CN103713280A - 一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器 - Google Patents
一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103713280A CN103713280A CN201310279508.5A CN201310279508A CN103713280A CN 103713280 A CN103713280 A CN 103713280A CN 201310279508 A CN201310279508 A CN 201310279508A CN 103713280 A CN103713280 A CN 103713280A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency
- signal
- unit
- simulation
- height
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 58
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000005562 fading Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 19
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 13
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 235000007926 Craterellus fallax Nutrition 0.000 description 1
- 240000007175 Datura inoxia Species 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/882—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for altimeters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
- G01S7/4052—Means for monitoring or calibrating by simulation of echoes
- G01S7/406—Means for monitoring or calibrating by simulation of echoes using internally generated reference signals, e.g. via delay line, via RF or IF signal injection or via integrated reference reflector or transponder
- G01S7/4065—Means for monitoring or calibrating by simulation of echoes using internally generated reference signals, e.g. via delay line, via RF or IF signal injection or via integrated reference reflector or transponder involving a delay line
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
本发明提出了一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器，包括：频率检测单元、高度模拟单元、频率变换单元、衰落模拟单元和嵌入式计算机。本发明的频率跟踪检测式无线电高度表模拟器，高度值模拟精确到米级，范围覆盖高度表整个测量量程；采用频率合成的方式进行信号模拟，测量精度较现有技术有了很大提高，方便快捷；采用低温漂频率为1GHz的VCO作为三个本振的时间基准，测量电路具有较小的温度漂移系数。
Description
技术领域
本发明涉及无线电高度表模拟装置，具体说是一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器(文中亦简称为模拟器)，用于模拟无线电高度表(文中亦简称为高度表)发射信号经地面反射到高度表接收到的信号。
背景技术
目前，无线电高度表均采用传输线延迟法测量。所谓传输线延迟法，是指将无线电高度表输出的扫频信号，经过有限长度的传输线，由于信号经过传输线从输入到输出存在一定的时间延迟，同时由于高度表输出为扫频信号，因此在延迟的这段时间内，就造成传输线两端的信号频率存在一定的频率差。如果传输线的时延特性固定，则在传输线的输入和输出端存在一个固定的频率差。根据这个固定频率差就可以模拟出无线电高度表所测量的高度值，进而判断高度表是否满足预定指标要求。此种延时线式高度表模拟器的具体技术方案如图1所示。高度表输出的扫频信号通过接收天线耦合到延时线式高度表模拟器输入端。延时线式高度表模拟器主要由声表面波延时线阵列和程控步进衰减器组成。模拟不同高度时，嵌入式控制器控制射频开关选择不同的声表面波延时线。与模拟高度相对应的信号衰减是通过控制程控步进衰减器实现。输出信号通过发射天线发射到无线电高度表输入端，从而完成高度模拟。
