基于三维反演重构的微波着陆系统飞行校验评估方法

飞行校验是保证航空运输安全的必要技术手段。微波着陆系统(MLS)作为重要的全天候精密进近和着陆引导系统,其飞行校验和测试评估方法在民用航空领域尚未形成完善规范,为此依据国际标准对MLS飞行校验进行分析研究。针对MLS覆盖范围大、进近航道灵活,而飞行科目对航道的覆盖有限,可能出现空间信号漏检的问题,提出基于稀疏信号的场型重构方法。该方法采用径向基函数神经网络,实现稀疏样本条件下信号场型的三维反演重构,进而对MLS三维空间信号场型进行评估,并以航道跟随误差为样本空间进行仿真实验。结果表明,三维反演重构后航道跟随误差的重构误差大约为1.4英尺,远小于FAA8200飞行校验规范手册规定的20英尺的容限要求。本文的研究成果为MLS飞行校验中完整空间信号场型评估提供了新方法。

微波着陆引导系统多径效应的数字仿真

为分析和评估多路径效应对MLS测角误差影响,提出了一种基于几何光学和射线寻迹理论的MLS多路径角度误差数字仿真新方法.该方法依据几何光学和几何绕射理论在获得多径信号与直达信号电压比的基础上,通过射线寻迹计算多径直达信号相位差,而后对叠加包络的角度误差方向图分解为波束内和波束外多路径误差进行研究,实现角度误差数字仿真.利用该方法对某机场典型环境的多路径问题进行了数字仿真,并将仿真结果与经典模型进行了对比,验证了其可行性.

微波着陆系统波束指向误差仿真分析

为了提高微波着陆系统地面设备的角度引导精度,基于微波线性相控阵天线理论,分析了地面角度引导设备产生相控阵天线波束指向误差的主要原因——数字移相器的量化误差,并进行了不同量化阶数下的舍尾法馈相误差分析及仿真。为了寻求系统精度与设备成本的折衷,在采用四位移相器的条件下比较了随机馈相法与传统的舍尾馈相法的波束指向误差,仿真分析了相位误差均值为零法与适当随机相位量化法对波束指向误差的影响;这两种方法消除了周期性误差峰值,提高了相控阵天线的波束指向精度,其中适当随机相位量化法效果更佳;说明了采用随机馈相法能够有效减小因数字式移相器相位量化误差导致的波束指向误差,使系统精度明显提高。

微波着陆系统激光模拟试验及光学系统关键技术

根据微波着陆系统的技术体制,应用电磁相似理论,建立机场的缩比模型,利用激光在缩比模型下的传播来模拟微波载波在实际机场场地环境下的辐射情况,采用MATLAB/RTW的快速原型化目标-xPC目标的方法,建立整个模拟试验系统,进行机载接收信号处理的实时仿真。以美国某机场环境为原型,得到了其缩比模型下的飞行检验的方位角误差曲线,试验结果与机场实际飞行检验结果吻合较好,证明了微波着陆系统激光模拟试验的有效性。

微波着陆系统信号模拟器设计

介绍了一种基于FPGA的微波着陆系统信号模拟器,采用基于函数发生器方式设计,由计算机根据微波着陆系统的信号格式计算各种信号数据,将信号数据灵活下载到存储器中,按照要求可产生正常或异常的信号及控制时序。实际测试和应用证明,信号模拟器的性能指标达到设计要求。该方法可应用于多种信号模拟器的设计。

无人机微波着陆引导系统坐标变换算法研究实现

为了实时且精确地获取飞机相对于着陆点的位置坐标,在深入分析机场场地位置几何信息和地面设备制导信息并建立坐标变换测量方程的基础上,提出了一种基于坐标系旋转的旋转坐标迭代解算算法;该算法通过坐标系的旋转消除了飞机纵轴方向上的位移,而后研究其具体迭代解算过程,并通过仿真进行算法性能分析;将所提出的旋转坐标迭代解算算法在TMS320F2812DSP上进行实现,并利用集成开发环境(CCS)进行调试与仿真;结果表明:旋转坐标迭代解算算法收敛快速且精确度高,DSP实现的旋转坐标迭代解算算法所得坐标值与软件仿真结果基本一致,满足系统性能指标要求,对于无人机着陆制导信息的获取具有实用价值。

微波着陆信息处理系统研究

微波着陆信息处理系统是MLS机载设备在研制、生产和维修过程中必不可少的一种专用测试设备,文中论述了研究微波着陆信息处理系统的必要性,并从硬件结构上说明了微波着陆信息处理系统的工作原理.

