本发明专利技术提出了一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器，包括：频率检测单元、高度模拟单元、频率变换单元、衰落模拟单元和嵌入式计算机。本发明专利技术的频率跟踪检测式无线电高度表模拟器，高度值模拟精确到米级，范围覆盖高度表整个测量量程；采用频率合成的方式进行信号模拟，测量精度较现有技术有了很大提高，方便快捷；采用低温漂频率为1GHz的VCO作为三个本振的时间基准，测量电路具有较小的温度漂移系数。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出了一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器，包括：频率检测单元、高度模拟单元、频率变换单元、衰落模拟单元和嵌入式计算机。本专利技术的频率跟踪检测式无线电高度表模拟器，高度值模拟精确到米级，范围覆盖高度表整个测量量程；采用频率合成的方式进行信号模拟，测量精度较现有技术有了很大提高，方便快捷；采用低温漂频率为1GHz的VCO作为三个本振的时间基准，测量电路具有较小的温度漂移系数。【专利说明】一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器
本专利技术涉及无线电高度表模拟装置，具体说是一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器(文中亦简称为模拟器)，用于模拟无线电高度表(文中亦简称为高度表)发射信号经地面反射到高度表接收到的信号。
技术介绍
目前，无线电高度表均采用传输线延迟法测量。所谓传输线延迟法，是指将无线电高度表输出的扫频信号，经过有限长度的传输线，由于信号经过传输线从输入到输出存在一定的时间延迟，同时由于高度表输出为扫频信号，因此在延迟的这段时间内，就造成传输线两端的信号频率存在一定的频率差。如果传输线的时延特性固定，则在传输线的输入和输出端存在一个固定的频率差。根据这个固定频率差就可以模拟出无线电高度表所测量的高度值，进而判断高度表是否满足预定指标要求。此种延时线式高度表模拟器的具体技术方案如图1所示。高度表输出的扫频信号通过接收天线耦合到延时线式高度表模拟器输入端。延时线式高度表模拟器主要由声表面波延时线阵列和程控步进衰减器组成。模拟不同高度时，嵌入式控制器控制射频开关选择不同的声表面波延时线。与模拟高度相对应的信号衰减是通过控制程控步进衰减器实现。输出信号通过发射天线发射到无线电高度表输入端，从而完成高度模拟。采用传输线延迟法测量存在以下问题:1.现有延时线式高度表模拟器只能模拟预设置的有限长度。固定延时线只能模拟一种高度，多种高度的模拟需要多个延时线，当模拟高度较高时，需要很长的延时线。2.现有延时线式高度表模拟器信号衰减大，杂波多。对于较长高度的模拟，需要很长延时线，这样微波信号在延时线中传输衰减也较大。目前延时线多米用声表面波传输线的形式。声表面波传输线激励方式产生的信号二次谐波较为丰富，虚假信号给高度模拟带来困难。3.现有延时线式高度表模拟器的模拟精度受温度影响大。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器，将实时扫频检测方法与高精度频率产生相结合，采用“扫频检测+频率综合”的方法实现对高度表的快速测量，并且模拟高度连续变化。本专利技术的技术方案是这样实现的:一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器，包括:频率检测单元、高度模拟单元、频率变换单元、衰落模拟单元和嵌入式计算机；定向耦合器设置在模拟器通道前端，将高度表输入的扫频信号分成主、辅两路，主路信号进入频率变换单元，辅路信号进入频率检测单元；所述频率变换单元将主路信号先与前级本振通过混频得到较高频率的中频信号，然后再与后级本振进行混频；所述衰落模拟单元包括衰减器，将所述频率变换单元的输出信号衰减后输出，衰减器受来自所述嵌入式计算机的衰落参数输入控制；所述频率检测单元将辅路信号与检测本振通过混频变为频率较低的中频信号，通过对该频率较低的中频信号采样和分析，计算出高度表输出信号的扫频速度，检测本振接收所述嵌入式计算机提供的检测本振参数；所述高度模拟单元包括高度模拟频率计算器，根据高度表输出信号的扫频速度和需要模拟的高度值，计算出高度模拟本振信号的频率值，并通过本振产生电路产生出该频率值的高度模拟本振信号，所述需要模拟的高度值来自嵌入式计算机的高度参数输入。