采用传输线延迟法测量存在以下问题：
1.现有延时线式高度表模拟器只能模拟预设置的有限长度。
固定延时线只能模拟一种高度，多种高度的模拟需要多个延时线，当模拟高度较高时，需要很长的延时线。
2.现有延时线式高度表模拟器信号衰减大，杂波多。
对于较长高度的模拟，需要很长延时线，这样微波信号在延时线中传输衰减也较大。目前延时线多采用声表面波传输线的形式。声表面波传输线激励方式产生的信号二次谐波较为丰富，虚假信号给高度模拟带来困难。
3.现有延时线式高度表模拟器的模拟精度受温度影响大。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器，将实时扫频检测方法与高精度频率产生相结合，采用“扫频检测+频率综合”的方法实现对高度表的快速测量，并且模拟高度连续变化。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器，包括：频率检测单元、高度模拟单元、频率变换单元、衰落模拟单元和嵌入式计算机；
定向耦合器设置在模拟器通道前端，将高度表输入的扫频信号分成主、辅两路，主路信号进入频率变换单元，辅路信号进入频率检测单元；
所述频率变换单元将主路信号先与前级本振通过混频得到较高频率的中频信号，然后再与后级本振进行混频；
所述衰落模拟单元包括衰减器，将所述频率变换单元的输出信号衰减后输出，衰减器受来自所述嵌入式计算机的衰落参数输入控制；
所述频率检测单元将辅路信号与检测本振通过混频变为频率较低的中频信号，通过对该频率较低的中频信号采样和分析，计算出高度表输出信号的扫频速度，检测本振接收所述嵌入式计算机提供的检测本振参数；
所述高度模拟单元包括高度模拟频率计算器，根据高度表输出信号的扫频速度和需要模拟的高度值，计算出高度模拟本振信号的频率值，并通过本振产生电路产生出该频率值的高度模拟本振信号，所述需要模拟的高度值来自嵌入式计算机的高度参数输入。
可选地，得到实时扫频速度V后，根据需要模拟的高度值H和当前扫频速度，通过公式H＝cTmfb/(2Δf)计算出差拍信号频率fb，其中，
c为电磁波传播速度，3×108m/s；
fb为差拍信号频率；
Tm为信号扫描周期；
将公式Tm＝Δf/V和公式H＝cTmfb/(2Δf)合并得到高度H与差拍信号频率fb计算公式fb＝2HV/c，其中Δf为高度表扫频信号线性调频带宽。
可选地，在频率变换单元中，将输入的高度表的频率减去差拍频率即可得到输出频率；
高度表输入到模拟器的扫频信号fs与前级3GHz本振信号进行第一次混频，通过带通滤波器选择中频信号fs+3GHz信号，即为第二级混频的扫频信号；
通过后级混频器和低通滤波器后得到fs-fb，作为最终输出的高度模拟信号；
后级本振频率为3GHz+fb；
后级本振通过对DDS输出信号经过8次倍频得到，DDS的输出信号频率为fDDS＝375MHz+fb/8；
在高度模拟单元单元内的FPGA内部根据公式fb＝2HV/c计算出差拍信号频率后，根据公式FTW＝232fDDS/fclk，FPGA计算出DDS芯片的频率控制字FTW，其中fclk＝1GHz，为DDS的参考频率。
可选地，所述衰落模拟单元中的衰减器为程控步进衰减器，对输出高度模拟信号进行衰减。
可选地，所述频率较低的中频信号的频率范围为20MHz～40MHz。
本发明的有益效果是：
(1)高度值模拟精确到米级，范围覆盖高度表整个测量量程；
(2)采用频率合成的方式进行信号模拟，测量精度较现有技术有了很大提高，方便快捷；
(3)采用低温漂频率为1GHz的VCO(压控振荡器)作为三个本振的时间基准，测量电路具有较小的温度漂移系数；所述三个本振是指：频率检测单元的检测本振、高度模拟单元的前级本振、高度模拟单元的后级本振。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的延时线式高度表模拟器的结构示意图；
图2为本发明的频率跟踪检测式无线电高度表模拟器的控制框图；
图3为图2中频率检测单元的结构示意图；
图4为图2中高度模拟单元的结构示意图；
图5为图2中频率变换单元的结构示意图；
图6为本发明频率跟踪检测式无线电高度表模拟器的频率计算框图；
图7为本发明频率跟踪检测式无线电高度表模拟器的FPGA固化软件的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所述的一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器，模拟高度表的发射信号和接收信号在特定高度下和特定扫频速度下所产生的稳定的频率差，以此来检测高度表对高度测量的准确性，检测时，模拟器的输入端与高度表的信号输出端相连，模拟器的输出端与高度表的信号输入端相连。
本发明所述的一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器，其结构如图2所示，包括：频率检测单元、高度模拟单元、频率变换单元、衰落模拟单元和嵌入式计算机。
