無線電高度表測(cè)試儀設(shè)計(jì)探析

李濱

（國營蕪湖機(jī)械廠，安徽 蕪湖 241007）

無線電高度表是用于測(cè)量飛機(jī)與地面之間的真實(shí)高度，并將測(cè)量的真實(shí)高度送到屏顯，實(shí)時(shí)告知飛行員飛機(jī)當(dāng)前離地面的真實(shí)狀態(tài)；另外當(dāng)飛機(jī)真實(shí)高度低于某一高度時(shí)，提醒并警告飛行員當(dāng)前飛機(jī)處于危險(xiǎn)高度狀態(tài)，需及時(shí)調(diào)整飛機(jī)狀態(tài)，從而保證飛機(jī)及飛行員的安全。為了實(shí)現(xiàn)無線電高度表技術(shù)性能檢測(cè)，開展無線電高度表測(cè)試儀設(shè)計(jì)研究意義重大，有利于及時(shí)有效診斷產(chǎn)品性能好壞，及時(shí)排除故障，恢復(fù)產(chǎn)品正常工作狀態(tài)，提高產(chǎn)品的使用可靠性，具有重要意義。

1 設(shè)計(jì)需求

研制一臺(tái)無線電高度表測(cè)試儀，模擬飛機(jī)地面狀態(tài)下性能測(cè)試，同時(shí)模擬空中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)高度連續(xù)跟蹤及顯示，從而實(shí)現(xiàn)無線電高度表性能檢測(cè)。

2 設(shè)計(jì)方案

2.1 總體設(shè)計(jì)

測(cè)試儀采用箱體結(jié)構(gòu)、模塊化設(shè)計(jì)思路；充分考慮后續(xù)其他機(jī)型高度表測(cè)試儀兼容性，測(cè)試儀采用專用適配器、射頻模塊可分離的方式，專用適配器只針對(duì)特定型號(hào)無線電高度表建立測(cè)試環(huán)境，射頻模塊實(shí)現(xiàn)高度表特定高度切換與選擇，實(shí)現(xiàn)特定高度通用化測(cè)試。模塊化設(shè)計(jì)，有利于測(cè)試儀后期維護(hù)。測(cè)試儀采用手動(dòng)操作方式，操作方便，測(cè)試結(jié)果直觀。測(cè)試儀架構(gòu)如圖1。

圖1 測(cè)試儀與被測(cè)產(chǎn)品架構(gòu)

2.2 設(shè)備技術(shù)指標(biāo)

（1）輸入電壓：交流220V±22V 50Hz 5A；

（2）輸出電壓：DC 27V±1V 3A；

（3）高度精度：0.5m；

（4）衰減值精度：不大于2dB。

2.3 環(huán)境適應(yīng)性要求

工作溫度：0～40℃；相對(duì)濕度：＜98%；氣壓：當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)卮髿鈮骸?/p>

2.4 其他要求

（1）測(cè)試儀應(yīng)有防差錯(cuò)設(shè)計(jì)，所以，元器件、連接器都應(yīng)有標(biāo)號(hào)；

（2）具有過壓、過流保護(hù)功能，以免損壞設(shè)備本身及產(chǎn)品；

（3）高頻電纜、低頻電纜按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)制作，并有相應(yīng)的標(biāo)記，高、低頻電纜屏蔽按國軍標(biāo)執(zhí)行。

2.5 硬件設(shè)計(jì)

根據(jù)無線電高度表測(cè)試儀總體設(shè)計(jì)需求，測(cè)試儀的硬件主要由機(jī)箱、電壓/電流顯示模塊、電源模塊、微處理器控制模塊、距離模擬高度模塊、并行高度處理模塊、離散量產(chǎn)生/顯示模塊、射頻模塊、1553B總線控制/高度顯示模塊、RS422通信接口模塊組成。

2.5.1 電源模塊

電源模塊產(chǎn)生測(cè)試儀、被測(cè)產(chǎn)品所需要的各種電壓；電源模塊設(shè)計(jì)過壓、過流保護(hù)功能。

2.5.2 電壓/電流顯示模塊

顯示測(cè)試儀輸入、輸出電壓、測(cè)試儀總消耗電流；顯示被測(cè)產(chǎn)品供電電壓、被測(cè)產(chǎn)品總消耗電流、被測(cè)產(chǎn)品內(nèi)部主要供電電壓。

