CN204730841U - 一种机载无线电罗盘接收机检测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种机载无线电罗盘接收机检测仪，包括射频信号产生电路、调制电路和方位设置电路，还包括幅度设置电路和控制器，所述射频信号产生电路的输出端连接调制电路的第一输入端，所述调制电路的第二输入端连接方位设置电路的输出端，调制电路的输出端连接幅度设置电路的输入端，所述方位设置电路的输入端连接接收机的输出端，所述幅度设置电路的输出端连接接收机的输入端，所述控制器分别连接射频信号产生电路的控制信号端和方位设置电路的控制信号端。与现有技术相比，本实用新型具有提高测试可靠性、结构简单、抗干扰性能好等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种检测仪，尤其是涉及一种机载无线电罗盘接收机检测仪。
背景技术
无线电罗盘是机载无线电导航设备，能根据导航台发出的信号进行导航。
一个简化的无线电罗盘的工作原理框图如图1所示。导航台发出的垂直极化电磁波被环天线1和垂直天线2接收，然后由匹配电路处理。其中垂直天线2接收的信号没有方位信息，而环天线1接收的信号包含方位信息。由于环天线感应电势与垂直天线感应电势的相位差90°，所以匹配电路在将两者迭加前会先将环天线信号移相90°。处理过的射频信号被送入接收机6，接收机6从中解调出方位信号并送到指示器7显示。
现有的机载无线电罗盘接收机检测设备是通过模拟无线电罗盘的工作原理来进行检测的。一个典型的无线电罗盘接收机检测设备的原理框图如图2所示。射频信号产生电路8(或射频信号源)模拟导航台产生的射频信号，经过信号分配电路9、方位设置电路10和第二移相电路11后的信号则模拟了环天线1和垂直天线2接收到的信号，调制电路3、第一移相电路4和迭加电路5的功能则与图1所示的匹配电路的功能一致的。因此整个的检测设备完全的模拟了接收机6在实际使用时的工作环境。工作原理为：
首先根据图2分析接收机6收到的信号：
u1＝A0·cosωt (1)
u1是射频信号产生电路8输出的信号，其中A0为射频信号产生电路8的输出信号幅度，ω为信号角频率。
u2＝u3＝A1·cosωt (2)
u2和u3是经过信号分配电路9后的信号，用来模拟环天线1接收到的信号。其中A1为衰减后的环天线信号幅度。
u4＝A2·cosωt (3)
u4是经过信号分配电路9后的信号，用来模拟垂直天线2接收到的信号。其中A2为衰减后的垂直天线信号幅度。
u5＝A1·cosθ·cosωt (4)
u6＝A1·sinθ·cosωt (5)
u5和u6是经过方位设置电路10后的信号，用来模拟设置了方位角度的环天线信号。其中θ为设置的方位角度。
u7＝A2·sinωt (6)
u7是经过了90°移相的垂直天线信号。
u8＝A1·(cosθcosΩt-sinθsinΩt)·cosωt (7)
＝A1·cos(θ+Ωt)·cosωt
u8是经过调制电路3的环天线信号。其中sinΩt与cosΩt信号是由接收机6产生并送到调制电路3的两路调制信号，Ω为调制信号的角频率。
u9＝A1·cos(θ+Ωt)·sinωt (8)
u9是经过了90°移相的环天线信号。
u10＝u7+u9
＝A2·sinωt+A1·cos(θ+ωt)·sinωt (9)
＝A·(1+m·cos(θ+Ωt))·sinωt
u10是经过迭加电路5后信号。其中A＝A2，为最终输入接收机信号的幅度，m＝A1/A2。
这种检测设备的主要缺陷是电路比较复杂，可靠性差，尤其是在原电路中第一移相电路4和第二移相电路11会不可避免的造成信号失真。
无线电罗盘工作采用的是模拟调制信号而非数字信号；其工作频段在150kHz～1749.5kHz，而很多开关电源的工作频率和电子设备的中频信号都在该频段；在测试时检测仪输出到接收机6的信号又非常小，尤其在检测灵敏度指标时，信号幅度在1μV以下。由于以上原因，无线电罗盘的接收机6在检测时极易受到其他电子设备的干扰，对检测设备的可靠性要求很高。检测设备的电路越复杂，信号受到干扰和产生失真的可能性就越大，最终对测试结果的影响也就越大。根据现有的检测设备的实际使用结果来看，测试的数据结果不稳定，多次测试结果的数据往往不一致，而且受环境影响很大。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种机载无线电罗盘接收机检测仪，具有提高测试可靠性、结构简单、抗干扰性能好等优点。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种机载无线电罗盘接收机检测仪包括射频信号产生电路、调制电路和方位设置电路，还包括幅度设置电路和控制器，所述射频信号产生电路的输出端连接调制电路的第一输入端，所述调制电路的第二输入端连接方位设置电路的输出端，调制电路的输出端连接幅度设置电路的输入端，所述方位设置电路的输入端连接接收机的输出端，所述幅度设置电路的输出端连接接收机的输入端，所述控制器分别连接射频信号产生电路的控制信号端和方位设置电路的控制信号端。