在模拟器通道前端，通过定向耦合器将高度表输入的扫频信号分成主、辅两路。
辅路信号在频率检测单元中与检测本振通过混频变为频率较低的中频信号，频率较低的中频信号的频率范围为20MHz～40MHz，通过对该频率较低的中频信号采样和分析，计算出高度表输出信号的扫频速度；嵌入式计算机向检测本振提供检测本振参数；根据该高度表输出信号的扫频速度和需要模拟的高度值，高度模拟单元中的高度模拟频率计算器计算出高度模拟本振信号的频率值，并通过本振产生电路产生出该频率值的高度模拟本振信号；所述需要模拟的高度值来自嵌入式计算机的高度参数输入。
主路信号在频率变换单元中，先与前级本振通过混频得到较高频率的中频信号，然后再与作为后级本振的高度模拟本振信号进行混频，混频输出信号的 频率即为对应高度表输入的无线电回波信号频率；该混频输出信号经衰落模拟单元中的衰减器衰减后输出；衰减器受来自嵌入式计算机的衰落参数输入控制。
如图3所示，频率检测单元的具体技术方案为：
频率检测单元包括：用于接收高度表输出的4.2～4.4GHz扫频信号(模拟扫描信号)的定向耦合器，高度表输出的扫频信号通过定向耦合器后由一路变为主、辅两路，定向耦合器可以采用中国电子科技集团公司第41研究所的AV80602型定向耦合器，工作频率范围2～8GHz，耦合度30±2dB，回波损耗≥16dB，额定功率100W。
辅路信号与检测本振通过混频的方式得到较低频率的中频信号，具体描述如下：辅路信号与检测本振一同送入混频器，混频器对定向耦合器的辅路信号通过下混频的方式将4.2～4.4GHz信号变为频率较低的中频信号，混频器可以采用hittite公司的HMC129，工作频率范围4～8GHz，变频损耗8dB，隔离度＞30dB；由于高度表采用模拟扫频方式，无法保证扫描信号准确度，故采用程控本振作为检测本振，以便根据测试结果灵活调整本振频率，程控本振可以采用DDS(直接数字频率合成)芯片+2级倍频的方式实现，所述DDS芯片可以选用ADI公司的AD9858BSV，最高时钟频率1GHz，输入信号灵敏度-20dBm，+3.3V供电，功耗2W；第一级倍频器可以采用Mini-circuits公司的AMK-2-13+，工作频率范围50MHz～1.6GHz，最大输入功率+23dBm，变频损耗＜11.4dB；第二级倍频器可以采用Mini-circuits公司的KC2-11+，工作频率范围1GHz～2.2GHz，最大输入功率+23dBm，变频损耗＜10.5dB；检测本振的频率调整范围在高度表输出的信号范围之内。
将该较低频率的中频信号依次经过频率计数、扫频速度计算，计算出模拟其输入的高度表发射信号的扫频速度，具体描述如下：混频器输出的较低频率的中频信号先送入低通滤波器，低通滤波器用来抑制混频器输出的高中频信号(抑制混频器输出其他非理想的信号)；低通滤波器可以采用7级π型LC滤波器，3dB带宽250MHz；低通滤波器的输出信号送入放大器，放大器可以采用mini-circuits公司产ERA-8SM型单片放大器，频率范围0～2GHz，增益+25dB，1dB压缩点+12dBm；放大后的信号经过由带通滤波器和检波器组成的包络检波电路，得到模拟扫描信号的幅度包络(包络信号)；带通滤波器可以按以下参数定制，中心频率20±0.2MHz，3dB带宽5MHz；检波器可以采用ADI公司的对数检 波器AD8307，该芯片具有工作频率高(最高可达500MHz)、动态范围大(92dB)、功耗低和封装简单等特点；模拟扫描信号的幅度包络通过AD取样器变为数字信号后输入到FPGA(现场可编程门阵列)；A/D取样器可以采用ADI公司的AD8561，单电源供电，当+5V供电时A/D变换延时＜7ns；FPGA可以采用EP3C25C144C8，属于Altera公司cycloneIII系列，容量大，速度快，成本低。
在FPGA内部通过频率计数方式算出当前信号的扫频速度，具体描述如下：在FPGA中，用高达100MHz频率对包络信号进行频率计数，从而计算出脉冲的时间长度，为了计算高度表输入的信号的扫频速度，在一次扫中需获得两个包络，根据计算所得到的时间和前面的滤波器中心频率，在FPGA就可以计算出高度表输出频率的扫频速度，具体计算方式为：
由嵌入式计算机设定计时闸门开启条件；当输入包络信号幅度电平第一次高于闸门开启条件时触发闸门开启，计数器开始计数；随着高度表输入的扫描地进行，当第二次包络信号到来并达到触发闸门开启条件时，计数器停止计数，计数器的时钟用100MHz；根据公式(1)得到实时扫频速度V；
V=f／(N·T) (1)
公式(1)中，f为闸门开启和关闭时所对应的频率范围，等于检测混频器后滤波器中心频率的两倍；N为计数器计数值；T为计数时钟周期；FPGA和程控本振之间通过8bits数据总线传输本振频率调整数据。
如图4所示，高度模拟单元的具体技术方案为：
高度模拟单元接收来自频率检测单元中所检测到的扫频速度参数，并通过输入到模拟器的高度参数，按照所对应的高度与扫速的关系，计算出高度表输出和接收到信号的差拍频率，然后由差拍频率计算出需要模拟的高度所对应的模拟本振信号频率，并将该频率值转化成产生的高度模拟本振的基本频率信号，此频率信号经八次倍频后作为频率变换单元的后级混频本振。高度模拟本振的基本频率信号由DDS(直接数字频率合成器)产生，DDS的参考时钟为1GHz。在高度模拟单元中还有一个前级本振，它用作为高度表输入信号频率变为频率更高的中频的混频器本振，它的频率固定，为3GHz。
