微波著陸系統(tǒng)信號(hào)的產(chǎn)生與應(yīng)用分析

摘 要：本文介紹了微波著陸系統(tǒng)的設(shè)備組成以及幾種信號(hào)格式，簡(jiǎn)述了基本信號(hào)格式和序列信號(hào)格式兩種信號(hào)格式的所產(chǎn)生過(guò)程，并提供了一種莫爾斯碼信號(hào)應(yīng)用的具體應(yīng)用例。

關(guān)鍵詞：基本信號(hào)；序列信號(hào)；莫爾斯碼功能；數(shù)據(jù)處理模塊

1 前言

微波著陸系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱，MLS）是一種精密的引導(dǎo)飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)、著陸和滑行的系統(tǒng)，它使用的頻率波段范圍為5031MHz-5091MHz?；谙喙舱裉炀€實(shí)現(xiàn)20000度/秒的掃描速率，通過(guò)飛機(jī)接收到的往掃和反掃的時(shí)間間隔Δt來(lái)完成飛機(jī)方位角、仰角及距離的測(cè)量，為飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)著陸提供多種引導(dǎo)信息，如進(jìn)場(chǎng)引導(dǎo)信息、拉平信息和復(fù)飛信息等。確保安全進(jìn)場(chǎng)著陸依賴于微波著陸系統(tǒng)信號(hào)的正確實(shí)現(xiàn)。

2 微波著陸系統(tǒng)組成及信號(hào)格式

1、設(shè)備組成

方位制導(dǎo)設(shè)備、仰角制導(dǎo)設(shè)備、拉平制導(dǎo)設(shè)備、反方位制導(dǎo)設(shè)備、精密測(cè)距儀以及基本數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)是構(gòu)成微波著陸系統(tǒng)的重要組成部分。

（1）方位引導(dǎo)裝置通常與精密測(cè)距儀一起使用，安裝在跑道中心延伸部分外300米處。定向引導(dǎo)裝置的結(jié)構(gòu)主要包括發(fā)射器，檢測(cè)器，不間斷電源，天線，本地控制器，便攜式測(cè)試接收器和原位檢測(cè)控制裝置。

（2）仰角制導(dǎo)設(shè)備一般安裝在距離數(shù)據(jù)點(diǎn)衡偏130-180米區(qū)域內(nèi)，仰角制導(dǎo)器不僅可以為進(jìn)場(chǎng)著陸的飛機(jī)提供對(duì)于下滑到的垂直引導(dǎo)信息，但是，與儀表著陸滑行相比，它可以將提供給飛行員的滑動(dòng)角度范圍擴(kuò)展到15度。駕駛員可以控制飛行器在由高度引導(dǎo)裝置提供的滑移角覆蓋范圍內(nèi)的任何滑行路徑上被精確地引導(dǎo)。

（3）水準(zhǔn)引導(dǎo)裝置的主要功能是確保飛機(jī)成功完成從運(yùn)行到水平到主輪接地的著陸過(guò)程。拉平制導(dǎo)臺(tái)的功能是提供進(jìn)場(chǎng)飛機(jī)在拉平階段時(shí)具體地面的高度數(shù)據(jù)。拉平制導(dǎo)通常安裝在接近進(jìn)場(chǎng)飛機(jī)著陸點(diǎn)跑道的一側(cè)。

（4）除了反向引導(dǎo)裝置的安裝位置在跑道入口處的中心延長(zhǎng)線側(cè)之外，反向引導(dǎo)裝置和定向引導(dǎo)裝置以相同的原理工作。該功能是扭轉(zhuǎn)飛機(jī)起飛，繞行或離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)的指導(dǎo)。

（5）精確測(cè)距通常與定向引導(dǎo)裝置一起使用，并且通常安裝在跑道終端的中心延長(zhǎng)線上它的作用是為每一架進(jìn)場(chǎng)飛機(jī)提供相對(duì)于設(shè)備天線設(shè)備的距離數(shù)據(jù)，保障飛機(jī)在全自動(dòng)進(jìn)場(chǎng)和著陸過(guò)程中能夠按照設(shè)計(jì)軌跡進(jìn)場(chǎng)、著陸和滑跑。

（6）微波著陸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可以為飛機(jī)提供進(jìn)場(chǎng)、著陸和滑行的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)可以分為基本數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)?；緮?shù)據(jù)包括地面設(shè)備識(shí)別、低可用下滑道、微波著陸系統(tǒng)設(shè)備性能情況、信號(hào)覆蓋范圍以及所有頻道等。輔助數(shù)據(jù)主要包含地面設(shè)備的安裝情況、跑到情況、航空氣象數(shù)據(jù)和以及區(qū)域?qū)Ш椒矫娴臄?shù)據(jù)等。