微波着陆系统模拟试验电磁相似性分析

根据微波着陆系统的技术体制和导航原理,应用电磁相似理论,将机场微缩到室内,微波波段微缩到光波段,建立基于缩比模型的微波着陆系统机场场地多径效应的半实物仿真系统,利用激光在缩比模型下的传播模拟微波载波在实际机场场地环境下的辐射。鉴于模型系统中电磁波频率不能精确相似,提出了双尺度的缩比实验方法。以雷达散射系数为依据,对原型系统和模型系统下不同类型散射体的电磁散射特性的数值仿真结果进行了比较,分析了两个系统电磁波散射的相似性。通过模拟试验,验证了该仿真系统的可行性。

基于缩比模型的微波着陆系统飞行检验HIL仿真

飞行检验仿真对实际飞行检验意义重大。根据微波着陆系统的技术体制和导航原理,利用激光波束赋形容易实现的特点,使用可控的激光发射装置模拟微波着陆系统的角度制导天线的功能,辐射强方向性的具有特殊要求宽度和范围的激光扫描信号。应用电磁相似理论,根据某已完成MLS飞行检验的机场的环境建立缩比模型,利用激光在缩比模型下的传播模拟微波载波在机场场地环境下的辐射情况,建立机场微波着陆系统基于缩比模型的飞行检验半实物仿真系统。对该系统的可行性进行了深入的分析,包括激光波长、扫描速度等。系统采用MATLAB/RTW的快速原型化目标——xPC目标,进行机载接收信号处理的实时仿真。系统便于调试,仿真参数设置方便。

微波着陆系统模型试验环境模型的实现

飞行检验仿真对实际飞行检验意义重大。根据微波着陆系统的技术体制和导航原理,设计并建立了机场微波着陆系统基于缩比模型的激光模拟飞行检验半实物仿真系统。主要研究了微波着陆系统半实物仿真系统的环境模型的实现理论和技术,以及机场典型环境模型材料的制备技术。以某机场为原型,建立其模型试验系统,并给出了试验结果。试验结果表明:微波着陆系统模型试验系统可以模拟实际机场场地环境的对微波着陆系统的影响。

深空微波着陆雷达系统发展现状和趋势

深空微波着陆雷达是深空探测器GNC分系统重要载荷之一,为GNC分系统提供探测器相对着陆星体表面的距离与速度信息,确保着陆精度和安全。文章从系统设计、参数设计等各个方面对深空微波着陆雷达技术国内外现状进行综述,探讨了其技术发展趋势,为后续深空微波着陆雷达发展提供研究思路。

微波着陆地面设备维护计算机软件系统研究

维护计算机是微波着陆系统(MLS)地面设备的重要附属设备。针对微波着陆系统地面设备维护计算机的具体需求,详细分析了微波着陆系统地面设备维护计算机与相关台站的信息交互关系,介绍了维护计算机软件模块组成、通信协议、实现流程及实现的主要关键技术。该软件已成功运行于某微波着陆系统中。

应用半导体激光器缩比仿真微波着陆系统辐射源研究

针对微波着陆系统仿真试验的辐射源模型选用问题,提出以大的缩比系数将半导体激光器作为微波系统辐射源缩比仿真模型,研究了微波系统和半导体激光器辐射信号的物理相似性,分析了二者的辐射强度、频谱特性、信号场型以及极化方式等主要相似性能,并采用三菱激光器进行了微波着陆系统辐射源缩比模型的仿真实验,实现了对微波着陆系统工作过程的模拟,验证了运用半导体激光器缩比仿真微波电磁系统辐射源的可行性,为在实验室以较小的空间缩比仿真大型电磁系统性能提供了新的方法手段,同时也丰富了电磁缩比仿真理论。