可选地，得到实时扫频速度V后，根据需要模拟的高度值H和当前扫频速度，通过公式H= cTmfb/(2Af)计算出差拍信号频率fb，其中，C为电磁波传播速度，3 X 108m/s ；fb为差拍信号频率；Tm为信号扫描周期；将公式Tm = Λ f/V和公式H = cTmfb/ (2 Δ f)合并得到高度H与差拍信号频率fb计算公式fb = 2HV/c，其中Af为高度表扫频信号线性调频带宽。可选地，在频率变换单元中，将输入的高度表的频率减去差拍频率即可得到输出频率；高度表输入到模拟器的扫频信号fs与前级3GHz本振信号进行第一次混频，通过带通滤波器选择中频信号fs+3GHz信号，即为第二级混频的扫频信号；通过后级混频器和低通滤波器后得到fs_fb，作为最终输出的高度模拟信号；后级本振频率为3GHz+fb ；后级本振通过对DDS输出信号经过8次倍频得到，DDS的输出信号频率为fDDS =375MHz+fb/8 ；在高度模拟单元单元内的FPGA内部根据公式fb = 2HV/c计算出差拍信号频率后，根据公式FTW = 232fDDS/fclk, FPGA计算出DDS芯片的频率控制字FTW，其中felk = IGHz,为DDS的参考频率。可选地，所述衰落模拟单元中的衰减器为程控步进衰减器，对输出高度模拟信号进行衰减。可选地，所述频率较低的中频信号的频率范围为20MHz?40MHz。本专利技术的有益效果是:(I)高度值模拟精确到米级，范围覆盖高度表整个测量量程；(2)采用频率合成的方式进行信号模拟，测量精度较现有技术有了很大提高，方便快捷；(3)采用低温漂频率为IGHz的VCO (压控振荡器)作为三个本振的时间基准，测量电路具有较小的温度漂移系数；所述三个本振是指:频率检测单元的检测本振、高度模拟单元的前级本振、高度模拟单元的后级本振。【专利附图】【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有的延时线式高度表模拟器的结构示意图；图2为本专利技术的频率跟踪检测式无线电高度表模拟器的控制框图；图3为图2中频率检测单元的结构示意图；图4为图2中高度模拟单元的结构示意图；图5为图2中频率变换单元的结构示意图；图6为本专利技术频率跟踪检测式无线电高度表模拟器的频率计算框图；图7为本专利技术频率跟踪检测式无线电高度表模拟器的FPGA固化软件的流程图。【具体实施方式】下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术所述的一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器，模拟高度表的发射信号和接收信号在特定高度下和特定扫频速度下所产生的稳定的频率差，以此来检测高度表对高度测量的准确性，检测时，模拟器的输入端与高度表的信号输出端相连，模拟器的输出端与高度表的信号输入端相连。本专利技术所述的一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器，其结构如图2所示，包括:频率检测单元、高度模拟单元、频率变换单元、衰落模拟单元和嵌入式计算机。在模拟器通道前端，通过定向耦合器将高度表输入的扫频信号分成主、辅两路。辅路信号在频率检测单元中与检测本振通过混频变为频率较低的中频信本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种频率跟踪检测式无线电高度表模拟器，其特征在于，包括：频率检测单元、高度模拟单元、频率变换单元、衰落模拟单元和嵌入式计算机；定向耦合器设置在模拟器通道前端，将高度表输入的扫频信号分成主、辅两路，主路信号进入频率变换单元，辅路信号进入频率检测单元；所述频率变换单元将主路信号先与前级本振通过混频得到较高频率的中频信号，然后再与后级本振进行混频；所述衰落模拟单元包括衰减器，将所述频率变换单元的输出信号衰减后输出，衰减器受来自所述嵌入式计算机的衰落参数输入控制；所述频率检测单元将辅路信号与检测本振通过混频变为频率较低的中频信号，通过对该频率较低的中频信号采样和分析，计算出高度表输出信号的扫频速度，检测本振接收所述嵌入式计算机提供的检测本振参数；所述高度模拟单元包括高度模拟频率计算器，根据高度表输出信号的扫频速度和需要模拟的高度值，计算出高度模拟本振信号的频率值，并通过本振产生电路产生出该频率值的高度模拟本振信号，所述需要模拟的高度值来自嵌入式计算机的高度参数输入。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：钱时祥，张延涛，高长全，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十一研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37
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