式，其使用的數據讀取的模塊為mls-xl-Ⅰ，其讀取數據的方式與方位信號模塊讀取方式相同。在進行序列Ⅰ信號實現的流程中，首先通過基本信號模塊實現基本信號的輸出，再講輸出的基本信號通過mls-xl-Ⅰ模塊進行處理的對應的序列信號，最后將序列信號反饋啊到定測模塊中濟寧輸出，得到的最終輸出信號就為序列Ⅰ信號。由于序列信號在實現的過程中會產生延遲，則需要在每次序列信號實現前進行提前處理，以保證信號的不間斷性和精確性。例如信號的延時由一個單位時鐘，則順位序列信號處理時間應該在上一個序列信號處理結束前的一個單位時鐘前開始。

4 微波著陸系統信號應用情況

摩爾斯電碼是一種國際標準通信代碼。實現摩爾斯電碼功能所需的模塊是摩爾斯電碼功能模塊和基本數據字6模塊，基本數據字6模塊主要提供接地設備的代碼。摩爾斯電碼功能模塊處理地面設備代碼。摩爾斯電碼模塊的時基信號由mls-seque模塊提供。在摩爾斯電碼模塊讀取數據之后，首先，基于c語言代碼建立使用十六進制數據存儲模式的文檔數據表，并且文檔數據表中的每個數據表示字母解碼。數據的高四位是編碼的點數（0/1），低八位表示相應位數的點（0/1）。這樣可以迅速的獲取所需密碼的字母的編碼個數和點劃位置。設計“1”是摩爾斯電碼的開頭，而“0”是摩爾斯電碼的末尾，解碼了基本數據字6模塊提供的地面設備識別碼。

5 結語

微波著陸系統的信號格式可以分為基本信號格式和序列信號格式，基本信號的形成基于不同的處理模塊實現。而序列信號則是根據不同的基本信號組成和排列方式以及對應的數據處理模塊實現。通過設計摩爾斯電碼功能模塊和基本數據字6模塊，可以實現微波著陸系統的莫爾斯碼信號輸出。

參考文獻

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作者簡介：

王曉松（1990.08--）；性別：男，籍貫：天津，學歷：本科，畢業于天津理工大學中環信息學院；現有職稱：助理工程師；研究方向：微波著陸系統；