某型飛機(jī)機(jī)載無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備測(cè)試儀設(shè)計(jì)

李濱

（國(guó)營(yíng)蕪湖機(jī)械廠，安徽 蕪湖 241007）

機(jī)載無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備配合地面塔臺(tái)，構(gòu)成塔康導(dǎo)航系統(tǒng)，在空/地狀態(tài)下，完成飛機(jī)相對(duì)塔臺(tái)的距離、方位測(cè)量，供飛機(jī)出航、歸航或航向保持飛行，還可輔助著陸儀表使用；在空/空狀態(tài)下，同時(shí)為其他多架飛機(jī)提供回答信號(hào)，完成飛機(jī)與飛機(jī)之間的距離測(cè)量，滿足空中加油、飛機(jī)回合、編隊(duì)等提供必要的飛機(jī)間距信息；在精密測(cè)距狀態(tài)，為飛機(jī)提供相對(duì)精密測(cè)距地面臺(tái)的距離信息，和MLS一起引導(dǎo)飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)、著陸。機(jī)載無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備正常與否，直接影響飛機(jī)任務(wù)完成和飛機(jī)的安全。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)載無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備技術(shù)性能檢測(cè)，開(kāi)展機(jī)載無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備測(cè)試儀設(shè)計(jì)研究，有利于及時(shí)有效診斷產(chǎn)品完好狀態(tài)、及時(shí)故障排除，恢復(fù)產(chǎn)品正常工作狀態(tài)，提高產(chǎn)品的使用可靠性，具有重要意義。

1 設(shè)計(jì)需求

研制一臺(tái)機(jī)載無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備測(cè)試儀，模擬飛機(jī)空/地、空/空、DME/P狀態(tài)下無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備內(nèi)場(chǎng)指標(biāo)性、功能性測(cè)試。

2 設(shè)計(jì)方案

2.1 總體設(shè)計(jì)

測(cè)試儀采用機(jī)柜式結(jié)構(gòu)，模塊化設(shè)計(jì)思路；測(cè)試儀包括功能測(cè)試臺(tái)、模擬器、測(cè)控計(jì)算機(jī)三部，每個(gè)部分由若干模塊構(gòu)成；功能測(cè)試臺(tái)、模擬器即可采用測(cè)控計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，也可采用手動(dòng)操作的方式；模擬器還可作為導(dǎo)航設(shè)備的通用儀器進(jìn)行單獨(dú)脫機(jī)使用。模塊化設(shè)計(jì)有利于后期維護(hù)。測(cè)控計(jì)算機(jī)采用單屏雙畫面顯示，可供模擬器、功能測(cè)試臺(tái)功能界面，功能相對(duì)獨(dú)立。測(cè)試儀架構(gòu)如圖1。

2.2 設(shè)備技術(shù)指標(biāo)

（1）輸入電壓：交流220V/50Hz,功耗不大于500W。

（2）輸入電壓：交流115V/50Hz,功耗不大于300W。

（3）方位范圍0～360°。

2.3 環(huán)境適應(yīng)性要求

工作溫度：0～40℃；相對(duì)濕度：＜98%；氣壓：當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)卮髿鈮骸?/p>

圖1 測(cè)試儀與被測(cè)產(chǎn)品架構(gòu)

2.4 其他要求

（1）測(cè)試儀應(yīng)有防差錯(cuò)設(shè)計(jì)，所以元器件、連接器都應(yīng)有標(biāo)號(hào)。

（2）具有過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)功能，以免損壞設(shè)備本身及產(chǎn)品。

（3）高頻電纜、低頻電纜按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)制作，并有相應(yīng)的標(biāo)記，高、低頻電纜屏蔽按國(guó)軍標(biāo)執(zhí)行。

2.5 硬件設(shè)計(jì)

根據(jù)機(jī)載無(wú)線電導(dǎo)航測(cè)試儀總體設(shè)計(jì)需求，測(cè)試儀的硬件主要由機(jī)柜、模擬器、電源模塊（含多個(gè)模塊和一個(gè)LCD液晶顯示器）、功能測(cè)試臺(tái)（含多個(gè)模塊）、測(cè)控計(jì)算機(jī)、示波器等組成。

