INDRA VRB-53D發射信號產生與控制分析探究

馬建新

摘要：多普勒全向信標是現代航空無線電測向的一種地面導航設備，被廣泛的應用于短距以及中距制導中，通過信標天線發射信號，經過設備接收后對信號進行分析處理。本文從VRB-53D發射信號產生入手，深入進行分析，結合實際情況明確VRB-53D幅度相位控制機機制，探索其機制原理，以供參考。

關鍵詞：VRB-53D發射信號;全向信標系統;數字合成;控制

0? 引言

INDRA VRB-53D是現階段全球先進的全向信標系統，具有較高的技術水平，以先進的硬件為基礎，構建高度集成化結構，改變了傳統的技術理念，滿足用戶的需求。在設計過程中，靈活運用功能強大的的集成芯片進行信號監控與產生，數字化程度較高，優化設備的整體穩定性，減少系統的非線性誤差，提升設備的運行效率。

1? INDRA VRB-53D發射信號概述

多普勒全向信標（DVOR）是現代航空無線電側向的一種地面導航設備，被廣泛的應用在多個領域之中，為人們提供優質的服務，適應時代發展。如常見短距與中距制導中，以自身的技術為基礎，發射無線電信號，靈活利用機載設備接收信號，并對接收的信號進行分析處理，最終明確DVOR臺站的磁方位角，以滿足現階段的發展需求。INDRA VRB-53D是現階段全球先進的全向信標系統，屬于最新型系統，具有較高的技術水平，在實踐應用過程中可以為人們提供優質的服務，實現高度集成化，滿足用戶的結構需求。例如，在我國的烏魯木齊地窩堡機場中，已經安裝INDRA VRB-53D發射信號設備，并正常投入生產使用，提升整體的工作效率。相對于傳統的VRB-52D設備來說，新設備更具有優勢，在設備設計過程中，改變了傳統的分立元件設計理念，選擇功能更為強大的軟件進行應用，利用數字化的芯片完成信號的產生與監控，從根本上提升設備的穩定性與安全性，并降低其產生的誤差，降低系統的線性誤差，優化安裝流程，滿足當前的發展需求。

INDRA VRB-53D靈活應用先進的數字合成（DDS）技術作為基礎產生發射信號，例如某公司的DDS芯片具有較強的優勢，如相位噪聲低、頻率分辨率高、輸出頻率精確等，具有較強的優勢，在實踐應用過程中改變了傳統的方法技術，利用數字結構消除以往模擬頻率合成器中存在的元件老化與溫度漂移因素產生的影響，同時降低手動調整的影響。對DDS內部特定的寄存器中的數據進行相位與幅度調整，實現特定波形的輸出，FPGA讀取外部非易失性存儲器（SDRAM）中的數據，靈活應用特定的時鐘修改DDS內部寄存器的數值，同時保證用戶在操作過程中修改參數的記錄保存在SDRAM中，滿足現階段的發展需求。

2? VRB-53D發射信號產生分析

2.1 VRB-53D發射信號流程分析

事實上，VRB-53D是以SGU作為核心，完成輸出信號與識別信號，主要包括8路經過混合函數調制的射頻邊帶信號與信號幅度調制的射頻載波基準信號。在實際應用過程中，利用SPA與RPA完成信號的放大，主要是對射頻邊帶信號與載波信號進行功率放大。SPA和RPA主要功能是：將SGU輸入的邊帶信號和基準信號放大到能夠被天線發射的功率，減少輸出中的諧波，通過數字接口與SGU通信。例如圖1為VRB-53D系統。

ADS（Antenna Distribution Switch）在SGU同步信號作用下，將兩個SPA輸出的8路邊帶信號依次送到48個邊帶天線上。48個邊帶天線被分為8組，每組6個，每路邊帶信號通過6個開關依次連接到一個天線組里的6個天線上。每組天線里任何時刻只有一個開關閉合，與之相連的天線就和驅動該天線組的這路邊帶信號相連。當開關斷開時，與之相連的天線和一個50歐姆的負載阻抗相連。

2.2 調制邊帶信號與載波信號

芯片是SGU的核心部件，以其為基礎進行信號傳輸，主要有兩個芯片，分別輸出邊帶信號與基準信號。SGU在應用時實現了載波與射頻信號的同步，并提供統一的外部基準時鐘信號。芯片在應用過程中利用相位-幅度轉換實現正弦波輸出，根據實際進行相位值采樣。VRB-53D中將取樣時鐘作為數據傳輸控制時鐘更新芯片內部寄存器數據，將幅度、移相以及頻率控制在合理的范圍內，并將，I/O UPDATE端口作為片內寄存器狀態更新，實現整體的發展。例如圖2系統同步時鐘結合I/O緩存區的數據寫入寄存器中。

識別信號以及話音信號在SGU中制作為包絡，根據實際的AM調制度改變其電壓比，達到最終的30%調制度目的，實現幅度控制，調整分辨率并輸出精準的基準信號。對于現階段的邊帶信號來說，可以選擇復雜的混合函數信號，對輸出的邊帶信號進行合理的處理，通過讀取外部信號作為幅度控制字完成調制，以滿足實際的需求[2]。

