專利名稱：一種數(shù)字化無線電羅盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
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■w^^iktsooo]性強(qiáng)，輸出模式可任意配置?？稍谳^惡劣環(huán)境下正常工作，可靠性較高。同時，整機(jī)的羅差 校正功能，增強(qiáng)了設(shè)備的適用性。2、本實用新型的數(shù)字化無線電羅盤可方便進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出，由于電路各 部分均能進(jìn)行自檢，可方便通過故障狀態(tài)字確定羅盤故障位置，并且相干解調(diào)部分參與自 檢測，因此表內(nèi)故障定位非常方便，數(shù)字化輸出能夠方便適應(yīng)不同用戶需求，方便實現(xiàn)串行 數(shù)據(jù)輸出或總線數(shù)據(jù)輸出，使羅盤應(yīng)用范圍擴(kuò)大。這些特有功能由羅盤接收機(jī)各電路組件 完成。3、本實用新型的數(shù)字化無線羅盤能在各種氣候條件下精確測量飛機(jī)與地面導(dǎo)航 臺之間的方位角度并輸出導(dǎo)航臺識別音，可廣泛應(yīng)用各種機(jī)型的導(dǎo)航系統(tǒng)，無線電羅盤已 成為飛機(jī)必不可少的電子設(shè)備。4、本實用新型的數(shù)字化無線羅盤是具有高精度數(shù)字化無線電羅盤，該羅盤采用調(diào) 幅連續(xù)波體制進(jìn)行角度測量，可以廣泛應(yīng)用于飛機(jī)著陸系統(tǒng)、直升機(jī)角度指示等方面。此型 無線電羅盤的精度為高度的±3°以內(nèi)，在目前國內(nèi)同種羅盤中處于領(lǐng)先水平。5、本實用新型的數(shù)字化無線電羅盤系統(tǒng)中采用先進(jìn)的C8051系列高速單片機(jī)、 CPLD等大規(guī)模集成電路，由于元器件數(shù)量減少使系統(tǒng)故障率降低，同時增強(qiáng)對系統(tǒng)各組成 部分的自檢功能，這樣大大增強(qiáng)了設(shè)備的可靠性和可維修性。6、本實用新型的數(shù)字化無線電羅盤具有模擬型無線電羅盤無法比擬的優(yōu)點，羅盤 可方便進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出，由于電路各部分均能進(jìn)行自檢，可方便通過故障狀態(tài)字 確定羅盤故障位置。羅盤內(nèi)定時進(jìn)行校準(zhǔn)，測量準(zhǔn)確度大大提高，并且調(diào)幅解調(diào)部分參與自 檢測，因此產(chǎn)品內(nèi)故障定位非常方便，數(shù)字化輸出能夠方便適應(yīng)不同用戶需求，方便實現(xiàn)串 行數(shù)據(jù)輸出或總線數(shù)據(jù)輸出，使羅盤應(yīng)用范圍擴(kuò)大?？傊緦嵱眯滦吞峁┝艘环N數(shù)字化無線電羅盤，該數(shù)字化無線電羅盤具有測量 精度高且功能可擴(kuò)展性強(qiáng)的優(yōu)點。
為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面對實施例描述中所需要 使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施 例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖 獲得其他的附圖。圖1是本實用新型一種數(shù)字化無線電羅盤實施例的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型中無線電羅盤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型中頻率合成板的信號處理流程圖；圖4是本實用新型中通道選擇板原理方框圖；圖5是本實用新型中電源板原理方框圖；圖6是本實用新型中信號處理板原理方框圖；圖7是本實用新型中主處理器板的信號處理流程圖；圖8是本實用新型中程序框圖。
具體實施方式
[0028]
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WMo^J±M±é￡H$édj +5V II. ^FW^Bfédj -12V ffl +18V, -5V fR +15V #50 é -12V,+18VftJ±f#glJ0[0069]電壓反饋取自+5V和+18V的輸出。通過電阻網(wǎng)絡(luò)反饋到脈寬調(diào)制器的INV端口， 通過電阻網(wǎng)絡(luò)中可調(diào)電位計調(diào)整+5V的輸出到標(biāo)準(zhǔn)值。脈寬調(diào)制器的開關(guān)頻率由無線電羅盤所處的工作頻段決定。脈寬調(diào)制器的初始開 關(guān)頻率由電源模塊上的配置電容和電阻決定，這個初始頻率大概是100kHz左右。處理器接 管控制脈寬調(diào)制器的開關(guān)頻率。