电子论文-无线电罗盘自动测试系统航向角信号仿真设计.doc

本文由梦想着陆2010贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 维普资讯 电 子 测 量 技 术 第 卷 第 期 年 月 无 线 电罗 盘 自动 测 试 系统 航 向角信 号 仿 真 设 计 崔 健 谈展 中 潘涌泽 （ 北京航 空航天 大学 北京 ） 摘 要 ：本文介绍 了一种 基于无线 电罗盘 自 测试系统 的航 向角信 号仿真 设计方 法 ， 动 并针 对一种 具体 被测 设备 的特 点进行 了仿真分析和设 计 。 关键词 ：自动测试 ；航 向角 ；仿真 （ ， ） ： ， ： ； ； 系统 组成 通常将能 自动进行测量、 数据处理 、 传输 ， 并以适 当方 式显 示 或 输 出 测 试 结 果 的 系 统 称 为 自 动 测 试 系 统 （ ， ） 。在 自动 测 试 系 统 中 。 个 整 测试 工作 都是 在 预 先 编 制 好 的测 试 程 序 统 一 指 挥 下 自动 完 成的 。这类 系统 通 常 是 在 标 准 的测 控 总 线 或 仪 器 总 线 使用 ） ） 公司的角位置指示器及 角模拟器 总 线卡 ： 一 ； 用仿 真 的方 法 。 尺寸 开 关 模 块 ， ） 是 可 以产 生 和测 量 航 向 角 。测 量 时 可 选 和 种 分 两 辨率 ， 角精 度 可达 ， 足 测试 要 求 ， 是 价格 较 测 。满 但 贵 。仿 真 的方 法 ， 开关 和 示波 器 测量 。 的 用 垂直分辨率 位（ 取平均值 ） 略的算 一下测试 精度在 粗 。 左右 ， 定 向时 罗 盘 的航 向 角在 以 内就 认 为达 标 ， 在 。 （ 、 的基础上组建而成 的。 如 、 、 等） 本 自动测试系统属于第 自动测试 系统 ， 代 主要由测 试控制计算机 、 总线仪器（ 包括各种开关 ， 万用表等） 、 线仪 器 （ 括 波 器 ， 号 发 生 器 ， 总 包 示 信 程控 因此 仿 真 的方 法 满 足 测 试 精 度 ， 充 分 利 用 资 源 ， 此 本 能 因 自动测试 系统 采 用仿 真 的方法 。 电源等）接 连接部件 （ ） 、 和 测试单元适配器（ ） 组成。本 自动测试系统 具有 以下 功能 ：） 能完 成 整 机 、 性 能指 标 的测 、 试 ；） 系统 可 以进 行 自动 、 自动及 手 动 测试 ； ） 半 系统 采用 规则 和案 例两种 故 障诊 断方 法 。 该被 测罗 盘 通 过 天 线 接 收 信 号 ， 天 线 内 将 信 号 由 在 方 波调 制 。将 该调 制 后 的 信 号输 入 罗 盘 定 向部 件 处 理后形 成 控制 信号 以驱 动 天线 转 动 ， 到天 线 转 动 到信 号 直 来 向位置 。航 向角信 号 由 天线 装 置输 出至 航 向指示 器 ， 由 航 向指示 器就 可 以读 出天 线 指 向 的方 位 角 ， 即航 向角 。罗 仿真设计 下面以一种正余弦变压器输出航向角信号的仿真方法为 例说 明无线 电罗盘 自动测试系统航 向角信 号的仿真设计 。 此罗盘航向角信号 由正余 弦变压器输出 。 正余 弦变压 器正 常工作 需要 的交流 电源 ， 电工 作 时输 出 的两 加 路航 向角信号也分别为频率 的正、 余弦 电压信号 ， 其相位相差 。幅值与天线当时角度有关。 ， 经 测试 可 知 ， 天线 方 位 角 为 零 （ 天 线 对 称 轴 和信 当 即 号 来 向一致 ） ， 弦航 向角信 号 幅度 最 小 ， 弦航 向角 信 时 正 余 号幅 度 最 大 ； 当方 位 角 为 。 ， 弦 航 向角 信 号 幅 度 最 时 正 小 ， 弦航 向角信 号 幅度 最 大 ； 方 位 角 在 间 。 余 若 之 两 盘所使用的航向指示器为指针指示 ， 不能用程序控制。在 罗盘 整机 测试 时 ， 有和 定 向有 关 的 指标 都 需 要 用 到航 向 所 角。航向角读数 的精度 、 准确度直接影响测试结果 ， 以 所 获 取准 确 、 稳定 的航 向角 是 罗盘 自动 测试 的基础 之 一 。 为解 决此 问题 在设 计 系统 初期 曾经 考 虑过两 种方 法 ： 路航向角信号 幅度近似为最大值 的 和 （ 为 。 之间的方位角）而与正余 弦变压器电源的相位差始终 ， 为 正 。如果方 位 角在 之 间 ， 弦航 向 角信 号 与 电 。 