3? VRB-53D幅度相位控制機制的分析

3.1 分析VRB-53D幅度控制機制

實際上，在進行空間調制過程中，應根據實際情況深入分析現階段進行應用，保證其可以獲取可變行相位信號，由此在運行過程中，應注重邊帶信號的穩定性，只有保證其穩定性才能發揮出自身的作用，同時還應保證天線輻射載波的穩定性，促使其載波與信號的幅度相適應，以滿足運行的需求。通過分析發現，VRB-53D在控制過程中，主要是利用現階段的幅度負反饋補償射頻通路中非線性器件，充分發揮出其功能，經由SPA與RPA輸出功率信號，并在經過π時產生電阻衰減，以此為基礎輸入射頻功率載波器，轉化正反向功率值，變為檢測信號，經過模式變化形成告警信號，最后進行信號反饋。對于現階段的反饋信號來說，在進行反饋過程中，主要是根據現階段的預算失真算法進行應用，獲取相關的失真參數，改變其幅度控制字，根據需求調整動態，對失真進行補償，發揮出其功能。經過分析發現，SPA的反饋信號在實際應用過程中，主要是選擇現階段的DDS進行幅度控制，以現有的功率放大校準其數據為基礎，根據運行要求進行動態調整，并進行計算，完成后續的補償。在實際運行過程中，為保證邊帶天線具有均衡性，以此為基礎，優化射頻通路的損耗均衡，例如，在應用過程中以一根邊帶天線對輸出的功率進行修正，對幅度的均衡性進行控制，同時對修正值進行處理，將其數值進行存儲，以促使其發揮出作用。

3.2 VRB-53D相位控制機制

對于現階段的載波信號來說，其上下邊帶對于當前的系統運行較為重要，因此應合理控制其矢量與信號，保證其在空間中相對應，同時保證相位關系合理。實際上，產生該情況的原因較多，如以實際為例，現階段存在的誤差主要包括傳輸路徑、天線系統等產生的誤差，并且其內容包含的范圍較廣，涉及的內容較多常見天線互耦、近場效應等，直接造成信號的相位滯后，產生不良的影響。對于現階段常見的圓環陣列天線陣來說，在實際的應用過程中，天線陣效應的應用，以自身的功能為基礎，將接收點與中心線進行垂直處理，并保證其天線輻射信號的相位相比于中心現上的輻射信號更為其滯后，誤差在可控的標準范圍內，以滿足現階段的發展需求。以定相過程為例，在該過程中設計邊帶相位角度，充分發揮出角度的優勢，促使載波相位處于靜態，同時將下邊帶相位接收的載波控制在最小的范圍內，在該背景下將上邊帶的相位控制在標準的范圍內，減少相位誤差。對于現階段的復雜信號來說，在進行控制過程中，應將其控制在標準的范圍內，根據實際情況將正弦的信號進行組合，利用補償信號的優勢控其邊帶信號的幅度，形成一系列的信號，完成最終的耦合目的[3]。為達到最佳的效果，該邊帶天線間距應保持在一致狀態，因而在安裝過程中可以對其進行處理，減少邊帶天線路徑產生的相位誤差，進而保證現階段的發展符合要求。經過分析發現，現階段的傳輸路徑可以分為兩方面，一方面主要是ADS邊帶天線傳輸誤差，而另一方面則是載波天線邊帶天線傳輸誤差。根據上述的研究分析發現，現階段的VRB-53D與傳統系統存在明顯的不同，不僅僅從理念上創新，靈活應用先進的技術，以集成化與數字化為基礎，優化自身的發射結構，為人們提供優質的服務。另一方面提高了信號的穩定性與精度，積極引入幅度的相位負反饋可以促使其得到優質化處理，并利用BITE信號進行檢測，以其技術優勢為基礎，實現了環檢測，可以為人們提供更加穩定的服務，滿足當前發展的需求。

4? 結論

綜上所述，新一代的全向信標系統VRB-53D從根本上實現了創新，將傳統的技術進行革新，將相位控制與信號的調制產生實現了在芯片中處置，優化了系統的結構，采用更穩定的數字合成方案，保證其精度合理，在標準的范圍內，實現整體的處理，提升其穩定性，減少傳輸誤差，簡化安裝流程，同時引進先進的技術，促使其系統功能得到完善，從整體上提升技術水平，推動相關領域進步發展。

參考文獻：

[1]唐飛.DVOR VRB-52D副載波故障案例分析[J].電子世界，2019，14（19）：102-103.

[2]趙宇偉.INDRA DVOR VRB-53D調相原理探討[J].現代商貿工業，2019，40（16）：190-191.

[3]王鵬云.VRB-53D型多普勒甚高頻全向信標導航原理與設備結構的研究[J].河南科技，2019，11（01）：20-22.