机载气象雷达姿态信号模拟器及模拟测试方法技术

本发明专利技术公开了一种机载气象雷达姿态信号模拟器及模拟测试方法，包括：中央控制单元，用于给定姿态角度值，数字信号处理器，用于读取姿态角度值，将姿态角度值进行数字计算处理转换为数字信号，以及生成控制信号，可编程逻辑器件，将控制信号转换成为用于控制数模转换器工作的控制指令，数模转换器，接受控制指令的控制，将数字信号处理器输出的数字信号进行数模转换，生成姿态角度值的模拟信号，信号放大变换电路，用于对姿态角度值的模拟信号进行功率放大和负载隔离、变换，分别生成模拟航向信号、模拟俯仰信号、以及模拟横滚信号并输出。本发明专利技术的机载气象雷达姿态信号模拟器及模拟测试方法，实现信号的幅度和相位的精确控制，可消除通道误差。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，包括：中央控制单元，用于给定姿态角度值，数字信号处理器，用于读取姿态角度值，将姿态角度值进行数字计算处理转换为数字信号，以及生成控制信号，可编程逻辑器件，将控制信号转换成为用于控制数模转换器工作的控制指令，数模转换器，接受控制指令的控制，将数字信号处理器输出的数字信号进行数模转换，生成姿态角度值的模拟信号，信号放大变换电路，用于对姿态角度值的模拟信号进行功率放大和负载隔离、变换，分别生成模拟航向信号、模拟俯仰信号、以及模拟横滚信号并输出。本专利技术的，实现信号的幅度和相位的精确控制，可消除通道误差。【专利说明】
本专利技术属于雷达姿态信号模拟器
，具体地说，是涉及一种机载气象雷达姿态信号模拟器及模拟方法。
技术介绍
雷达天线安装在飞机上，当工作时它的扫描平面与水平面必须保持平行，但由于飞机飞行过程中的俯仰或横滚运动，使得雷达天线的扫描平面与水平面成了某一的角度，这样将影响对目标的探测。为使天线扫描平面在飞机运动过程中始终平行于水平面，就必须对雷达天线在俯仰和横滚方向进行修正，这就是要保证天线空域稳定性。雷达天线空域稳定性的测试在地面中进行，通过仿真飞机姿态(俯仰和横滚)信号的变化来测试雷达天线角度变化的情况。传统的雷达姿态信号模拟器多为模拟姿态信号模拟器，大多采用硬件乘法器的方式来仿真飞机的姿态信号，姿态信号的输出变换大都通过自整角机、旋转变压器来完成，模拟机上姿态同步发生器产生的交变信号。主要存在的缺点有:(I)精度低。模拟姿态信号模拟器中常采用的精度控制方式是硬件电路控制，因而调节范围小且控制精度低。(2)通用性差。主要表现在姿态信号模拟器中的一套乘法器电路通常只能仿真一种对象的信号输出。(3)不易于与自动测试系统ATE平台接口。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有模拟姿态信号模拟器精度低、通用性差的问题，提供了一种，提高了精度以及通用性能。为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现:—种机载气象雷达姿态信号模拟器，包括:中央控制单元，用于给定姿态角度值，所述姿态角度值包括航向角α、横滚角β、和俯仰角Y，数字信号处理器，用于读取姿态角度值，将姿态角度值进行数字计算处理转换为数字信号，以及生成控制信号，可编程逻辑器件，将控制信号转换成为用于控制数模转换器工作的控制指令，数模转换器，接受控制指令的控制，将数字信号处理器输出的数字信号进行数模转换，生成姿态角度值的模拟信号，信号放大变换电路,用于对姿态角度值的模拟信号进行功率放大和负载隔离、变换，分别生成模拟航向信号、模拟俯仰信号、以及模拟横滚信号并输出。进一步的，还包括同步触发电路，用于产生参考信号并输出至数字信号处理器。进一步的，所述的同步触发电路包括参考信号发生器以及过零检测电路，参考信号发生器通过过零检测电路与数字信号处理器的中断请求端子连接。进一步的，所述的数模转换器为3个，分别用于转换航向角α、横滚角β、和俯仰角Y，所述3个数模转换器的地址线、输出寄存器引脚分别与可编程逻辑器件的选址端、输出寄存器信号端一一对应连接，3个数模转换器的输入寄存器引脚分别连接可编程逻辑器件的3个不同的输入寄存器信号端。进一步的，还包括上电复位电路，所述的电复位电路分别与数字信号处理器、3个数模转换器的复位端子连接。进一步的，每个数模转换器分别连接一个信号放大变换电路。优选的，所述的信号放大变换电路包括放大器和隔离变压器。又进一步的，还包括天线分机，用于接收信号放大变换电路输出的模拟航向信号、模拟俯仰信号、以及模拟横滚信号，并对上述信号响应。又进一步的，所述天线分机内设置有俯仰控制信号形成电路，用于计算天线阵的俯仰修正量，还包括倾角传感器和比较单元，倾角传感器用于检测天线分机当前的姿态角度值，比较单元将天线分机当前的姿态角度值与参考值比较，判断天线分机对俯仰方向的修正是否正确。