無線電羅盤的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無線電羅盤，涉及導航設備領域，無線電羅盤包括ADF組合天線、與ADF組合天線相連接的ADF接收機、與ADF接收機相連接的航向指示器，所述ADF接收機包括接收模塊、與接收模塊相連的相位補償器、與相位補償器相連的方位解算模塊。本發(fā)明的有益效果在于：摒棄了傳統(tǒng)的鎖相環(huán)閉環(huán)技術，使得參數(shù)設置和調(diào)試簡單，系統(tǒng)更加穩(wěn)定。使用了較為先進的開環(huán)技術，通過相位補償技術保證了信號相位一致性，更有利于工程實現(xiàn)。采用三路射頻信號分別接收、采樣、補償，最終計算出方位角，方位信息的快速解算，滿足更快的定向速度需求，是一種可靠、經(jīng)濟、適用的機載導航系統(tǒng)。
【專利說明】無線電羅盤
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及導航設備領域，特別是無線電羅盤。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有機載無線電羅盤主要分為模擬羅盤和數(shù)字羅盤。傳統(tǒng)的模擬羅盤主要采用模擬電路實現(xiàn)鎖相環(huán)相干檢波功能，提取同頻同相的載波信號，并與參考信號相比較，解調(diào)出相對于導航臺的方位信號，如圖1所示。在圖1中ADF組合天線輸出一路射頻信號到接收機。該射頻信號為垂直天線與環(huán)形天線的疊加信號。這種方案完全依靠模擬電子器件搭建而成，穩(wěn)定性低，定向速度慢，抗干擾性差，不能滿足現(xiàn)代機載無線電羅盤高穩(wěn)定性，高可靠性的要求。傳統(tǒng)數(shù)字羅盤主要采用如圖2的方案，ADF組合天線輸出一路信號至ADF接收機，該信號依然是垂直天線與環(huán)形天線的疊加信號，接收通道接收到中頻信號后，方位解調(diào)算法采用FPGA芯片實現(xiàn)，利用數(shù)字鎖相環(huán)技術解調(diào)出方位信號，這樣做雖然比模擬鎖相環(huán)速度快、穩(wěn)定性好，但由于仍使用了鎖相環(huán)路，定向速度和穩(wěn)定度依然有所限制，而且在實現(xiàn)過程中環(huán)路參數(shù)較難設置，環(huán)路參數(shù)的精確與否影響到整個環(huán)路的鎖相效果，從而影響方位的準確性，也不利于擴展和升級系統(tǒng)的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于:針對現(xiàn)有技術所存在的缺點，提供一種定向速度快，方位穩(wěn)定性好，方位準確率高的無線羅盤。
[0004]本發(fā)明的目的通過下述技術方案來實現(xiàn):無線電羅盤，包括ADF組合天線、與ADF組合天線相連接的ADF接收機、與ADF接收機相連接的航向指示器,所述ADF接收機包括接收模塊、與接收模塊相連的相位補償器、與相位補償器相連的方位解算模塊。
[0005]優(yōu)選地，所述接收模塊有3個接收通道。
[0006]優(yōu)選地，相位補償器為2個。
[0007]優(yōu)選地，方位解算模塊包括第一乘法器、第二乘法器，與第一乘法器輸出端相連的第一低通濾波器，與第二乘法器相連的第二低通濾波器，第一低通濾波器輸出端與第二低通濾波器的輸出端分別與CORDIC計算模塊輸入端相連。
[0008]優(yōu)選地，所述ADF組合天線包括垂直天線和環(huán)形天線。
[0009]本發(fā)明的有益效果:摒棄了傳統(tǒng)的鎖相環(huán)閉環(huán)技術，使得參數(shù)設置和調(diào)試簡單，系統(tǒng)更加穩(wěn)定。使用了較為先進的開環(huán)技術，通過相位補償技術保證了信號相位一致性，更有利于工程實現(xiàn)。采用三路射頻信號分別接收、采樣、補償，最終計算出方位角，方位信息的快速解算，滿足更快的定向速度需求，是一種可靠、經(jīng)濟、適用的機載導航系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0011]圖1為傳統(tǒng)無線電模擬羅盤的結構框圖。[0012]圖2為傳統(tǒng)無線電數(shù)字羅盤的結構框圖。
[0013]圖3為本發(fā)明的結構框圖。
[0014]圖4為本發(fā)明的ADF組合天線功能示意圖。
[0015]圖5為本發(fā)明的ADF接收機的功能框圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合具體實施例和附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0017]實施例:如圖3所示,無線電羅盤包括ADF組合天線、與ADF組合天線連接的ADF接收機、與ADF接收機連接的航向指示器。無線電羅盤工作在150?1799千赫頻段。
