一种产生微波着陆方位信号中扫描信号的方法技术

本发明专利技术公开了一种产生微波着陆方位信号中扫描信号的方法，本发明专利技术的实现步骤是：(1)构建高斯波形模型；(2)获得高斯波形值；(3)处理高斯波形值；(4)获得微波着陆方位信号中的特定参数值；(5)产生微波着陆方位信号。本发明专利技术产生的扫描信号在峰值处下降陡峭，方向性较好，抗干扰能力强，可以降低系统仿真所带来的误差，提高系统精度。

【技术实现步骤摘要】
一种产生微波着陆方位信号中扫描信号的方法
本专利技术属于通信
，更进一步涉及多模导航综合测试系统
中的一种产生微波着陆方位信号中扫描信号的方法。本专利技术可用于产生方位信号、反方位信号、高速方位信号中的扫描信号。
技术介绍
微波着陆系统是一种适合全天候的精确着陆系统，采用非目视进近着陆引导技术，具有可靠性高、抗干扰能力强、可扩展新功能等优点，能满足不同机种和机场的需求。微波着陆系统的地面设备和机载设备配置种类繁多，地面设备发射的信号频率范围宽、制导种类多、时隙要求严格、格式复杂、动态范围大，因而机载设备存在配置种类多，检测准确性要求高等问题。所以在进行微波着陆模拟仿真时，在系统发射端，模拟仿真实现微波着陆基本制导信号时必须严格满足所规定的精度要求。为了实现角度测量，需要一个相控阵天线产生的电扫描信号在比例覆盖区内进行往返扫描，波束顺时针的扫描称为往扫描，逆时针的扫描称为返扫描，两次扫描之间有一个固定的600微妙停歇时间。在一个完整的扫描周期内，进近着陆飞机的机载接收机检测到“往”“返”两个脉冲。在模拟接收机接收的“往”“返”扫描脉冲时，脉冲包络是扫描信号方向图在时间轴上的体现。王巍，邓宁等人在其发表的论文“微波着陆系统扫描天线方向图分析”(《现代雷达》期刊.2013.11)中提出了一种微波着陆系统中扫描信号的产生方法。该方法提出用泰勒天线方向图来模拟扫描天线方向图，进一步设计方向图计算综合程序来获得扫描信号。该方法存在的不足之处是：微波着陆系统中扫描波束的泰勒赋形数据处理过程相对复杂，所设计的扫描天线方向图方向性较差。苏鹏达在其发表的硕士论文“微波着陆系统模拟信号的研究及FPGA实现”(西安电子科技大学硕士论文.2013.11)中提出了一种关于微波着陆模拟信号的扫描信号产生方法。该方法提出扫描信号的脉冲包络形式为sinx/x，采用查找数据表的方法来获得扫描信号。该方法存在的不足之处是：用sinx/x函数产生的扫描信号在峰值处下降缓慢，难以满足系统可信度的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术存在的不足，提出一种产生微波着陆方位信号中扫描信号的方法，可以减小系统仿真误差，满足系统可信度的要求。为实现上述目的，本专利技术的主要步骤如下：(1)按照下式，构建高斯波形模型：其中，f(θ)表示高斯波形模型，θ表示高斯波形模型的角度，θ取值范围为[-8π，8π]，e(·)表示以自然常数e为底的指数操作，k表示常数，k＝2ln2，ln(·)表示以自然常数e为底的对数操作，BW表示在微波着陆系统扫描天线方向图的3dB波束宽度，BW＝3.5；(2)获得高斯波形值：(2a)按照下式，分别计算每一个所选取的高斯波形模型的角度时间点对应的高斯波形模型的角度值：其中，θn表示所选取的第n个高斯波形模型的角度时间点对应的高斯波形模型的角度值，n表示高斯波形模型的角度的时间点，n＝0，1，2，3，…11400，*表示相乘操作；(2b)将每一个所选取的高斯波形模型的角度时间点对应的高斯波形模型的角度值分别代入高斯波形模型中，得到0，1，2，3，…，11400范围内所有的高斯波形值；(3)处理高斯波形值：(3a)在0，1，2，3，…，11400的范围内，对所有的高斯波形值分别进行归一化处理；(3b)将每一个归一化后的高斯波形值放大32767倍；(3c)对每一个放大后的高斯波形值取整；(3d)将十进制的每一个取整后的高斯波形整数值转换为十六进制格式的整数值，并保存在txt文件中；(4)获得微波着陆方位信号中的特定参数值：(4a)按照微波着陆方位信号的时隙分配格式，在0毫秒至1.600毫秒范围内，以前导码中的载波截获段为参考值，对前导码中的接收机基准时间码与功能识别码进行差分编码；(4b)按照十六进制格式，依次读取存储于txt文件中的每一个数据，得到所有的扫描信号值；(4c)在2.560毫秒至8.760毫秒范围内，依次读取每一个扫描信号值，得到“往”扫描信号；(4d)在9.360毫秒至15.560毫秒范围内，依次读取每一个扫描信号值，得到“返”扫描信号；(5)产生微波着陆方位信号：按照微波着陆方位信号的时隙分配格式，采用时分复用方法，将微波着陆方位信号中的指定参数值以及差分编码后的接收机基准时间码、功能识别码合成完整功能的微波着陆方位信号。本专利技术与现有的技术相比，具有以下优点：第一，本专利技术所采用的高斯波形模型来产生微波着陆方位信号中扫描信号，克服了现有技术中用sinx/x函数产生的扫描信号在峰值处下降缓慢，难以满足系统可信度要求的缺陷，使本专利技术产生的扫描信号在峰值处下降陡峭，方向性较好，抗干扰能力强，可以降低系统仿真所带来的误差，提高系统精度。第二，本专利技术对高斯波形值进行了归一化、放大、取整及进制转换的处理，克服了现有技术中微波着陆系统扫描波束的泰勒赋形数据处理过程相对复杂的缺陷，使本专利技术具有数据处理过程简单，可操作性强的优点。附图说明图1为本专利技术的流程图。具体实施方式下面结合附图1对本专利技术的具体实施步骤做进一步的描述。步骤1，按照下式，构建高斯波形模型。其中，f(θ)表示高斯波形模型，θ表示高斯波形模型的角度，θ取值范围为[-8π,8π]，e(·)表示以自然常数e为底的指数操作，k表示常数，k＝2ln2，ln(·)表示以自然常数e为底的对数操作，BW表示在微波着陆系统扫描天线方向图的3dB波束宽度，BW＝3.5。步骤2，获得高斯波形值。第一步，按照下式，分别计算每一个所选取的高斯波形模型的角度时间点对应的高斯波形模型的角度值：其中，θn表示所选取的第n个高斯波形模型的角度时间点对应的高斯波形模型的角度值，n表示高斯波形模型的角度的时间点，n＝0，1，2，3，…11400，*表示相乘操作；第二步，将每一个所选取的高斯波形模型的角度时间点对应的高斯波形模型的角度值分别代入高斯波形模型中，得到0，1，2，3，…，11400范围内所有的高斯波形值。步骤3，处理高斯波形值。第一步，对0，1，2，3，…，11400的范围内，对所有的高斯波形值分别进行归一化处理；第二步，将每一个归一化后的高斯波形值放大32767倍；第三步，对每一个放大后的高斯波形值取整；第四步，将十进制的每一个取整后的高斯波形值整数值转换为十六进制格式的整数值，并保存在txt文件中。步骤4，获得微波着陆方位信号中的特定参数值。第一步，按照微波着陆方位信号的时隙分配格式，在0毫秒至1.6毫秒范围内，以前导码中的载波截获段为参考值，对前导码中的接收机基准时间码与功能识别码进行差分编码；第二步，按照十六进制格式，依次读取存储于txt文件中的每一个数据，得到所有的扫描信号值；第三步，在2.560毫秒至8.760毫秒范围内，依次读取每一个扫描信号值，得到“往”扫描信号；第四步，在9.360毫秒至15.560毫秒范围内，依次读取每一个扫描信号值，得到“返”扫描信号；所述的微波着陆方位信号的时隙分配格式如下：前导码所占时间为0毫秒至1.6毫秒之间；其中，前导码包括载波截获段、接收机基准时间码与功能识别码；电台识别码所占时间为1.6毫秒至1.664毫秒之间；天线选择脉冲所占时间为1.664毫秒至2.048毫秒之间；覆盖区外后信号所占时间为2.048毫秒至2.176毫秒之间；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产生微波着陆方位信号中扫描信号的方法，包括如下步骤：(1)按照下式，构建高斯波形模型：

