一种便携式飞机通信导航系统检测设备及方法技术方案

提供一种便携式飞机通信导航系统检测设备，本体内设置射频信号分析组件、射频信号生成组件、控制组件等。射频信号分析组件包括驻波分析模块、功率/频率分析模块、30dB衰减器及两个射频输入端口、一个射频输出端口。射频信号生成组件包括射频模块、程控衰减器、通信信号输出端口和导航信号输出端口。控制组件包括主控单元、触控显示器等。还提供一种飞机通信导航系统的检测方法。本发明专利技术致力于解决在外场通信系统隐性故障不能发现，导航系统一线维修保障设备多，机棚、机堡内收不到罗盘信号导致罗盘无法检查的技术问题。能够快速完成短波电台、超短波电台、滤波器、功率附加器、天线等通信设备的一线原位性能检测，适用于各机型的通信导航设备检查。

【技术实现步骤摘要】
一种便携式飞机通信导航系统检测设备及方法
本专利技术是涉及一种检测设备及方法，具体涉及一种便携式飞机通信导航检测设备及方法，主要适用于民航飞机、通航飞机及军用飞机通信、导航设备的一线维修及检测。
技术介绍
机载通信导航设备是飞机的中枢神经和生命线。因此，在外场一线维修保障中对机载通信导航设备的日常检查是必不可少的。但目前对机载通信导航设备的一线维修保障存在着以下几方面的技术问题。第一，在一线维修保障过程中，对机载通信设备多采用维护自检测、话音校波、单音自听等检查方法，这些简单的检查方法不能检查通信系统各机件的内部性能，隐性故障无法发现，影响飞机准备质量，导致飞机带故障隐患飞行。若这些隐性故障在空中转变为显性故障，则会影响飞行安全。第二，对导航设备的检查多采用模拟器功能测试的方法，而不同的导航设备的配有不同的模拟器和检查仪。例如塔康、微波着陆、仪表着陆、定向仪、信标机等导航设备都分别配有相应的模拟器。这使得机务人员的日常检查特别繁琐，工作时间长，效率低下。而在转场机动时，携带如此多的保障设备也极为不便，且其中某些模拟器还体大笨重，导致了保障装备尾巴大，走不动。第三，目前还没有对无线电罗盘的外场检查仪，这使得机务人员在检查罗盘时只能依靠地面站或地方广播台的无线电信号进行功能检查。由于机棚、机堡对无线电罗盘信号有屏蔽，飞机接收不到罗盘信号。而无线电罗盘的自检测又不能全面检查其功能。这就导致每次检查无线电罗盘时，不得不将飞机推出机棚、机堡，检查后再推入，费时费力，工作效率低。专利技术内容针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种便携式飞机通信导航系统检测设备，以下简称“检测设备”，包括主机1、馈线2、射频转换接头3、天线4、电源适配器5；其中主机1包括中空本体11，本体11腔体内设置有射频信号分析组件、射频信号生成组件、控制组件、电池、USB接口18和SD卡接口19，主机1的表面设置有触控显示器12、电池腔、电源按钮14、散热器15、充电口16和射频接口17；电池置于电池腔内；射频接口17中的射频输出端口、射频输入1端口、射频输入2端口、通信信号输出端口与射频转换接头3通过馈线2连接，射频接口17中的导航信号输出端口与天线4连接；电源适配器5用于连接电源，给主机1充电。在本专利技术的一个实施例中，本体11中的射频信号分析组件用于采集和分析经由馈线2通过射频输入1端口、射频输入2端口馈入的飞机通信信号，计算出短波电台、超短波电台的载波功率、载波频率、天线驻波比和滤波器的插入损耗；射频信号分析组件包括驻波分析模块、功率/频率分析模块、30dB衰减器及两个射频输入端口、一个射频输出端口；驻波分析模块通过采集由射频输入1端口输入、由射频输出端口输出至天线的飞机通信信号，测量出通信系统的正向功率和反向功率的模拟电压值，并送至功率/频率分析模块；功率/频率分析模块采集由射频输入2端口输入的、并由30dB衰减器进行功率衰减的飞机通信信号，通过内部电阻网络进行信号衰减和分配，一路进行检波输出平均功率模拟电压值，另一路进行频率测量输出载波频率数字量，两路输出的模拟电压值和频率数字量经由功率/频率分析模块内部的单片机采样、量化，计算出信号的载波功率和载波频率；同时功率/频率分析模块内部的单片机还对驻波分析模块送出的正向功率和反向功率模拟电压值进行采样、量化，计算出正向功率、反向功率和驻波比；载波功率、载波频率、正向功率、反向功率和驻波比共同作为检测数据，输出至控制组件的主控单元。