模拟中频滤波幅相特性对微波着陆相位信号解算的影响分析

在微波着陆机载接收机中,射频通道将C波段信号变换为中频信号,中频信号通过模拟中频滤波器送入到后级处理,模拟中频滤波器的幅相特性特别是相位特性的好坏对后级解算相位信息影响较大,合理的认识评价模拟中频滤波器特性对整机相位信号的影响,是设计与考核模拟中频滤波器的基础。本文介绍了微波着陆机载设备相位信号解算处理通路及原理,并从系统角度给出了模拟中频滤波器特性对与系统相位信号解算的影响,为模拟中频滤波器的设计及系统评价模拟滤波器的性能做出参考。

基于VSA的微波着陆模拟器角精度校准方法研究

随着矢量信号研究的不断深入和矢量信号分析仪器的广泛使用,基于微波着陆信号包括数字信号和模拟信号的特性,提出了矢量幅度误差与信噪比、相位噪声的数学关系,在微波着陆角精度分析基础上,通过测量模拟器输出信号相位噪声和数据信号EVM性能,计算扫描波束信噪比,实现模拟器不同输出信号角精度的标校。试验表明该方法简便、易行,满足微波着陆模拟器输出信号角精度的标校。

微波着陆系统（MLS）场地模型

本文讨论建立微波着陆系统场地模型的基本原则和方法，并进行了计算机仿真。场地模型在微波着陆系统场地设计和运行验证中是很重要的。

某型微波着陆设备移相器故障诊断方法研究

针对某型微波着陆设备测试性校准时间较长,影响移相器故障诊断效率的问题,基于相控阵天线相位校准原理,通过对扫描天线阵列参数获取方法以及移相器故障诊断流程的分析,采用相位控制赋形算法计算出了扫描天线固定指向时各阵元支路的最优相移值。由于相位控制赋型算法通过测量辐射功率来调整闭合等式的权值,并且在进行每次相位寻优时都将前一次量化引入的误差计算其中,因此经过少量迭代就可得到移相器的阵列参数,缩短了测试性校准时间,进而用测试性校准所得的阵列参数与工作性校准后存入天线控制器RAM中的阵列参数相比较,快速对移相器进行故障诊断。最后通过仿真验证了该方法的可行性。

“天问一号”微波着陆雷达高收发隔离系统设计方法

"天问一号"微波着陆雷达是探测器进入、下降与着陆(Entry,descent and landing,EDL)阶段的关键单机,采用了线性调频连续波(Linear frequency modulation continuous wave,LFMCW)体制,如何有效抑制LFMCW雷达接收回波中耦合的直波泄漏信号一直是提高雷达性能的关键问题。本文从雷达系统设计的角度出发,在满足系统轻小型化要求的前提下,提出了高隔离度天线设计、接收机中频输出信号滤波设计以及数字信号处理中泄露信号抑制相结合的方法,有效地解决了LFMCW雷达直波泄露的问题。通过分析外场直升机校飞试验实测数据,证明采用上述方法后,可大幅抑制直波泄露信号,并可将直波泄露信号携带的相位噪声抑制10~15 dB。

微波着陆系统横向自动进近控制律设计

为更好地发挥微波着陆大范围着陆制导的优势,设计了一种新型的微波着陆横向轨迹自动生成控制律,可根据飞机初始位置和姿态生成一条进近轨迹并控制飞机沿此轨迹对准跑道中心线;提出了单圆、S型和直接指数进近3种进近模态,并分别对3种模态设计了控制律。仿真结果表明,所设计的控制律能够指引飞机在不同初始条件下对准跑道。

基于DSP的微波着陆信号处理系统设计

由于仪表着陆系统(ILS)在使用中存在的局限性,微波着陆系统(MLS)能为任意起降飞机提供连续、精确的3维坐标信息、不受气候条件的限制,使得它在民航领域中产生了重要的应用价值。文中介绍了微波着陆系统的工作原理及相应信号处理系统的实现方案,并详细论述了基于DSP实现的DPSK自适应解调理论和硬件方案,为微波着陆信号处理提供了新的途径。