基于分米波仪表着陆体制的半实物仿真着陆引导模拟系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于分米波仪表着陆体制的半实物仿真着陆引导模拟系统，其特征在于，包括：根据仿真机的指令模拟分米波仪表着陆系统航向信标、下滑信标和测距应答信号、为飞机机载设备提供模拟角度信息和距离信息的地面设备模拟器；对地面设备模拟器发来的模拟信息进行解调、译码并将模拟信息提供给飞行控制系统的机载设备模拟器。本发明专利技术的有益之处在于：导航音频信号产生、角度信标计算和校准、控制与检测等都实现了数字化；地面设备模拟器采用数字式脉冲幅度调制方式产生模拟高角度分辨率信号，机载设备模拟器采用数字滤波等有效地提高了角度信标的解算精度和测距精度；电路复用程度高，工作稳定可靠，实现了智能化、集成化和小型化。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于分米波仪表着陆体制的半实物仿真着陆引导模拟系统，其特征在于，包括：根据仿真机的指令模拟分米波仪表着陆系统航向信标、下滑信标和测距应答信号、为飞机机载设备提供模拟角度信息和距离信息的地面设备模拟器；对地面设备模拟器发来的模拟信息进行解调、译码并将模拟信息提供给飞行控制系统的机载设备模拟器。本专利技术的有益之处在于：导航音频信号产生、角度信标计算和校准、控制与检测等都实现了数字化；地面设备模拟器采用数字式脉冲幅度调制方式产生模拟高角度分辨率信号，机载设备模拟器采用数字滤波等有效地提高了角度信标的解算精度和测距精度；电路复用程度高，工作稳定可靠，实现了智能化、集成化和小型化。【专利说明】基于分米波仪表着陆体制的半实物仿真着陆引导模拟系统
本专利技术涉及一种飞机特别是无人机的半实物仿真着陆引导模拟系统，具体涉及一种基于分米波仪表着陆体制的半实物仿真着陆引导模拟系统。
技术介绍
飞机及无人机的自主着陆是一项高度复杂和综合性的研究项目，是目前无人机技术的关键问题也是难点问题。无人机自主着陆要求不依靠地面人员遥控，仅依靠飞机机载设备和地面引导设备的引导信号(航向、下滑、距离、高度信号)，完成自动轨迹设计，做出正确的飞控反映，实现自主着陆。无人机自主着陆系统研制的一个主要困难在于对系统的验证。由于无人机携带了一定的特殊设备用以完成特定任务，不可能完全依靠实装飞行来检验系统起降性能。为降低研制风险，节省研制费用，缩短研制周期，对无人机的飞行起降进行全方位评估，必须建立飞行起降引导仿真系统，用以对系统的设计方案和性能指标进行验证。对目前常用的飞机着陆引导系统(包括:米波仪表着陆系统、分米波仪表着陆系统和微波着陆系统三种系统)的工作性能、机动性等进行全方位对比分析和充分论证，认为分米波仪表着陆系统能满足大型无人机在复杂气象条件下的进场着陆。分米波仪表着陆技术体制，是一种飞机自动和半自动进场着陆引导的技术。由于该体制的系统工作在分米波波段，其天线尺寸小，机动性增强，并且具有精密测距能力，系统性能非常适用于无人机的进场着陆引导。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于分米波仪表着陆体制的半实物仿真着陆引导模拟系统，用于无人机自主着陆引导的半实物仿真试验，达到以仿真替代实际飞行检验对无人机着陆全过程进行仿真验证的目的。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案:—种基于分米波仪表着陆体制的半实物仿真着陆引导模拟系统，其特征在于，包括:地面设备模拟器和机载设备模拟器，地面设备模拟器:根据仿真机的指令，模拟分米波仪表着陆系统航向信标、下滑信标和测距应答信号，为飞机机载设备提供模拟角度信息和距离信息；机载设备模拟器:对地面设备模拟器发来的模拟角度信息和距离信息进行解调、译码，并将模拟角度信息和距离信息提供给飞行控制系统。