正 源的相位差始终为正 ， 余弦航向角信号与电源的相位差为 维普资讯 第 卷 电 子 测 量 技 术 负。方位角在 。 之间， 正弦航向角信号 与变压器 电源的相位差为负 ， 余弦航 向角信号与变压器电源的相位 差为负。方位角在 之间 ， 。 正弦航 向角信号与变 压器电源的相位差始终为负 ， 弦航 向角信号与变压器电 余 源 的相位差为正， 幅度与方位角的关 系都不变。即可总结 为如下描述： 正弦和余弦两路航 向角信号幅度为正弦和余 弦分布（ 为 之 间的方位角 ）它们 与变压器 电源的 。 ， 相位差的正负决定方位角在哪个象限。 在自 动测试 中， 使用 型数字示波器通过 开关 可 以直接 观 测航 向角 信号 和 正余 弦变 压 器 的 电源 ， 测 程 中不变 。让天 线 向左或 向右转 动 一段 时 间 。 下此 时 的 记 正余弦信号幅度 的最大 幅度和直流偏 压。此时测量值是 在 一定 的示 波器 垂直 设置 下 测得 的 ， 以在 之后 测 量 航 向 所 角都要在此条件下测量才有意义。由于是预设值 ， 在以后 的测量 过程 中如 果 发 现 某 测 量 值 大 于 预 设 最 大 幅 度 或小 于预设直流偏压 ， 则预设值应作相应调整 ； 相 位 差 测 量 。上 述推 导 中 我们 认 为正 弦和 余 弦两 ） 路航向角信号与变压器 电源的相位差的正负决定 方位角 在 哪个 象 限 。但 实际测 量 时 ， 波 器有 时 会 得 到异 常 的相 示 位差。比如正弦航向角信号幅度较小时， 在第一象限也会 得到负的相位差 。因此需要多测几次相位差 ， 统计其中相 位 差大 于 、 于 、 小 等于 零 的个 数 以次数 多 的为准 ； 对正余 弦两路信 号的处理 。当分别用正余 弦两 路 ） 信号得到其角度值时 ， 我们不能认为两路信号具有相 同的 准确度 ， 将其直接求代数平均 。而是对于正弦信号 ， 在 。 附近时信号斜率最大 ， 其值对角度的反映最 为敏锐 ， 准确 度高 ； 而在 。 附近时信号斜率最小 ， 其值对角度的反映异 常迟缓 ， 准确度低。余弦信号与此相反。因此在处理两路 信号结果时， 如果根据其 角度值为两路信 号设置适 当的 权， 通过加 权处 理就 可 以得到 更准 确 的结果 。 出航向角信号的幅度及航 向角信号与正余弦变压器的电源 的相位差 。 型示 波器 可 以实 现程 控 ， 将测 试 结 可 果传给工控机 ， 由工控机将测量结果换算成天线方位角。 实 现测量 值 的换算 要注 意以下 几个 问题 ： 幅度测量 实际测量时 ， ） 航向角信号和方位角并不满 足严格意义上的正余 弦关 系。例如 ， 在一 次测试 中结 果 为 ： 时正弦航向角信号幅度 余弦航 向角信号幅度 。 ， 。 ；时正弦航 向角信号幅度 余 弦航 向角信号 ， 幅度 。处 理该 结 果 时 ， 正 弦航 向 角信 号 在 时 的 将 。 幅值即它幅度 的最小值作为所有误差综合形成 的直流偏 压， 排除它就能够使信号幅度满足与角度 的正弦关系。即 计算 公式 为 ： 这样 ， 我们就可 以得到较 准确 的方位角 ， 可以由此 并 判 断信号台偏 离天线装置的方 向和角度 ， 完成 自动测试。 经过验证用上述方法计算航向角能达到 自动测试的要求 。 参 考 文 献 （ ） （ 暑） 实际测量时， ） 测量不同的天线装置得到的航 向角信 号 的最大 幅度 值 和直 流 偏 压 不 相 同 。因 此 我们 每 次测 试 时 ， 须先测 量信号 最大 幅度 和 直流 偏 压 ， “ 必 即 调零 ”将 示 ： 周绍 磊 某型飞机机载设备 系统 的设计 测控 技术 ， （ ） ， 郭献宏 数字 示波器 垂直精 度性 能分析 电子质 量 ， ， ， 。 “ “ 。 ， ， 波器垂直刻度设为大于正余 弦信号 的最大幅度且测试 过 。 一 “ “ “ “ 。 （ 上接 第 页 ） 而 随数 据率增 大则 误码 率 越 低 ， 码 与传 统 的 码 次迭代 的效果 相当， 但是 由于迭代 次数减小 ， 从而降 低了译码复杂度。其中编码速率为 的 码在数 据 速率 为 可 以达到 的编 码增 益 现 了 时 体 高数据速率下的优异性能 。 参 考 文 献 杨大成 移动通信 系统 京 ： 北 机械工 业 出版 社 ， ， ， ， （ ） 刘东华 码原理与应 用技术 北京 ： 电子 工业 出版 社 ， （ ） 前 向链路编码 速率 时误 码率 1