在本专利技术的另一个实施例中，射频信号生成组件用于产生功率大小可调的模拟通信信号和模拟导航信号，供通信系统接收机灵敏度定量测试用和导航系统接收机功能检查；射频信号生成组件包括射频模块、程控衰减器、通信信号输出端口和导航信号输出端口；射频模块产生模拟通信信号和模拟导航信号；其中模拟通信信号为：频率为2～30MHzHF和108～400MHzV/UHF通信载波信号；频率为1000Hz的音频信号，以上边带USB/下边带LSB的调制方式、30％调制深度调制到HF载波信号上，以调幅AM的调制方式、30％调制深度调制到V/UHF载波信号上，以调频FM的调制方式、6000Hz调制频偏调制到V/UHF载波信号上；模拟导航信号为：0.15～1.75MHz的罗盘载波信号，频率为123MHz～247MHz的定向仪载波信号，频率为75MHz的信标载波信号，频率为108.10～111.95MHz的航向载波信号，频率为329.15～335.00MHz的下滑载波信号；频率为1000Hz可控的音频信号用来模拟罗盘的收讯信号和定向仪监听信号；频率为400Hz、1300Hz、3000Hz的三组可控音频信号分别用来模拟信标远台、中台、近台信号；频率为1020Hz可控的音频信号用来模拟仪表着陆台站的识别信号；频率为90Hz、150Hz两组音频信号，且能够改变两种信号的成分模拟不同的航向和下滑偏离信息，能够单独删除其中一种或两种信号模拟告警的条件；模拟导航信号在射频模块内能量可调，用以定性的检查各导航设备的接收机灵敏度；程控衰减器使模拟通信信号的功率能在-50dBm～-120dBm以1dB步进连续可调并输出，用以满足短波电台、超短波电台接收机灵敏度的测试要求；通信信号输出端口用来输出模拟通信信号；导航信号输出端口用来输出射频模块产生的模拟导航信号。在本专利技术的又一个实施例中，控制组件用于完成人机交互和对整机的系统控制；控制组件包括主控单元、触控显示器、USB接口和SD卡接口；主控单元控制触控显示器实现人机交互，控制射频信号生成组件中的射频模块产生相应的模拟通信信号和模拟导航信号，控制射频信号生成组件中的程控衰减器使模拟通信信号功率连续可调，接收射频信号分析组件发送的检测数据并对其进行误差补偿和送显，采集电源管理组件发送的电量信息并送显，向电源管理组件发送各组件的上、下电指令，对检测结果进行故障诊断、查询和记录；触控显示器完成人机交互的功能，包括检测结果的显示、模拟通信信号和模拟导航信号的参数更改、系统时间的更改、触控显示器的亮度调节、检测界面的切换等各种输入指令和输出显示；USB接口用于对主控单元的软件升级和检测结果的数据导出；SD卡接口用于对触控显示器的软件升级。还提供一种飞机通信导航系统的检测方法，具体步骤如下：步骤一：根据检测需要，选择检测对象，配置检测场景；可选择通信、导航系统的全部对象进行检测，也可检测其中一个或几个对象；根据不同的检测对象，连接检测设备的馈线2或天线4，并配置相应的检测参数；步骤二：应用检测设备完成机载通信系统原位性能检测，包括原位检测通信系统驻波比；原位检测通信系统发射通道性能；原位检测通信系统接收通道性能；步骤三：应用检测设备完成机载导航系统原位功能检测，包括罗盘接收机功能检测；信标接收机功能检测；定向仪功能检测；航向、下滑接收机功能检测；步骤四：检测设备中控制显示组件的主控单元可以存储16次的检测结果供用户查询，包括每次检测的日期、电台型号、编号、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式飞机通信导航系统检测设备，以下简称“检测设备”，包括主机1、馈线2、射频转换接头3、天线4、电源适配器5；其特征在于/n主机1包括中空本体11，本体11腔体内设置有射频信号分析组件、射频信号生成组件、控制组件、电池、USB接口18和SD卡接口19，主机1的表面设置有触控显示器12、电池腔、电源按钮14、散热器15、充电口16和射频接口17；电池置于电池腔内；射频接口17中的射频输出端口、射频输入1端口、射频输入2端口、通信信号输出端口与射频转换接头3通过馈线2连接，射频接口17中的导航信号输出端口与天线4连接；/n电源适配器5用于连接电源，给主机1充电。/n