频率检测单元在FPGA内部通过频率计数方式算出扫频速度(实时扫频速度V)，即当前高度表输出信号的扫频速度，根据需要模拟的高度值H和当前扫频速度V，通过公式(2)计算出差拍信号频率fb；
fb＝2HV/c (2)
公式(2)中的c为电磁波传播速度，3×108m/s；
频率变换单元中的后级本振频率为3GHz+fb，则其8次倍频前的频率由DDS产生，则DDS的输出信号频率为：
fDDS＝375MHz+fb/8。 (3)
在高度模拟单元单元内的FPGA内部根据公式(2)计算出差拍信号频率后，根据公式(3)FPGA计算出DDS芯片的频率控制字FTW。高度模拟计算在FPGA中进行，具体见图7所示。
FTW＝232fDDS/fclk (4)
由公式(4)可得DDS芯片(AD9858BSV)的频率控制字FTW(32bits)，公式(4)中fclk＝1GHz。
DDS芯片的输出信号，经8倍频后得到3GHz-fb，作为第二级混频的本振信号；8倍频可以采用3级2倍频器实现，第一级、第二级倍频器可以分别采用AMK-2-13+和KC2-11+，关键技术指标如前所述；第三级倍频器可以采用KC2-19+，工作频率范围3.4GHz～7.2GHz，最大输入功率+23dBm，变频损耗＜11dB。
如图5所示，频率变换单元的具体技术方案为：
频率检测单元中的定向耦合器的主路输出，送到频率变换单元。首先将高度表输出扫描信号fs与3GHz本振信号进行第一级混频，通过带通滤波器选择高中频信号fs+3GHz输出，即为第二级混频的扫频信号；混频器可以采用hittite公司的HMC129；滤波器可以采用Mini-circuits公司的BFCN-7350，3dB带宽7150～7550MHz，带内差损＜1.8dB，最大输入功率+33dBm；
通过第二级混频器和低通滤波器后得到fs+fb，作为最终输出的高度模拟信号；第二级混频器同样可以采用hittite公司的HMC129；滤波器可以采用Mini-circuits公司的BFCN-4440，3dB带宽4200～4700MHz，带内差损＜2dB，最大输入功率+34dBm。
整个频率变换过程中，频率计算如图6所示。高度表输出信号fs通过第一混频器与固定中频信号3GHz相加得到fs+3GHz。DDS芯片输出的375MHz+fb/8信号经过8倍频组件，频率×8之后得到3GHz+fb。fs+3GHz作为扫频信号、3GHz+fb作为本振信号在第二级混频器相减，得到fs-fb，即为最终输出信号。
输出信号经过程控步进衰减器实现衰落模拟，模拟实际传输过程中输出信 号在传输过程的能量衰减；程控步进衰减器可以采用中国电科电子41所的AV71504型程控衰减器，工作频率范围0～18GHz，衰减范围110dB，步进1dB，最大输入功率1W。
如图7所示，FPGA程序流程具体为：整机加电后，FPGA程序处于等待闸门信号阶段；当高度表输出扫描信号通过变频、滤波、放大和AD变换成数字信号后触发闸门信号，同时启动计数器开始计数；随着信号扫描的进行，当扫描信号幅度低于闸门开启条件时，闸门关闭，同时停止计数；如果计数值在预定范围以外，表示检测失败，重新开始等待；如果计数值在预定范围以内，根据公式(1)(2)(3)(4)计算出差拍信号频率。
通过以上过程实现了快速频率合成，整个过程(即计算出信号频率及写入DDS芯片的过程)耗时小于100ns。
本发明所述的频率跟踪检测式无线电高度表模拟器，其优点为：(1)高度值模拟精确到米级，范围覆盖高度表整个测量量程；(2)采用频率合成的方式进行信号模拟，测量精度较现有技术有了很大提高，方便快捷；(3)采用低温漂频率为1GHz的VCO(压控振荡器)作为三个本振的时间基准，测量电路具有较小的温度漂移系数。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器，其特征在于，包括：频率检测单元、高度模拟单元、频率变换单元、衰落模拟单元和嵌入式计算机；
定向耦合器设置在模拟器通道前端，将高度表输入的扫频信号分成主、辅两路，主路信号进入频率变换单元，辅路信号进入频率检测单元；
所述频率变换单元将主路信号先与前级本振通过混频得到较高频率的中频信号，然后再与后级本振进行混频；
所述衰落模拟单元包括衰减器，将所述频率变换单元的输出信号衰减后输出，衰减器受来自所述嵌入式计算机的衰落参数输入控制；
所述频率检测单元将辅路信号与检测本振通过混频变为频率较低的中频信号，通过对该频率较低的中频信号采样和分析，计算出高度表输出信号的扫频速度，检测本振接收所述嵌入式计算机提供的检测本振参数；
所述高度模拟单元包括高度模拟频率计算器，根据高度表输出信号的扫频速度和需要模拟的高度值，计算出高度模拟本振信号的频率值，并通过本振产生电路产生出该频率值的高度模拟本振信号，所述需要模拟的高度值来自嵌入式计算机的高度参数输入。
2.如权利要求1所述的一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器，其特征在于，得到实时扫频速度V后，根据需要模拟的高度值H和当前扫频速度，通过公式H＝cTmfb/(2Δf)计算出差拍信号频率fb，其中，
c为电磁波传播速度，3×108m/s；
fb为差拍信号频率；
Tm为信号扫描周期；
