DVOR天线模拟单元设计和关键技术方案

赵志军

（民航山西空管分局，山西 太原 030000）

DVOR天线模拟单元设计和关键技术方案

赵志军

（民航山西空管分局，山西 太原 030000）

设计解决了DVOR天线模拟技术难题，在不用实际天线阵的情况下，对DVOR信标发射机分离输出的载波和上、下边带在监控器接收端完成类似空间调制，具备多普勒效应。发射机的载波和边带输出不经天线发射直接处理成监控天线得到信号的过程可以分为2部分，一部分是边带信号送至监控天线（接收端）的频移模拟，另一部分是48路边带与载波正确合成，即空间调制的模拟。通过严密计算，试验设计一组电气长度不同的射频电缆，可以模拟边带频移的效果。完成功率合路，模拟实现空间调制的办法是采用分离器件自主进行电路的研制，得到符合要求的监控信号送给监控器。

DVOR；天线模拟；边带信号；功率合路

1 研究目的和意义

导航设备测试、操作培训设施不足，无法为设备保障人员提供充分的故障模拟测试和实践操作培训机会，影响技术水平的提高。用退役旧设备通过技术改进搭建实验操作平台，这样既能满足当前的实际需求，又让闲置的资源发挥效用，大量减少费用。

分局于2011年底更新了AWA-51D型DVOR设备，为搭建培训操作平台提供了条件。但是，功能完备的DVOR操作平台必须模拟出与实际天线阵辐射信号特征一致的监控器输入信号。本设计解决了DVOR设备实验系统关键技术难题——天线模拟，在不用实际天线阵的情况下，将DVOR信标发射机分离输出的载波和上、下边带在监控器接收端完成类似空间调制。

2 总体设计及关键技术

2.1 DVOR实验操作系统构成

天线模拟单元作为一个功能相对完整的器件，通过自主设计及制作，并与51D型DVOR旧设备结合，构成完整的实验操作系统。模拟单元与DVOR天线相同，使用51D型DVOR信标的载波和48个边带输出，经2个主要部分，即边带相移电缆和功率合成电路处理后形成符合指标的监控信号送回DVOR监控器。DVOR信标机发射功率为100 W，用于模拟单元时，要使用适宜的功率衰减器件控制载波大小，通过测量试验得到符合要求的载波功率。

2.2 项目的关键技术难点

模拟单元的边带相移电缆组件和功率合成电路是项目的核心研制内容，也是2种关键技术。DVOR信号的特殊性在于其与载波分离的上、下边带信号在时序开关控制下，沿直径一定的圆周排列天线上模拟旋转辐射，在固定的接收点边带频率会有多普勒频移效应，同时经30 Hz调频的上、下边带在接收点与已调幅的载波再次完成空间调制后形成完整的DVOR信号。监控天线就是得到了这样一个信号，并送到监控器进行处理。

图1 监控信号行程变化示意图

天线模拟将载波和边带输出处理成监控天线得到的信号。此过程分2个部分，上述已提到，在此不再赘述。第一个问题的实质用图1说明。图1中，L是中央天线，也是1，25号天线与接收点的行程。由此可见，逆时针旋转上、下边带时，相对于L，2号天线减少的行程等于26号增加的行程，以此类推，L3、L4分别与L27、L28产生相对减、增变化，这些行程可以经计算得到。通过严密计算，设计一组电气长度不同的射频电缆，可以模拟出边带频移。第二个问题是功率合路，模拟空间调制。功率合成器件可以向专业射频器件厂商提供设计方案和指标后定制，但是由于器件的特殊性，成本会很高，因此本设计参考相关的射频功率合成电路设计，采用分离器件进行该电路的研制试验，得到合适的监控信号送给监控器，完成天线模拟任务。

为便于测量，设计一个耦合输出检测电路。作为一个相对独立的器件，天线模拟单元的几个组成部分安装在封闭不锈钢材质箱体中。完整的天线模拟单元包括载波、48路边带输入口与监控射频输出和一个检波输出口。采用检波输出设计时，电路需要用直流电源供电。

3 主要技术设计内容

3.1 一组（48路）不同长度的边带信号电缆

根据DVOR天线阵的排列形式和设备技术原理，由于天线阵尺寸较大，且近场监控天线必须在天线阵一定距离以外，方可实现可靠的信号监控并送回给设备。由于确定频率下天线尺寸（半径）是固定的，这样就可以通过计算得出边带天线的长度及电气指标，通过严格的测量和控制，并制作相应的射频接头，即可完成边带天线的设计研制。

3.2 边带及载波功率合路电路

边带及载波功率合路实际上是将实际的监控天线通过空间通路接收改为直接在功率合成板上进行功率合成，通过参考相应的射频合成电路设计并制作电路板，最终可以实现合成模拟的DVOR51D监控器输入信号（数据指标参照DVOR-51D手册监控器输入信号相关指标）。

4 结束语

本设计可替代同型进口装置，节省经费，为导航设备维护单位提供实践技能培训、测试设施，为人员技能提高和运行水平提升发挥作用。

V241.6

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.21.159

2095－6835（2017）21－0159－02

〔编辑：刘晓芳〕