其中模擬器包含射頻預(yù)處理模塊、接收模塊、激勵(lì)模塊、信號(hào)處理模塊、母板、顯示組件、計(jì)算機(jī)、電源等組成。

功能測(cè)試臺(tái)包含總線處理模塊、通信接口控制模塊、整機(jī)電源等組成。

2.5.1 模擬器

模擬器采用主控計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過(guò)鍵盤接收控制信號(hào)，完成設(shè)置參數(shù)的下發(fā)和測(cè)試數(shù)據(jù)的顯示。模擬器接收機(jī)載無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備的大功率詢問(wèn)信號(hào)，經(jīng)射頻處理模塊衰減處理，送接收模塊進(jìn)行放大、變頻、濾波等處理，輸出中頻信號(hào)，中頻信號(hào)在信號(hào)處理模塊經(jīng)A/D采樣變換為數(shù)字中頻信號(hào)，采樣正交解調(diào)對(duì)采樣的數(shù)字中頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，獲得詢問(wèn)信號(hào)的數(shù)字基帶信號(hào)，經(jīng)脈沖對(duì)譯碼，完成機(jī)載無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備詢問(wèn)信號(hào)的模式識(shí)別；模擬器主要模擬地面塔康信號(hào)或空中飛機(jī)信號(hào)或DME/P精密臺(tái)信號(hào)，同時(shí)，模擬器作為信號(hào)源，產(chǎn)生包含應(yīng)答脈沖、主基準(zhǔn)脈沖、輔基準(zhǔn)脈沖、識(shí)別碼脈沖的射頻信號(hào)，發(fā)送給被測(cè)產(chǎn)品。

在塔康模式下，信號(hào)處理模塊輸出的基帶信號(hào)，它包含測(cè)距應(yīng)答信號(hào)、隨機(jī)填充脈沖信號(hào)，識(shí)別信號(hào)、主基準(zhǔn)脈沖、輔基準(zhǔn)脈沖，所有這些信號(hào)通過(guò)優(yōu)先比較，輸出15Hz、135Hz基帶信號(hào)，根據(jù)解算主基、輔基準(zhǔn)信號(hào)，獲得飛機(jī)與塔臺(tái)方位的測(cè)量；信號(hào)處理模擬輸出距應(yīng)答信號(hào)，與輸入的詢問(wèn)信號(hào)進(jìn)行時(shí)間對(duì)比，獲得時(shí)間差值，根據(jù)光速×?xí)r間，獲得飛機(jī)與塔臺(tái)或飛機(jī)與飛機(jī)之間的距離。

圖2 模擬器框圖

2.5.2 功能測(cè)試臺(tái)

功能測(cè)試臺(tái)主要完成被測(cè)產(chǎn)品的加電控制、工作模式、波道、編碼等參數(shù)設(shè)置，讀取各種輸出數(shù)據(jù)、接收1553B總線輸入/輸出數(shù)據(jù)。功能測(cè)試臺(tái)框圖如圖3所示。

1553B總線模塊完成1553B總線的控制和數(shù)據(jù)處理，包括命令的加載、數(shù)據(jù)回傳、校驗(yàn)、環(huán)繞測(cè)試、加電或啟動(dòng)自檢，顯示系統(tǒng)通過(guò)函數(shù)調(diào)用的方式完成對(duì)1553B模塊的控制和數(shù)據(jù)傳輸。

RS232模塊完成總線的控制和數(shù)據(jù)處理，顯示系統(tǒng)通過(guò)函數(shù)調(diào)用的方式完成對(duì)RS232模塊的控制和數(shù)據(jù)傳輸。

電源模塊完成測(cè)試儀、被測(cè)產(chǎn)品的供電。主要完成AC/DC、DC/DC轉(zhuǎn)換，提供測(cè)試儀和被測(cè)產(chǎn)品所需要的各種電壓。

圖3 功能測(cè)試臺(tái)框圖

2.5.3 測(cè)控計(jì)算機(jī)

測(cè)控計(jì)算機(jī)采用單屏雙畫面顯示，左邊為功能測(cè)試臺(tái)畫面、右邊為模擬器畫面。測(cè)控計(jì)算機(jī)完成對(duì)模擬器、功能測(cè)試臺(tái)、示波器的控制。可提供整機(jī)或單項(xiàng)性能檢測(cè)操作。

2.5.4 示波器

可手動(dòng)、自動(dòng)方式完成被測(cè)產(chǎn)品脈沖參數(shù)的測(cè)量。

2.6 軟件設(shè)計(jì)

整機(jī)測(cè)試軟件分為自動(dòng)測(cè)試、手動(dòng)測(cè)試、數(shù)據(jù)管理，軟件測(cè)試流程如圖4。

圖4 整機(jī)軟件流程圖

3 結(jié)語(yǔ)

本測(cè)試平臺(tái)能夠滿足某型飛機(jī)機(jī)載無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備性能測(cè)試，以此形成產(chǎn)品的測(cè)試能力和故障排查能力，保證飛機(jī)機(jī)載無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備的修理質(zhì)量，提升工廠飛機(jī)修理產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。另外平臺(tái)提供了既可手動(dòng)操作，也可自動(dòng)操作導(dǎo)航模擬，為后期新型產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)測(cè)試提供模擬平臺(tái)，設(shè)備資源進(jìn)一步得到充分利用。