所述射频信号产生电路包括依次连接的单片机和DDS芯片，所述单片机的控制信号端连接控制器，所述DDS芯片的输出端连接调制电路的第一输入端。
所述DDS芯片的型号为AD9850BRS。
所述调制电路为由乘法器芯片构成的调制电路。
所述乘法器芯片的型号为AD835AR。
所述方位设置电路包括依次连接的单片机和模拟开关芯片，所述单片机的控制信号端连接控制器，所述模拟开关芯片的方位信号输入端连接接收机的输出端，模拟开关芯片的输出端连接幅度设置电路的输入端。
所述模拟开关芯片的型号为CD4051BCM。
所述幅度设置电路包括依次连接的可调衰减器和固定衰减器，所述可调衰减器的输入端连接调制电路的输出端，所述固定衰减器的输出端连接接收机的输入端。
所述控制器通过PC104总线分别连接射频信号产生电路的控制信号端和方位设置电路的控制信号端。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1)相比现有技术，提出了一种新的优化电路来产生相同的信号，优化后的电路减少了信号分配电路和移相电路，降低了信号受到干扰的可能，尤其是在原电路中移相电路会不可避免的造成信号失真，优化后的电路就没有这个问题，显著的提高了测试的可靠性，采用本实用新型方案的测试设备的测试数据结果一致性要好的多，而且受环境影响也小很多。
2)本实用新型结构简单，成本低，可替代现有测试设备，易于广泛应用。
附图说明
图1为一个简化的无线电罗盘的工作原理框图；
图2为一个典型的无线电罗盘接收机检测设备的原理框图；
图3为本实用新型的结构示意图；
图4为本实用新型中射频信号产生电路示意图；
其中，(4a)为射频信号产生电路中PC104总线电路示意图，(4b)为射频信号产生电路中单片机电路示意图，(4c)为射频信号产生电路中DDS芯片电路示意图；
图5为本实用新型中调制电路示意图；
图6为本实用新型中方位设置电路示意图；
其中，(6a)为方位设置电路中PC104总线电路示意图，(6b)为方位设置电路中单片机电路示意图，(6c)为方位设置电路中模拟开关芯片电路示意图；
图7为本实用新型中幅度设置电路示意图。
图中：1、环天线，2、垂直天线，3、调制电路，4、第一移相电路，5、迭加电路，6、接收机，7、指示器，8、射频信号产生电路，9、信号分配电路，10、方位设置电路，11、第二移相电路，12、幅度设置电路，13、控制器，121、可调衰减器，122、固定衰减器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
如图3所示，一种机载无线电罗盘接收机6检测仪包括射频信号产生电路8、调制电路3、方位设置电路10、幅度设置电路12和控制器13，射频信号产生电路8的输出端连接调制电路3的第一输入端，调制电路3的第二输入端连接方位设置电路10的输出端，调制电路3的输出端连接幅度设置电路12的输入端，方位设置电路10的输入端连接接收机6的输出端，幅度设置电路12的输出端连接接收机6的输入端，控制器13分别连接射频信号产生电路8的控制信号端和方位设置电路10的控制信号端。控制器13通过PC104总线分别连接射频信号产生电路8的控制信号端和方位设置电路10的控制信号端，来传送指令。
如图4所示，射频信号产生电路8包括依次连接的单片机和DDS芯片，单片机的控制信号端连接控制器13，DDS芯片的输出端连接调制电路3的第一输入端。电路通过单片机来读取PC104总线送来的指令，控制DDS芯片产生不同频率的射频信号的输出，该信号送到调制电路3。本实施例中，DDS芯片的型号为AD9850BRS，单片机采用Atmega128A-AU。PC104总线及其周围电路如图(4a)所示，Atmega128A-AU芯片及其周围电路如图(4b)所示，AD9850BRS芯片及其周围电路如图(4c)所示。
如图5所示，调制电路3为由乘法器芯片及其周围电路构成的调制电路3。电路通过乘法器芯片产生调幅电路，其中调制信号由方位设置电路10产生，载波信号由射频信号产生电路8产生，输出信号送到幅度设置电路12。本实施例中，乘法器芯片的型号为AD835AR。
如图6所示，方位设置电路10包括依次连接的单片机和模拟开关芯片，单片机的控制信号端连接控制器13，模拟开关芯片的方位信号输入端连接接收机6的输出端，模拟开关芯片的输出端连接幅度设置电路12的输入端。电路通过单片机来读取PC104总线送来的指令，控制模拟开关芯片选择相应的方位信号输出。方位信号由外部输入的sinΩt与cosΩt信号经过反相和叠加后组成，可模拟8路方位，该信号送到调制电路3。本实施例中，模拟开关芯片的型号为CD4051BCM，单片机采用Atmega128A-AU。PC104总线及其周围电路如图(6a)所示，Atmega128A-AU芯片及其周围电路如图(6b)所示，CD4051BCM芯片及其周围电路如图(6c)所示。