将公式Tm＝Δf/V和公式H＝cTmfb/(2Δf)合并得到高度H与差拍信号频率fb计算公式fb＝2HV/c，其中Δf为高度表扫频信号线性调频带宽。
3.如权利要求1所述的一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器，其特征在于，在频率变换单元中，将输入的高度表的频率减去差拍频率即可得到输出频率；
高度表输入到模拟器的扫频信号fs与前级3GHz本振信号进行第一次混频，通过带通滤波器选择中频信号fs+3GHz信号，即为第二级混频的扫频信号；
通过后级混频器和低通滤波器后得到fs-fb，作为最终输出的高度模拟信号；
后级本振频率为3GHz+fb；
后级本振通过对DDS输出信号经过8次倍频得到，DDS的输出信号频率为fDDS＝375MHz+fb/8；
在高度模拟单元单元内的FPGA内部根据公式fb＝2HV/c计算出差拍信号频率后，根据公式FTW＝232fDDS/fclk，FPGA计算出DDS芯片的频率控制字FTW，其中fclk＝1GHz，为DDS的参考频率。
4.如权利要求1所述的一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器，其特征在于，所述衰落模拟单元中的衰减器为程控步进衰减器，对输出高度模拟信号进行衰减。
5.如权利要求1所述的一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器，其特征在于，所述频率较低的中频信号的频率范围为20MHz～40MHz。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310279508.5A CN103713280B (zh) | 2013-06-26 | 2013-06-26 | 一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310279508.5A CN103713280B (zh) | 2013-06-26 | 2013-06-26 | 一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103713280A true CN103713280A (zh) | 2014-04-09 |
| CN103713280B CN103713280B (zh) | 2016-08-10 |
Family
ID=50406405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310279508.5A Active CN103713280B (zh) | 2013-06-26 | 2013-06-26 | 一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103713280B (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104601508A (zh) * | 2014-11-29 | 2015-05-06 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种fm-cw中频信号处理装置 |
| CN106033219A (zh) * | 2015-03-13 | 2016-10-19 | 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 | 一种便携式高度模拟器 |
| CN106841840A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-06-13 | 中国电子科技集团公司第四十研究所 | 一种低频段可变中频的数据处理方法 |
| CN108323227A (zh) * | 2017-03-02 | 2018-07-24 | 深圳市台电实业有限公司 | 一种红外接收机及红外同声传译系统 |
| CN109188375A (zh) * | 2018-07-25 | 2019-01-11 | 国营芜湖机械厂 | 一种采用同步信号激励产生无线电模拟高度的系统及方法 |
| CN110244127A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-09-17 | 广东电网有限责任公司 | 一种变压器的扫频阻抗测试装置及方法 |
| CN110784799A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-02-11 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | 一种声音定向传输方法及系统 |
| CN110954058A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-03 | 西安航空电子科技有限公司 | 一种无线电高度表测试系统 |
| CN114167416A (zh) * | 2022-02-15 | 2022-03-11 | 中国人民解放军火箭军工程大学 | 一种基于射频延时的收发共用超低空测高雷达系统及方法 |
