某型飛機機載無線電導航設備測試儀設計

李濱

（國營蕪湖機械廠，安徽 蕪湖 241007）

機載無線電導航設備配合地面塔臺，構成塔康導航系統，在空/地狀態下，完成飛機相對塔臺的距離、方位測量，供飛機出航、歸航或航向保持飛行，還可輔助著陸儀表使用；在空/空狀態下，同時為其他多架飛機提供回答信號，完成飛機與飛機之間的距離測量，滿足空中加油、飛機回合、編隊等提供必要的飛機間距信息；在精密測距狀態，為飛機提供相對精密測距地面臺的距離信息，和MLS一起引導飛機進場、著陸。機載無線電導航設備正常與否，直接影響飛機任務完成和飛機的安全。為了實現機載無線電導航設備技術性能檢測，開展機載無線電導航設備測試儀設計研究，有利于及時有效診斷產品完好狀態、及時故障排除，恢復產品正常工作狀態，提高產品的使用可靠性，具有重要意義。

1 設計需求

研制一臺機載無線電導航設備測試儀，模擬飛機空/地、空/空、DME/P狀態下無線電導航設備內場指標性、功能性測試。

2 設計方案

2.1 總體設計

測試儀采用機柜式結構，模塊化設計思路；測試儀包括功能測試臺、模擬器、測控計算機三部，每個部分由若干模塊構成；功能測試臺、模擬器即可采用測控計算機自動控制，也可采用手動操作的方式；模擬器還可作為導航設備的通用儀器進行單獨脫機使用。模塊化設計有利于后期維護。測控計算機采用單屏雙畫面顯示，可供模擬器、功能測試臺功能界面，功能相對獨立。測試儀架構如圖1。

2.2 設備技術指標

（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 環境適應性要求

工作溫度：0～40℃；相對濕度：＜98%；氣壓：當時當地大氣壓。

圖1 測試儀與被測產品架構

2.4 其他要求

（1）測試儀應有防差錯設計，所以元器件、連接器都應有標號。

（2）具有過壓、過流保護功能，以免損壞設備本身及產品。

（3）高頻電纜、低頻電纜按相應的標準制作，并有相應的標記，高、低頻電纜屏蔽按國軍標執行。

2.5 硬件設計

根據機載無線電導航測試儀總體設計需求，測試儀的硬件主要由機柜、模擬器、電源模塊（含多個模塊和一個LCD液晶顯示器）、功能測試臺（含多個模塊）、測控計算機、示波器等組成。

其中模擬器包含射頻預處理模塊、接收模塊、激勵模塊、信號處理模塊、母板、顯示組件、計算機、電源等組成。

功能測試臺包含總線處理模塊、通信接口控制模塊、整機電源等組成。

2.5.1 模擬器

模擬器采用主控計算機，計算機通過鍵盤接收控制信號，完成設置參數的下發和測試數據的顯示。模擬器接收機載無線電導航設備的大功率詢問信號，經射頻處理模塊衰減處理，送接收模塊進行放大、變頻、濾波等處理，輸出中頻信號，中頻信號在信號處理模塊經A/D采樣變換為數字中頻信號，采樣正交解調對采樣的數字中頻信號進行解調，獲得詢問信號的數字基帶信號，經脈沖對譯碼，完成機載無線電導航設備詢問信號的模式識別；模擬器主要模擬地面塔康信號或空中飛機信號或DME/P精密臺信號，同時，模擬器作為信號源，產生包含應答脈沖、主基準脈沖、輔基準脈沖、識別碼脈沖的射頻信號，發送給被測產品。

在塔康模式下，信號處理模塊輸出的基帶信號，它包含測距應答信號、隨機填充脈沖信號，識別信號、主基準脈沖、輔基準脈沖，所有這些信號通過優先比較，輸出15Hz、135Hz基帶信號，根據解算主基、輔基準信號，獲得飛機與塔臺方位的測量；信號處理模擬輸出距應答信號，與輸入的詢問信號進行時間對比，獲得時間差值，根據光速×時間，獲得飛機與塔臺或飛機與飛機之間的距離。

圖2 模擬器框圖

2.5.2 功能測試臺

功能測試臺主要完成被測產品的加電控制、工作模式、波道、編碼等參數設置，讀取各種輸出數據、接收1553B總線輸入/輸出數據。功能測試臺框圖如圖3所示。

1553B總線模塊完成1553B總線的控制和數據處理，包括命令的加載、數據回傳、校驗、環繞測試、加電或啟動自檢，顯示系統通過函數調用的方式完成對1553B模塊的控制和數據傳輸。

RS232模塊完成總線的控制和數據處理，顯示系統通過函數調用的方式完成對RS232模塊的控制和數據傳輸。

電源模塊完成測試儀、被測產品的供電。主要完成AC/DC、DC/DC轉換，提供測試儀和被測產品所需要的各種電壓。

圖3 功能測試臺框圖

2.5.3 測控計算機

測控計算機采用單屏雙畫面顯示，左邊為功能測試臺畫面、右邊為模擬器畫面。測控計算機完成對模擬器、功能測試臺、示波器的控制。可提供整機或單項性能檢測操作。

2.5.4 示波器

可手動、自動方式完成被測產品脈沖參數的測量。

2.6 軟件設計

整機測試軟件分為自動測試、手動測試、數據管理，軟件測試流程如圖4。

圖4 整機軟件流程圖

3 結語

本測試平臺能夠滿足某型飛機機載無線電導航設備性能測試，以此形成產品的測試能力和故障排查能力，保證飛機機載無線電導航設備的修理質量，提升工廠飛機修理產量和經濟效益。另外平臺提供了既可手動操作，也可自動操作導航模擬，為后期新型產品的開發測試提供模擬平臺，設備資源進一步得到充分利用。