【技术特征摘要】
1.一种便携式飞机通信导航系统检测设备，以下简称“检测设备”，包括主机1、馈线2、射频转换接头3、天线4、电源适配器5；其特征在于
主机1包括中空本体11，本体11腔体内设置有射频信号分析组件、射频信号生成组件、控制组件、电池、USB接口18和SD卡接口19，主机1的表面设置有触控显示器12、电池腔、电源按钮14、散热器15、充电口16和射频接口17；电池置于电池腔内；射频接口17中的射频输出端口、射频输入1端口、射频输入2端口、通信信号输出端口与射频转换接头3通过馈线2连接，射频接口17中的导航信号输出端口与天线4连接；
电源适配器5用于连接电源，给主机1充电。


2.如权利要求1所述的便携式飞机通信导航系统检测设备，其特征在于，本体11中的射频信号分析组件用于采集和分析经由馈线2通过射频输入1端口、射频输入2端口馈入的飞机通信信号，计算出短波电台、超短波电台的载波功率、载波频率、天线驻波比和滤波器的插入损耗；射频信号分析组件包括驻波分析模块、功率/频率分析模块、30dB衰减器及两个射频输入端口、一个射频输出端口；
驻波分析模块通过采集由射频输入1端口输入、由射频输出端口输出至天线的飞机通信信号，测量出通信系统的正向功率和反向功率的模拟电压值，并送至功率/频率分析模块；
功率/频率分析模块采集由射频输入2端口输入的、并由30dB衰减器进行功率衰减的飞机通信信号，通过内部电阻网络进行信号衰减和分配，一路进行检波输出平均功率模拟电压值，另一路进行频率测量输出载波频率数字量，两路输出的模拟电压值和频率数字量经由功率/频率分析模块内部的单片机采样、量化，计算出信号的载波功率和载波频率；同时功率/频率分析模块内部的单片机还对驻波分析模块送出的正向功率和反向功率模拟电压值进行采样、量化，计算出正向功率、反向功率和驻波比；载波功率、载波频率、正向功率、反向功率和驻波比共同作为检测数据，输出至控制组件的主控单元。


3.如权利要求2所述的便携式飞机通信导航系统检测设备，其特征在于，射频信号生成组件用于产生功率大小可调的模拟通信信号和模拟导航信号，供通信系统接收机灵敏度定量测试用和导航系统接收机功能检查；射频信号生成组件包括射频模块、程控衰减器、通信信号输出端口和导航信号输出端口；
射频模块产生模拟通信信号和模拟导航信号；其中模拟通信信号为：频率为2～30MHzHF和108～400MHzV/UHF通信载波信号；频率为1000Hz的音频信号，以上边带USB/下边带LSB的调制方式、30％调制深度调制到HF载波信号上，以调幅AM的调制方式、30％调制深度调制到V/UHF载波信号上，以调频FM的调制方式、6000Hz调制频偏调制到V/UHF载波信号上；模拟导航信号为：0.15～1.75MHz的罗盘载波信号，频率为123MHz～247MHz的定向仪载波信号，频率为75MHz的信标载波信号，频率为108.10～111.95MHz的航向载波信号，频率为329.15～335.00MHz的下滑载波信号；频率为1000Hz可控的音频信号用来模拟罗盘的收讯信号和定向仪监听信号；频率为400Hz、1300Hz、3000Hz的三组可控音频信号分别用来模拟信标远台、中台、近台信号；频率为1020Hz可控的音频信号用来模拟仪表着陆台站的识别信号；频率为90Hz、150Hz两组音频信号，且能够改变两种信号的成分模拟不同的航向和下滑偏离信息，能够单独删除其中一种或两种信号模拟告警的条件；模拟导航信号在射频模块内能量可调，用以定性的检查各导航设备的接收机灵敏度；程控衰减器使模拟通信信号的功率能在-50dBm～-120dBm以1dB步进连续可调并输出，用以满足短波电台、超短波电台接收机灵敏度的测试要求；通信信号输出端口用来输出模拟通信信号；导航信号输出端口用来输出射频模块产生的模拟导航信号。