[0018]如圖4所示，ADF組合天線包括環(huán)形和垂直兩個無源天線，環(huán)形天線是由繞在一塊方形鐵氧體磁芯的兩個互相垂直的繞組構成，鐵氧體磁芯的作用是增加繞組的磁通量密度，根據(jù)感應特性，繞組分別產(chǎn)生正弦信號與余弦信號。
[0019]ADF接收機主要功能為接收導航臺發(fā)出的無線電信號，解算出飛機相對于導航臺縱軸之間的夾角，并傳送至航電，引導飛機正確飛行。ADF接收機包括接收模塊、相位補償模塊和方位解算模塊，如圖5所示。接收模塊包括接收通道0，接收通道1，接收通道2。相位補償器包括第一相位補償器和第二相位補償器。方位解算模塊包括第一乘法器，第二乘法器，第一低通濾波器，第二低通濾波器和CORDIC計算模塊。垂直天線產(chǎn)生的信號經(jīng)緩沖放大后送入到接收通道O的輸入端，接收通道O的輸出端分別與第一乘法器和第二乘法器輸入端連接。環(huán)形天線產(chǎn)生的正弦信號經(jīng)緩沖放大后送入到接收通道I的輸入端，接收通道I的輸出端與第一相位補償器輸入端連接，第一相位補償器的輸出端與第一乘法器輸入端連接，第一乘法器的輸出端與第一低通濾波器輸入端連接。環(huán)形天線產(chǎn)生的余弦信號經(jīng)緩沖放大后送入到接收通道2的輸入端，接收通道2的輸出端與第二相位補償器輸入端連接，第二相位補償器輸出端與第二乘法器輸入端連接，第二乘法器輸出端與第二低通濾波器輸入端連接，第一低通濾波器輸出端和第二低通濾波器輸出端分別與CORDIC計算模塊輸入端連接。
[0020]ADF接收機將接收到的無線電信號分別送入接收通道O、接收通道1、接收通道2，無線電信號分別經(jīng)過一次變頻和二次變頻后，進入相位補償器，形成三路同頻同相的信號，并通過三路信號之間的算術關系得到方位角的正弦和余弦值，然后通過CORDIC計算模塊最終得到方位角。ADF接收機中各個模塊的功能及實現(xiàn)方式如下:
1.接收模塊
該模塊主要功能為產(chǎn)生可控的一本信號和固定的二本信號，將三路射頻信號分別經(jīng)過接收通道O、接收通道1、接收通道2這三路接收通道，混頻后輸出三路中頻信號S0，SI, S2。其中三路混頻信號為同源信號可變，以確保三路混頻信號相位一致。
[0021]2.相位補償器
該模塊主要功能是將不同相位的中頻信號通過補償使信號相位一致。相位補償器接收三路中頻信號so、S1、S2，將三路中頻信號接入到測量儀器中進行比較，測算出接收通道I的信號與接收通道O的信號相位差為Φ1，并通過第一相位補償器進行補償。接收通道2的信號與接收通道O的信號相位差為Φ2，通過第二相位補償器進行補償。補償后接收通道I和接收通道2的信號相位均與接收通道O的信號相位保持一致。即S0，SI’，S2’三路信號相位一致，然后將S0，SI’，S2’三路信號送往方位解算模塊。
[0022]3.方位解算模塊
該模塊主要功能為解算出導航臺與飛機之間的相對夾角，引導飛機正確飛行。其工作過程為:信號SO和SI，經(jīng)過第一乘法器得到信號Yl，該信號Yl包含高頻分量和低頻基帶分量，故將Yi通過第一低通濾波器濾波過后得到信號Υ1'，也就是方位角的余弦分量。同理將信號SO和S2’經(jīng)過第二乘法器得到信號Y2，該信號Y2也包含高頻分量和低頻基帶分量，將Y2通過第二低通濾波器濾波過后得到信號Y2’，也就是方位角的正弦分量。最后將Υ1'、Y2’信號經(jīng)過CORDIC計算模塊得到方位角。
[0023]本發(fā)明的有益效果:摒棄了傳統(tǒng)的鎖相環(huán)閉環(huán)技術，使得參數(shù)設置和調(diào)試簡單，系統(tǒng)更加穩(wěn)定。使用了較為先進的開環(huán)技術，通過相位補償技術保證了信號相位一致性，更有利于工程實現(xiàn)。采用三路射頻信號分別接收、采樣、補償，最終計算出方位角，方位信息的快速解算，滿足更快的定向速度需求，是一種可靠、經(jīng)濟、適用的機載導航系統(tǒng)。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.無線電羅盤，其特征在于:包括ADF組合天線、與ADF組合天線相連接的ADF接收機、與ADF接收機相連接的航向指示器，所述ADF接收機包括接收模塊、與接收模塊相連的相位補償器、與相位補償器相連的方位解算模塊。
2.如權利要求1所述的無線電羅盤，其特征在于:所述接收模塊有3個接收通道。
3.如權利要求1所述的無線電羅盤，其特征在于:所述相位補償器為2個。
4.如權利要求1所述的無線電羅盤，其特征在于:所述方位解算模塊包括第一乘法器、第二乘法器，與第一乘法器輸出端相連的第一低通濾波器，與第二乘法器相連的第二低通濾波器，第一低通濾波器輸出端與第二低通濾波器的輸出端分別與CORDIC計算模塊輸入端相連。
5.如權利要求1所述的無線電羅盤，其特征在于:所述ADF組合天線包括垂直天線和環(huán)形天線。
【文檔編號】G01C17/00GK103900543SQ201410128008
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權日:2014年4月1日
【發(fā)明者】傅穎, 王江, 李紹奎, 史慧榮, 盧洪遠 申請人:成都航天通信設備有限責任公司