第15卷第4期Vol.15No.4北京电子科技学院学报JournalofBeijingElectronicScienceandTechnologyInstitute2007年12月Dec.2007基于FPGA的微波着陆系统中频接收机*孙鹏,张辉(西安电子科技大学通信工程学院,陕西西安710071)摘要:由于仪表着陆系统和伏尔着陆系统在技术上和使用上所存在的局限性,使微波着陆系统MLS(MicrowaveLandingSystem)得以迅速的发展。文章介绍了微波着陆系统基本工作原理,同时提出了适合FPGA实现的算法,给出了系统的结构框图,以及测试的结果。实测结果达到了系统的性能指标。关键词:MLS;中频;FPGA中图分类号:V351.37;TN85文献标识码:A文章编号:1672-464X(2007)04-0046-05AFPGA-BasedMicrowaveLandingSystemIFReceiverSUNPeng,ZHANGHui(CollegeofTelecommunicationsEngineering,XidianUniversity,Xi!anShanxi710071,China)Abstract:ThelimitationsofILSandVORintechnologyandapplicationleadstothequickdevelopmentofMLS.ThepaperintroducesthetheoryofMLS,providesamethodofthewholesystemwhichfitsfortheimplementationusingFPGA,andoffersthewholestructuralframeandthetestresults,andtheresultshowsthesystemhasgoodvalidity.Keywords:MLS;IF;FPGA道的坐标位置关系而获得的。时基扫描波束微波着陆系统的基本格局由方位制导台(AZ)、仰角制导台(EL)、精密测距仪(DME/P)和基本数据传送系统组成。MLS的地面台信号的发射采用了时分多路复用技术。由于这种技术,全部角度制导信息和数据都在同一频率上发射,不同功能的信号都占有自己的发射时隙在每个发射时隙前部都用差分相移键控(DPSK)调制的前导1引言由于微波着陆系统的迅速发展,使得对微波着陆机载接收设备的研究更加深入。本文描述了在中频对接收到的信号进行数字化处理的一种方案,描述了如何从接收到的中频信号中提取包络信息,识别扫描区间,搜寻扫描脉冲的位置,从而计算出扫描脉冲间的时差,然后乘以扫描系数就可得到相对参考位置的角度值。文章中详细叙述了搜寻扫描脉冲,剔除虚假脉冲算法,计算扫描脉冲时差的步骤并给出了实际测试的结果。码来区分不同的功能块,这个特点使时分组织中各功能的发射次序具有很大的灵活性。MLS的地面角度制导天线辐射一个很窄的扇状波束,在相应的覆盖区域内进近往返扫描。飞机接收机测量连续2MLS简介两次扫描波束峰之间的时间差,这个时间差值的大小与飞微波着陆系统最初分为采用时基扫描波束和多普勒技术的两套标准。由于微波波束扫描具有系统可靠性强,抗干扰能力高;添置、安装和维护成本低;可增加新的功能,并可满足不同机种和机场情况的需要的优点,最终确定时基扫描波束微波着陆系统(TRSBMLS)为微波着陆系统的标准技术。时基扫描波束(TRSB)微波着陆系统对于飞机相对跑机在空中相对于跑道的角位置有直接关系,由此得到飞机与方位天线轴线(一般于跑道中心线相重合)之间的方位角。图1为天线波束扫描示意图。在一个完整的扫描周期内,飞机的机载接收机检测到“往”和“返”两个脉冲,如图2所示,测量两者之间的时间差t,扫描波束停留时间为!t,在参考位置进近时,时差常量是道位置数据都采用空中导出方法,即飞机的制导信息是通t0,最后得到的时差为:T=t0-"t-!t#2(1)过机载接收机接收和处理空中信号后,计算出它相对于跑乘以扫描速度"就得到相对选定路线的偏移量:收稿日期:2007-07-09*项目来源:该课题来源于国防基金项目,项目编号为9140A24030206DZ0115。在天线选择判断时,在一根天线上累加十六个样点,求平均值并记录该平均值,然后切换到另一根天线,同样累加十六个样点,求平均值,比较两次累加平均值的大小,将天线切换到累加平均值较大的一路。若连续一秒钟该路都没有信号时,接收机能自动将天线!=T*"="t0-"t-#t#2$*"(2)切换到另一路,如果两路都没信号时,则连续不断的以一秒为周期在两根天线间切换,直到某根天线上有信号。天线选择信号送给外围天线控制电路,用于控制接收机处理哪路天线的信号。在OCI判断时,将后OCI、左OCI、右OCI累加值比较,若三者中有一个信号大于前导信号,则指示飞机在比例覆盖区外,该OCI累加值代表了飞机在哪个扇区,该信号送给OCI指示电路,指示飞机是否在比例覆盖区范围内以及所处...