4.如权利要求1所述的便携式飞机通信导航系统检测设备，其特征在于，控制组件用于完成人机交互和对整机的系统控制；控制组件包括主控单元、触控显示器、USB接口和SD卡接口；
主控单元控制触控显示器实现人机交互，控制射频信号生成组件中的射频模块产生相应的模拟通信信号和模拟导航信号，控制射频信号生成组件中的程控衰减器使模拟通信信号功率连续可调，接收射频信号分析组件发送的检测数据并对其进行误差补偿和送显，采集电源管理组件发送的电量信息并送显，向电源管理组件发送各组件的上、下电指令，对检测结果进行故障诊断、查询和记录；
触控显示器完成人机交互的功能，包括检测结果的显示、模拟通信信号和模拟导航信号的参数更改、系统时间的更改、触控显示器的亮度调节、检测界面的切换等各种输入指令和输出显示；
USB接口用于对主控单元的软件升级和检测结果的数据导出；
SD卡接口用于对触控显示器的软件升级。


5.一种飞机通信导航系统的检测方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一：根据检测需要，选择检测对象，配置检测场景；可选择通信、导航系统的全部对象进行检测，也可检测其中一个或几个对象；根据不同的检测对象，连接检测设备的馈线2或天线4，并配置相应的检测参数；
步骤二：应用检测设备完成机载通信系统原位性能检测，包括原位检测通信系统驻波比；原位检测通信系统发射通道性能；原位检测通信系统接收通道性能；
步骤三：应用检测设备完成机载导航系统原位功能检测，包括罗盘接收机功能检测；信标接收机功能检测；定向仪功能检测；航向、下滑接收机功能检测；
步骤四：检测设备中控制显示组件的主控单元可以存储16次的检测结果供用户查询，包括每次检测的日期、电台型号、编号、滤波器编号以及各项性能参数和诊断结果；
步骤五：通过USB数据线将检测设备与计算机相连接，可将检测设备存储的检测结果数据导入计算机中的数据记录软件。


6.如权利要求5所述的飞机通信导航系统的检测方法，其特征在于，对于原位检测通信系统天线驻波比，步骤二具体为：
首先，进行驻波比检测场景配置；将通信系统的短波或超短波电台的射频信号输入输出端口与检测设备的射频输入1端口相连接，若通信系统内有滤波器，则将滤波器连接天线的端口与检测设备的射频输入1端口相连接，检测设备的射频输出端口与通信系统的天线相连接；给检测设备和通信系统加电，按下发话按钮，通信系统发射信号；信号通过射频输入1端口馈入检测设备，通过射频输出端口馈出至通信系统天线，由天线将信号辐射出去；
其次，检测设备中射频信号分析组件的驻波分析模块对发射信号进行采集、分析，测量出通信系统的正向功率、反向功率和驻波比的模拟电压值，并将此电压值送至射频信号分析组件的功率/频率分析模块；
第三，功率/频率分析模块内部的单片机对模拟电压值采样、量化，得出正向功率、反向功率的检测数据，根据这两个检测数据，应用公式(1)计算出驻波比，并将正向功率、反向功率、驻波比的检测数据送至控制组件中的主控单元；



其中SWR为驻波比，PP为正向功率，PR为反向功率；
最后，主控单元对正向功率、反向功率和驻波比检测数据进行误差补偿，同时根据不同型号的电台，采用不同的故障诊断门限，对正向功率、反向功率和驻波比的检测结果进行故障诊断，并将检测数据和诊断结果送给触控显示器显示；若诊断结果合格，则在相应的检测数据后显示“PASS”；若诊断结果不合格，则在相应的检测数据后显示“ERR”。


7.如权利要求5所述的飞机通信导航系统的检测方法，其特征在于，对于原位检测通信系统发射通道性能，步骤二具体为：
首先，进行通信系统发射通道检测场景配置；将通信系统的短波或超短波电台的射频信号输入输出端口与检测设备的射频输入2端口相连接，给检测设备和通信系统加电，按下发话按钮，通信系统发射信号；
其次...

【专利技术属性】
技术研发人员：王士岩，王星，王连河，马洪平，王建，程嗣怡，陈游，王洪迅，宋光明，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，中国人民解放军九三二八六部队，
类型：发明
国别省市：陕西;61