根據(jù)不同的工作頻段，開關(guān)頻率將在363kHz和444kHz之 間切換，從而達(dá)到更好的電磁兼容性能。5)電壓變換電路(多輸出變壓器)變壓器受脈寬調(diào)制器的控制，通過三組線圈提供+5V、+18V、_12V電源輸出。6)+15V 穩(wěn)壓器+18V電源經(jīng)過線性穩(wěn)壓器得到穩(wěn)定的+15V電源輸出。7)輸出濾波器四路電源輸出端都加有濾波電路和過壓保護(hù)電路。參照圖6，示出了本實用新型中信號處理板原理方框圖。為了使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更好地理解本實用新型中所述信號處理板，具體如 下所述信號處理板產(chǎn)生正弦、余弦調(diào)制信號。通過正弦波產(chǎn)生電路產(chǎn)生一個低頻的正弦 波信號，這個正弦波經(jīng)過一個運放積分器產(chǎn)生一個余弦信號，經(jīng)過一個反相器產(chǎn)生相移180 度的反正弦信號。產(chǎn)生的調(diào)制信號有兩個作用，一是經(jīng)過模擬開關(guān)調(diào)整、運放驅(qū)動后輸出到 天線的調(diào)制信號端口 ；第二個作用是用來做接收方位信號的鑒相。產(chǎn)生的正弦余弦信號作為頻率鎖相環(huán)的輸入端，頻率鎖相環(huán)將以正弦波的頻率為 參考，將其16倍頻，倍頻信號與正弦信號源保持相位一致。倍頻后的信號用來控制板卡上 同步濾波器、鑒相器等，使得對他們的操作也都與正弦信號源保持相位一致。從通道選擇板來的方位信息，首先經(jīng)過同步濾波器、低通濾波器、帶通濾波器，進(jìn) 行濾波，消除噪聲，經(jīng)過限幅器重新建立方位信息零點，并將方位信號加到兩個鑒相器。這 兩個鑒相器是正交驅(qū)動的，這樣便于比較正弦余弦基準(zhǔn)信號與方位信號的相位。鑒相器輸 出經(jīng)過濾波，提供直流正弦余弦方位信號。從經(jīng)過倍頻的信號中產(chǎn)生一個2. 5Hz左右的方波，用來改變天線方向圖的旋轉(zhuǎn)方 向。通過切換多路開關(guān)實現(xiàn)正弦信號和反正弦信號交替輸出實現(xiàn)。自檢信號將改變輸出的 正弦余弦調(diào)制信號，當(dāng)自檢時，所輸出的方位比在正常工作時所指方位大90度，當(dāng)自檢信 號撤銷后角度恢復(fù)正常。輸入的方位信號經(jīng)過交流耦合、低通濾波到達(dá)比例限幅電橋。比例限幅電橋分別 通過對襯的限流電阻同正負(fù)電源連接，這樣比例限幅電橋提供一個與加到同步濾波電容上 的電壓無關(guān)的恒定充電電流。參照圖7，示出了圖7是本實用新型中主處理器板的信號處理流程圖。1)方位電平1或方位電平2把信號傳輸給模擬開關(guān),再通過所述模擬開關(guān)把信號 傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述模擬開關(guān)是信號通道；所述模擬開關(guān)和所述模擬轉(zhuǎn)換器組成 了所述主處理器板的模擬量采集模塊。2)所述GJB289A-1997協(xié)議芯片是通訊模塊，通過處理器C8051F020進(jìn)行數(shù)據(jù)
處理，獲得處理數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)總線將數(shù)據(jù)信號傳輸給所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述處理器08051F020是所述處理器模塊中的一種。
〔0087〕 3〉所述處理器08051？020進(jìn)行數(shù)據(jù)處理所獲得的處理數(shù)據(jù)傳輸給所述控制邏輯 進(jìn)行信號控制，其中，所述控制邏輯是外部信號接口控制模塊。組合天線負(fù)電源為組合天線 提供電源。通過08289^-1997變壓器為所述08289^-1997協(xié)議芯片提供電壓的變換。 〔0088〕 為了使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更好地理解本實用新型中主處理器板的信號處理 過程，具體如下所述
〔0089〕 從信號處理板過來的正弦余弦方位信號首先到模擬開關(guān)。模擬開關(guān)共接入三路信 號正弦方位、余弦方位、5伏標(biāo)準(zhǔn)電壓。其中5伏電壓用來做硬件自檢測試用，當(dāng)處理器通 過將模擬開關(guān)的通道切換到5伏電壓，通過八IX采樣，讀出轉(zhuǎn)換的仙值以此來判斷仙采樣 電路是否正常。八IX采樣芯片選用虹11674，輸入電壓范圍±107，正弦余弦方位信號的范圍 是±8乂，滿足系統(tǒng)需要。
〔0090〕 主處理器通過16位數(shù)據(jù)總線和08289^-1997芯片交換信息。處理器選用16位 單片機(jī) 18051F020，618289^-1997 協(xié)議芯片選用公司的冊-6158033-110I(。
〔0091〕 主處理器還檢測信號處理模塊和頻率合成模塊的信號，并且控制輸出給天線的負(fù) 電源，完成八0？和八階模式之間的轉(zhuǎn)換。