| CN114427871A (zh) * | 2022-04-07 | 2022-05-03 | 烟台初心航空科技有限公司 | 基于动态连续检测的航空高度表应用效能检测方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6426717B1 (en) * | 2001-05-11 | 2002-07-30 | Rockwell Collins, Inc. | Single antenna FM radio altimeter operating in a continuous wave mode and an interrupted continuous wave mode |
| CN1540363A (zh) * | 2003-10-30 | 2004-10-27 | 吴鸿明 | 一种大量程、高精度无线电测量高度的方法 |
| CN102565768A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-07-11 | 唐金元 | 基于声表面波延迟线的无线电高度信号模拟器组件 |
-
2013
- 2013-06-26 CN CN201310279508.5A patent/CN103713280B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6426717B1 (en) * | 2001-05-11 | 2002-07-30 | Rockwell Collins, Inc. | Single antenna FM radio altimeter operating in a continuous wave mode and an interrupted continuous wave mode |
| CN1540363A (zh) * | 2003-10-30 | 2004-10-27 | 吴鸿明 | 一种大量程、高精度无线电测量高度的方法 |
| CN102565768A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-07-11 | 唐金元 | 基于声表面波延迟线的无线电高度信号模拟器组件 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 陈家尧 等: ""基于微处理器的FM-CW无线电高度表的研究与设计"", 《电光与控制》 * |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104601508A (zh) * | 2014-11-29 | 2015-05-06 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种fm-cw中频信号处理装置 |
| CN106033219A (zh) * | 2015-03-13 | 2016-10-19 | 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 | 一种便携式高度模拟器 |
| CN106841840A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-06-13 | 中国电子科技集团公司第四十研究所 | 一种低频段可变中频的数据处理方法 |
| CN108323227B (zh) * | 2017-03-02 | 2021-07-06 | 深圳市泰德创新科技有限公司 | 一种红外接收机及红外同声传译系统 |
| CN108323227A (zh) * | 2017-03-02 | 2018-07-24 | 深圳市台电实业有限公司 | 一种红外接收机及红外同声传译系统 |
| CN109188375A (zh) * | 2018-07-25 | 2019-01-11 | 国营芜湖机械厂 | 一种采用同步信号激励产生无线电模拟高度的系统及方法 |
| CN109188375B (zh) * | 2018-07-25 | 2023-01-31 | 国营芜湖机械厂 | 一种采用同步信号激励产生无线电模拟高度的系统及方法 |
| CN110244127A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-09-17 | 广东电网有限责任公司 | 一种变压器的扫频阻抗测试装置及方法 |
| CN110244127B (zh) * | 2019-07-30 | 2021-03-12 | 广东电网有限责任公司 | 一种变压器的扫频阻抗测试装置及方法 |
| CN110784799A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-02-11 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | 一种声音定向传输方法及系统 |
| CN110954058A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-03 | 西安航空电子科技有限公司 | 一种无线电高度表测试系统 |