2.5.3 射頻模塊

采用故障微波延遲，模擬飛機(jī)產(chǎn)生三個(gè)固定高度；通過手動(dòng)高度選擇實(shí)現(xiàn)三個(gè)固定高度自由切換；通過射頻固定衰減與可變衰減相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)不同高度射頻信號(hào)幅度控制，實(shí)現(xiàn)三種固定高度靜態(tài)下性能測(cè)試。

2.5.4 距離模擬高度模塊

距離模擬高度模塊通過手動(dòng)方式調(diào)節(jié)，產(chǎn)生連續(xù)變化的視頻模擬高度信號(hào)，實(shí)現(xiàn)高度表在測(cè)高范圍內(nèi)性能測(cè)試。另外，模擬飛機(jī)飛行狀態(tài)產(chǎn)生兩種固定飛行速度，實(shí)現(xiàn)飛行狀態(tài)下性能檢測(cè)。

2.5.5 微處理器、并行高度處理模塊

接收被測(cè)產(chǎn)品的并行數(shù)據(jù)，分別通過單片機(jī)控制處理，高度顯示電路顯示被測(cè)產(chǎn)品當(dāng)前高度；被測(cè)產(chǎn)品輸出的RS422數(shù)據(jù)，通過RS422轉(zhuǎn)TTL電平轉(zhuǎn)換，送單片機(jī)處理，根據(jù)RS422數(shù)據(jù)顯示被測(cè)產(chǎn)品當(dāng)前高度。

2.5.6 離散量產(chǎn)生/顯示模塊

產(chǎn)生被測(cè)產(chǎn)品工作時(shí)需要的狀態(tài)轉(zhuǎn)換、發(fā)射控制、自檢控制等離散信號(hào)，并將被測(cè)產(chǎn)品各種狀態(tài)輸出離散信號(hào)在面板上進(jìn)行顯示。

2.5.7 RS422通信接口模塊

接收被測(cè)產(chǎn)品產(chǎn)生的RS422數(shù)據(jù)，將RS422數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為TTL電平，送單片機(jī)處理。

2.5.8 1553B總線控制/顯示模塊

通過1553B總線控制，形成測(cè)試儀與被測(cè)產(chǎn)品之間總線交互，測(cè)試儀模擬飛機(jī)實(shí)現(xiàn)1553B總線BC的功能，被測(cè)產(chǎn)品作為一個(gè)遠(yuǎn)程RT，BC下發(fā)控制信息給RT，RT接收控制信息執(zhí)行相應(yīng)操作，并將測(cè)試結(jié)果通過總線上傳給BC，BC顯示當(dāng)前高度信息、自檢信息等。

2.6 軟件設(shè)計(jì)

測(cè)試儀的軟件設(shè)計(jì)包括單片機(jī)軟件，基于工控機(jī)的1553B軟件。

2.6.1 單片機(jī)軟件

單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)思路：開機(jī)時(shí)，單片機(jī)先對(duì)I/O口、寄存器初始化，然后，設(shè)置串口寄存器和SPI寄存器；單片機(jī)I/O口收到信息后，轉(zhuǎn)換成SPI信息，通過單片機(jī)SPI總線發(fā)出。單片機(jī)接收串口信息和并口信息，單片機(jī)存儲(chǔ)有用信息，并傳送到顯示電路顯示。

2.6.2 基于工控機(jī)的1553B軟件

1553B軟件滿足無線電高度表總線接口測(cè)試要求，包括加電自檢、啟動(dòng)自檢、非法命令、環(huán)繞、取自檢、取高度。基于1553B板卡編程，利用VS開發(fā)平臺(tái)，進(jìn)行編程。

3 結(jié)語

本測(cè)試平臺(tái)能夠滿足無線電高度表產(chǎn)品性能測(cè)試，以此形成無線電高度表產(chǎn)品的測(cè)試能力和故障排查能力，保證無線電高度表的修理質(zhì)量，提升工廠飛機(jī)修理產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。