如图7所示，幅度设置电路12由可调衰减器121与固定衰减器122串联组成，可调衰减器121的输入端连接调制电路3的输出端，固定衰减器122的输出端连接接收机6的输入端。调制电路3送来的信号进入可调衰减器121，可通过调节可调衰减器121的衰减量来控制输出信号的幅度。本实施例中，可调衰减器121采用上海华湘的GKTSX-2-100-2.5-A3，固定衰减器122为上海华湘的SMAG-30-4。
工作原理：
根据图2的原理分析，检测设备的电路功能实际上是接收两路调制信号并产生公式(9)所示的信号输出到接收机6。据此，本实用新型中各个电路模块产生的信号分别是：
u11＝A3·sinωt (10)
u11是射频信号产生电路8输出的信号，其中A3为射频信号产生电路8的输出信号幅度，ω为信号角频率。
u12＝A4·cos(θ+Ωt) (11)
u12是经过方位设置电路10后的调制信号，其中A4为输出信号幅度，θ为设置的方位角度，Ω为接收机6产生调制信号的角频率。
u13＝A5·(1+m·cos(θ+Ωt))·sinωt (12)
u13是经过调制电路3的射频信号。其中A5为输出信号幅度，m＝A4/A5。
u14＝A·(1+m·cos(θ+Ωt))·sinωt (13)
u14是经过幅度调整后最终输入接收机6的射频信号。其中A为信号的幅度。
由公式(9)与公式(13)可知，两种检测电路产生的信号是一致的，图3所示电路同样可以满足无线电罗盘接收机的测试。
通过比较图2与图3可知，优化后的电路减少了信号分配电路9和移相电路，降低了信号受到干扰的可能。尤其是在原电路中移相电路会不可避免的造成信号失真，优化后的电路就没有这个问题。
在实际测试时，采用新方案的测试设备的测试数据结果一致性要好的多，而且受环境影响也小很多。
Claims (9)
1.一种机载无线电罗盘接收机检测仪，包括射频信号产生电路、调制电路和方位设置电路，其特征在于，还包括幅度设置电路和控制器，所述射频信号产生电路的输出端连接调制电路的第一输入端，所述调制电路的第二输入端连接方位设置电路的输出端，调制电路的输出端连接幅度设置电路的输入端，所述方位设置电路的输入端连接接收机的输出端，所述幅度设置电路的输出端连接接收机的输入端，所述控制器分别连接射频信号产生电路的控制信号端和方位设置电路的控制信号端。
2.根据权利要求1所述的一种机载无线电罗盘接收机检测仪，其特征在于，所述射频信号产生电路包括依次连接的单片机和DDS芯片，所述单片机的控制信号端连接控制器，所述DDS芯片的输出端连接调制电路的第一输入端。
3.根据权利要求2所述的一种机载无线电罗盘接收机检测仪，其特征在于，所述DDS芯片的型号为AD9850BRS。
4.根据权利要求1所述的一种机载无线电罗盘接收机检测仪，其特征在于，所述调制电路为由乘法器芯片构成的调制电路。
5.根据权利要求4所述的一种机载无线电罗盘接收机检测仪，其特征在于，所述乘法器芯片的型号为AD835AR。
6.根据权利要求1所述的一种机载无线电罗盘接收机检测仪，其特征在于，所述方位设置电路包括依次连接的单片机和模拟开关芯片，所述单片机的控制信号端连接控制器，所述模拟开关芯片的方位信号输入端连接接收机的输出端，模拟开关芯片的输出端连接幅度设置电路的输入端。
7.根据权利要求6所述的一种机载无线电罗盘接收机检测仪，其特征在于，所述模拟开关芯片的型号为CD4051BCM。
8.根据权利要求1所述的一种机载无线电罗盘接收机检测仪，其特征在于，所述幅度设置电路包括依次连接的可调衰减器和固定衰减器，所述可调衰减器的输入端连接调制电路的输出端，所述固定衰减器的输出端连接接收机的输入端。
9.根据权利要求1所述的一种机载无线电罗盘接收机检测仪，其特征在于，所述控制器通过PC104总线分别连接射频信号产生电路的控制信号端和方位设置电路的控制信号端。
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|---|---|---|---|---|
| CN107656291A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-02-02 | 成都思凯诺克科技有限公司 | 天线模仿仪 |
| CN110906917A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-03-24 | 中航贵州飞机有限责任公司 | 多用途飞机无线电罗盘机上试验检查方法 |
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| CN110906917B (zh) * | 2019-12-19 | 2022-09-16 | 中航贵州飞机有限责任公司 | 多用途飞机无线电罗盘机上试验检查方法 |
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