前述的基于分米波仪表着陆体制的半实物仿真着陆引导模拟系统，其特征在于，前述地面设备模拟器包括:地面控制与显示单元:包括微处理器、显示屏和键盘，微处理器接收仿真机送来的航向角度修正信息、下滑角度修正信息和距离修正信息，并分别转换为航向角度导航音频幅度信息、下滑角度导航音频幅度信息和距离对应的时间信息，同时根据指示设置参数并进行参数的显示；地面导航信号产生与处理单元:包括航向角度脉冲编码子单元、下滑角度脉冲编码子单元、测距脉冲编码子单元和导航音频脉冲产生器，前述导航音频脉冲产生器产生符合时序要求的脉冲信号并送入航向角度脉冲编码子单元、下滑角度脉冲编码子单元中；前述航向角度脉冲编码子单元、下滑角度脉冲编码子单元和测距脉冲编码子单元分别接收地面控制与显示单元送来的航向角度导航音频幅度信息、下滑角度导航音频幅度信息和距离对应的时间信息，产生待发射的航向角度编码脉冲信号、下滑角度编码脉冲信号和测距编码脉冲信号，前述待发射的航向角度编码脉冲信号、下滑角度编码脉冲信号、测距编码脉冲信号和地面控制与显示单元设置的幅度参数一致并且随着地面控制与显示单元的设置实时改变；地面射频单元:包括航向发射机、下滑发射机和测距发射机,前述航向发射机、下滑发射机和测距发射机分别接收地面导航信号产生与处理单元送来的航向角度编码脉冲信号、下滑角度编码脉冲信号和距离编码脉冲信号，并通过航向发射天线、下滑发射天线、距离发射天线将对应的编码脉冲信号发送给机载设备模拟器。前述的基于分米波仪表着陆体制的半实物仿真着陆引导模拟系统，其特征在于，在地面导航信号产生与处理单元中，前述航向角度脉冲编码子单元依次包括:航向角度幅度控制器、航向角度预调制器、航向角度D/A转换器和航向角度运算放大器，前述下滑角度脉冲编码子单元依次包括:下滑角度幅度控制器、下滑角度预调制器、下滑角度D/A转换器和下滑角度运算放大器，导航音频脉冲产生器产生符合时序要求的脉冲信号并送入航向角度幅度控制器/下滑角度幅度控制器，前述脉冲信号依次经过航向角度幅度控制器/下滑角度幅度控制器、航向角度预调制器/下滑角度预调制器、航向角度D/A转换器/下滑角度D/A转换器、航向角度运算放大器/下滑角度运算放大器的处理后，形成待发射的航向角度编码脉冲信号/下滑角度编码脉冲信号；前述测距脉冲编码子单元包括:测距脉冲产生器、距离控制器和驱动器，前述测距脉冲产生器产生符合脉冲宽度和脉冲间隔要求的基准脉冲信号和测距脉冲信号，距离控制器根据地面控制与显示单元设置的距离信息延时发出测距脉冲信号，测距脉冲信号经驱动器后产生待发射的测距编码脉冲信号。前述的基于分米波仪表着陆体制的半实物仿真着陆引导模拟系统，其特征在于，前述地面导航信号产生与处理单元还包括:波道控制器:根据地面控制与显示单元的设置，对地面射频单元中相应的发射机频率合成器波道进行控制；衰减控制器:根据地面控制与显示单元的设置，对地面射频单元中相应的发射机功率进行衰减控制。前述的基于分米波仪表着陆体制的半实物仿真着陆引导模拟系统，其特征在于，在地面射频单元中，前述航向发射天线、下滑发射天线、距离发射天线采用印刷振子的形式制作在同一块低损耗的介质板上，天线平面下力处加装有金属屏蔽结构，天线平面上方加装有天线罩。前述的基于分米波仪表着陆体制的半实物仿真着陆引导模拟系统，其特征在于，前述机载设备模拟器包括:机载射频单元:接收地面设备模拟器发来的航向角度、下滑角度和距离信息；机载导航信号解调与译码单元:包括航向角度译码子单元、下滑角度译码子单元和测距译码子单元，前述航向角度译码子单元、下滑角度译码子单元和测距译码子单元分别对航向接收机、下滑接收机和测距接收机发来的航向角度、下滑角度和距离信息进行解调、译码；机载控制与接口单元:接收机载导航信号解调与译码单元传来的模拟角度信息和距离信息并提供给飞行控制系统。前述的基于分米波仪表着陆体制的半实物仿真着陆引导模拟系统，其特征在于，前述机载射频单元包括:航向接收机、下滑接收机、测距接收机以及航向接收机与下滑接收机共用的接收机输入装置，前述接收机输入装置和测距接收机上分别安装有角度接收天线、距离接收天线。前述的基于分米波仪表着陆体制的半实物仿真着陆引导模拟系统，其特征在于，前述角度接收天线和距离接收天线采用印刷振子的形式制作在同一块低损耗的介质板上，天线平面下方'1^:处加装有金属屏蔽结构，本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于分米波仪表着陆体制的半实物仿真着陆引导模拟系统，其特征在于，包括：地面设备模拟器和机载设备模拟器，地面设备模拟器：根据仿真机的指令，模拟分米波仪表着陆系统航向信标、下滑信标和测距应答信号，为飞机机载设备提供模拟角度信息和距离信息；机载设备模拟器：对地面设备模拟器发来的模拟角度信息和距离信息进行解调、译码，并将模拟角度信息和距离信息提供给飞行控制系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡奕明，赵颖辉，王永庆，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61