| CN114167416A (zh) * | 2022-02-15 | 2022-03-11 | 中国人民解放军火箭军工程大学 | 一种基于射频延时的收发共用超低空测高雷达系统及方法 |
| CN114427871A (zh) * | 2022-04-07 | 2022-05-03 | 烟台初心航空科技有限公司 | 基于动态连续检测的航空高度表应用效能检测方法 |
| CN114427871B (zh) * | 2022-04-07 | 2022-07-01 | 烟台初心航空科技有限公司 | 基于动态连续检测的航空高度表应用效能检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103713280B (zh) | 2016-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103713280B (zh) | 一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器 | |
| CN102571483B (zh) | 适用于脉冲状态的一体化网络参数测试仪及其测试方法 | |
| CN202614331U (zh) | 使用微波确定到料箱中的产品表面的距离的料位计 | |
| CN101629918B (zh) | 一种基于相位检测原理的土壤含水量测试仪及其方法 | |
| CN102109553B (zh) | 一种数字频谱分析仪及其快速定位测量信号的方法 | |
| CN103840899B (zh) | 一种收发组件自动测试设备 | |
| CN108983174B (zh) | 气象雷达综合测试设备 | |
| CN108535540A (zh) | 一种磁控管雷达发射频率瞬时测量的方法 | |
| CN105486919A (zh) | 一种基于fpga的频率测量装置 | |
| CN109406876A (zh) | 一种基于tdc的脉冲载波频率检测装置及方法 | |
| CN104270148A (zh) | 宽带数字稳幅多制式射频信号源模块 | |
| CN204330291U (zh) | 一种光纤延迟线的延迟时间测量电路 | |
| CN106771582A (zh) | 高频脉冲信号的测试方法及测试仪 | |
| CN103955157B (zh) | 一种tr组件调试仪组合脉冲发生方法和控制方法 | |
| CN105606885B (zh) | 一种基于中频替代技术的脉冲功率测量系统 | |
| CN207586312U (zh) | 一种基于fpga的数字频率计 | |
| CN105807132B (zh) | 一种检测加速器射频谐振腔失谐频率的方法及装置 | |
| CN103090930B (zh) | 雷达物位计及其信号处理方法 | |
| CN202710660U (zh) | 基于sopc的频率特性测试装置 | |
| CN202159024U (zh) | 自动定标的微波法油品水分测量装置 | |
| CN105403765A (zh) | 一种用于脉冲功率测量的稳幅环路装置 | |
| CN104535838A (zh) | 一种相频特性检测器及检测相频特性的方法 | |
| CN103472338A (zh) | 一种磁控管测试系统及测试方法 | |
| CN105242242B (zh) | 一种基于参数拟合的超大带宽信号预失真补偿方法 | |
| CN116700093A (zh) | 基于fpga处理器的双通道高速数据采集装置及其采集方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190314 Address after: 266000 No. 98 Xiangjiang Road, Huangdao District, Qingdao City, Shandong Province Patentee after: China Electronics Technology Instrument and Meter Co., Ltd. Address before: 266000 No. 98 Xiangjiang Road, Qingdao economic and Technological Development Zone, Shandong Patentee before: The 41st Institute of CETC |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Huangdao Xiangjiang Road 266555 Shandong city of Qingdao Province, No. 98 Patentee after: CLP kesiyi Technology Co.,Ltd. Address before: 266000 No. 98 Xiangjiang Road, Huangdao District, Shandong, Qingdao Patentee before: CHINA ELECTRONIC TECHNOLOGY INSTRUMENTS Co.,Ltd. |