〔0092〕 參照圖8，示出了本實用新型中程序框圖。
〔0093〕 從圖8中可以看出
〔0094〕 軟件設(shè)計以模塊化設(shè)計為核心。從程序的開發(fā)方式、測試和模塊化設(shè)計考慮進(jìn)行 軟件設(shè)計的可靠性保證。模塊化的設(shè)計可以將任務(wù)合理劃分，方便調(diào)試和測試，更有利于問 題定位。從而提高了軟件系統(tǒng)的可靠性。
〔0095〕 系統(tǒng)控制中涉及中斷程序、1/0 口、3？1驅(qū)動、08289^-1997協(xié)議芯片驅(qū)動、八IX采 樣驅(qū)動、存儲器驅(qū)動和調(diào)試用以奶驅(qū)動等系統(tǒng)控制任務(wù)。系統(tǒng)設(shè)計加入看門狗電 路，并由軟件負(fù)責(zé)喂狗程序。加入軟件看門狗來記錄未能滿足性能需求的偶發(fā)事件以及其頻率。
〔0096〕 總之，本實用新型提供了一種數(shù)字化無線電羅盤，該數(shù)字化無線電羅盤具有測量 精度高且功能可擴(kuò)展性強(qiáng)的優(yōu)點。
〔0097〕 本說明書中的各個實施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與 其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。對于系統(tǒng)實施例 而言，由于其與方法實施例基本相似，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例的部 分說明即可。
〔0098〕 以上對本實用新型所提供的一種數(shù)字化無線電羅盤進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用 了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助 理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型 的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解 為對本實用新型的限制。
權(quán)利要求1.ー種數(shù)字化無線電羅盤，其特征在于，包括頻率合成板、通道選擇板、信號處理板和主處理器板，所述頻率合成板、所述通道選擇板、所述信號處理板和所述主處理器板順序連接，信息數(shù)據(jù)從所述頻率合成板輸入到所述通道選擇板，再由所述通道選擇板到所述信號處理板，所述信號處理板將所獲得的數(shù)據(jù)信息傳輸給所述主處理器板，所述主處理器板將所獲得的數(shù)據(jù)處理信息通過數(shù)字信號總線輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字化無線電羅盤，其特征在于，所述頻率合成板包括18. 6MHZ晶振、直接頻率合成電路、低通濾波器和信號放大電路，所述直接頻率合成電路和所述低通濾波器和所述信號放大電路順序連接，其中，所述頻率合成板所提供的第一混頻頻率是15. 150——16. 750MHZ，所述頻率合成板所提供的第二混頻頻率是18. 6MHZ。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字化無線電羅盤，其特征在于，所述主處理器板包括模擬開關(guān)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、處理器C8051F020、外部信號接ロ控制模塊和GJB289A-1997協(xié)議芯片；所述GJB289A-1997協(xié)議芯片、所述處理器C8051F020、所述外部信號接ロ控制模塊、所述模擬開關(guān)和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器順序連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字化無線電羅盤，其特征在于，數(shù)字化無線電羅盤還包括 電源板，所述電源板是為所述頻率合成板、通道選擇板、信號處理板和主處理器板提供電源的硬件設(shè)備。
專利摘要本實用新型提供了一種數(shù)字化無線電羅盤，包括頻率合成板、通道選擇板、信號處理板和主處理器板，所述頻率合成板、所述通道選擇板、所述信號處理板和所述主處理器板順序連接，信息數(shù)據(jù)從所述頻率合成板輸入到所述通道選擇板，再由所述通道選擇板到所述信號處理板，所述信號處理板將所獲得的數(shù)據(jù)信息傳輸給所述主處理器板，所述主處理器板將所獲得的數(shù)據(jù)處理信息通過數(shù)字信號總線輸出；該數(shù)字化無線電羅盤具有測量精度高且功能可擴(kuò)展性強(qiáng)的優(yōu)點。
文檔編號G01C17/32GK202471078SQ20122011048
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者黨立宏, 張雪海, 陳博 申請人:北京安達(dá)維爾航空設(shè)備有限公司