基于上述的一种机载气象雷达姿态信号模拟器，本专利技术同时提供了 一种机载气象雷达姿态信号模拟测试方法，包括以下步骤:( I )、中央控制单元给定姿态角度值，并发送至数字信号处理器，所述姿态角度值包括航向角α、横滚角β、和俯仰角Y ；(2)、数字信号处理器读取姿态角度值，将姿态角度值进行数字计算处理转换为数字信号，以及生成控制信号，并发送至可编程逻辑器件；(3)、可编程逻辑器件将控制信号转换成为用于控制数模转换器工作的控制指令，并发送至数模转换器；(4)、数模转换器接受控制指令的控制，将数字信号处理器输出的数字信号进行数模转换，生成姿态角度值的模拟信号并发送至信号放大变换电路；(5)、信号放大变换电路对姿态角度值的模拟信号进行功率放大和负载隔离、变换，分别生成模拟航向信号、模拟俯仰信号、以及模拟横滚信号并输出。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是:本专利技术的，(I)基于ATE平台，输出信号与参考信号的同步；实现信号的幅度和相位的精确控制，可在一定程度上消除了通道误差，并且当模拟器被用于雷达ATE时，该方法可以使ATE的系统计量校准工作更为简便。这一实现方法比传统的姿态信号模拟器单纯通过硬件方法来实现精度控制的方式，更简单、精确并且精度调节的范围更广。(2)该系统能适应需要不同电压幅度的各种对象，能针对航向、横滚、俯仰这三种不同对象，模拟其信号的输出且幅度能根据需要进行自动快速调节。(3)同时便于与计算机接口，比传统模拟器采用硬件平台方法更简单、精确，而且该系统能适应需要不同电压幅度的各种对象。结合附图阅读本专利技术实施方式的详细描述后，本专利技术的其他特点和优点将变得更加清楚。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术所提出的机载气象雷达姿态信号模拟器的一种实施例结构方框图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】作进一步详细地说明。本专利技术提供了一种机载气象雷达姿态信号模拟器，包括:中央控制单元，用于给定姿态角度值，所述姿态角度值包括航向角α、横滚角β、和俯仰角Y，数字信号处理器，用于读取姿态角度值，将姿态角度值进行数字计算处理转换为数字信号，以及生成控制信号，可编程逻辑器件，将控制信号转换成为用于控制数模转换器工作的控制指令，数模转换器，接受控制指令的控制，将数字信号处理器输出的数字信号进行数模转换，生成姿态角度值的模拟信号，信号放大变换电路，用于对姿态角度值的模拟信号进行功率放大和负载隔离、变换，分别生成模拟航向信号、模拟俯仰信号、以及模拟横滚信号并输出。本专利技术的机载气象雷达姿态信号模拟器基于雷达ATE平台，以数字信号处理器为核心，利用ATE平台计算机直接给定姿态角，然后在参考信号的同步下，通过多路数模转换器(DAC)产生与自整角机或旋转变压器相同的信号，该信号经过放大、隔离后，作为模拟姿态信号输出，相对于模拟式姿态信号模拟器，数字姿态信号模拟器使用灵活，控制精度高，同时便于与计算机接口，在ATE系统中应用广泛。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将以一种机载气象雷达姿态信号模拟器为例，结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例一,参见图1所不，本实施例的一种机载气象雷达姿态信号模拟器，包括:中央控制单元，用于给定姿态角度值，所述姿态角度值包括航向角α、横滚角β、和俯仰角Y，数字信号处理器，用于读取姿态角度值，将姿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机载气象雷达姿态信号模拟器，其特征在于，包括：中央控制单元，用于给定姿态角度值，所述姿态角度值包括航向角α、横滚角β、和俯仰角γ，数字信号处理器，用于读取姿态角度值，将姿态角度值进行数字计算处理转换为数字信号，以及生成控制信号，可编程逻辑器件，将控制信号转换成为用于控制数模转换器工作的控制指令，数模转换器，接受控制指令的控制，将数字信号处理器输出的数字信号进行数模转换，生成姿态角度值的模拟信号，信号放大变换电路，用于对姿态角度值的模拟信号进行功率放大和负载隔离、变换，分别生成模拟航向信号、模拟俯仰信号、以及模拟横滚信号并输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高伟亮，钱玉莹，程焕，汤燕，李玲，戚甫峰，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军航空工程学院青岛校区，
类型：发明
国别省市：