【技术特征摘要】
1.一种产生微波着陆方位信号中扫描信号的方法，包括如下步骤：(1)按照下式，构建高斯波形模型：其中，f(θ)表示高斯波形模型，θ表示高斯波形模型的角度，θ取值范围为[-8π,8π]，e(·)表示以自然常数e为底的指数操作，k表示常数，k＝2ln2，ln(·)表示以自然常数e为底的对数操作，BW表示在微波着陆系统扫描天线方向图的3dB波束宽度，BW＝3.5；(2)获得高斯波形值：(2a)按照下式，分别计算每一个所选取的高斯波形模型的角度时间点对应的高斯波形模型的角度值：其中，θn表示所选取的第n个高斯波形模型的角度时间点对应的高斯波形模型的角度值，n表示高斯波形模型的角度的时间点，n＝0,1,2,3，…，11400，*表示相乘操作；(2b)将每一个所选取的高斯波形模型的角度时间点对应的高斯波形模型的角度值分别代入高斯波形模型中，得到0,1,2,3，…，11400范围内所有的高斯波形值；(3)处理高斯波形值：(3a)在0,1,2,3，…，11400的范围内，对所有的高斯波形值分别进行归一化处理；(3b)将每一个归一化后的高斯波形值放大32767倍；(3c)对每一个放大后的高斯波形值取整；(3d)将十进制的每一个取整后的高斯波形整数值转换为十六进制格式的整数值，并保存在txt文件中；(4)获得微波着陆方位信号中的特定参数值：(4a)按照微波着陆方位信号的时隙分配格式，在0毫秒至1.600毫秒范围内，以前导码中的载波截获段为参考值，对前导码中的接收机基准时间码与功能识别码进行差分编码；(4b)按照十六进制格式，依次读取存储于txt文件中的每一个数据，得到所有的扫描信号值；(4c)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，岳红霞，王丹，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61