2、信號(hào)格式

微波著陸系統(tǒng)的信號(hào)格式分為十二種數(shù)據(jù)字信號(hào)、五種角度制導(dǎo)信號(hào)，通過(guò)對(duì)上述十七種基本信號(hào)的發(fā)送方式進(jìn)行排列組合，又可以將信號(hào)格式分為四種序列對(duì)信號(hào)流和兩種全功能信號(hào)流。微波著陸系統(tǒng)的信號(hào)格式是基于時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)形成的。通過(guò)發(fā)送掃描信號(hào)和方位信號(hào)的數(shù)據(jù)字，仰角信號(hào)等，可以在相同的頻率上操作引導(dǎo)功能和數(shù)據(jù)傳輸功能。不同功能的信號(hào)發(fā)射順序和時(shí)段是可以調(diào)整的，可以做到抗同步干擾；可以基于飛機(jī)接近，著陸和滑行的實(shí)際條件來(lái)增加或減少信號(hào)格式，而不會(huì)影響接收器的正常操作。

3 微波著陸系統(tǒng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)

1、基本信號(hào)產(chǎn)生

十七種基本信號(hào)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是相同的，只是在不同功能的基本信號(hào)處理方式都有各自對(duì)應(yīng)的子模塊。負(fù)責(zé)調(diào)用本設(shè)計(jì)中各個(gè)模塊的頂層模塊從負(fù)責(zé)提供本設(shè)計(jì)所需所有參數(shù)信號(hào)的參數(shù)化模塊讀取所有需要的信號(hào)后將參數(shù)信號(hào)傳輸?shù)組LS模塊。MLS根據(jù)信號(hào)對(duì)信號(hào)的輸出模式進(jìn)行篩選，不同的信號(hào)數(shù)模模式選擇對(duì)應(yīng)的子模塊進(jìn)行處理，最后將處理后的波形信息反饋到頂層模塊中完成輸出。以方位信號(hào)為例，MLS調(diào)用的子模塊為mls-az-add模塊。

2、序列信號(hào)產(chǎn)生

四個(gè)序列信號(hào)的實(shí)現(xiàn)方式也基本相同，區(qū)別在于，四個(gè)序列信號(hào)由于包含的基本信號(hào)不同，導(dǎo)致其連接的基本信號(hào)子模塊也不一樣，本文以序列Ⅰ為例。該序列信號(hào)的基本信號(hào)包括了方位信號(hào)、反方位信號(hào)、拉平信號(hào)、仰角信號(hào)和基本數(shù)據(jù)字，六種信號(hào)實(shí)現(xiàn)了十種序列信號(hào)輸出形式，其使用的數(shù)據(jù)讀取的模塊為mls-xl-Ⅰ，其讀取數(shù)據(jù)的方式與方位信號(hào)模塊讀取方式相同。在進(jìn)行序列Ⅰ信號(hào)實(shí)現(xiàn)的流程中，首先通過(guò)基本信號(hào)模塊實(shí)現(xiàn)基本信號(hào)的輸出，再講輸出的基本信號(hào)通過(guò)mls-xl-Ⅰ模塊進(jìn)行處理的對(duì)應(yīng)的序列信號(hào)，最后將序列信號(hào)反饋啊到定測(cè)模塊中濟(jì)寧輸出，得到的最終輸出信號(hào)就為序列Ⅰ信號(hào)。由于序列信號(hào)在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生延遲，則需要在每次序列信號(hào)實(shí)現(xiàn)前進(jìn)行提前處理，以保證信號(hào)的不間斷性和精確性。例如信號(hào)的延時(shí)由一個(gè)單位時(shí)鐘，則順位序列信號(hào)處理時(shí)間應(yīng)該在上一個(gè)序列信號(hào)處理結(jié)束前的一個(gè)單位時(shí)鐘前開(kāi)始。

4 微波著陸系統(tǒng)信號(hào)應(yīng)用情況

摩爾斯電碼是一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通信代碼。實(shí)現(xiàn)摩爾斯電碼功能所需的模塊是摩爾斯電碼功能模塊和基本數(shù)據(jù)字6模塊，基本數(shù)據(jù)字6模塊主要提供接地設(shè)備的代碼。摩爾斯電碼功能模塊處理地面設(shè)備代碼。摩爾斯電碼模塊的時(shí)基信號(hào)由mls-seque模塊提供。在摩爾斯電碼模塊讀取數(shù)據(jù)之后，首先，基于c語(yǔ)言代碼建立使用十六進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式的文檔數(shù)據(jù)表，并且文檔數(shù)據(jù)表中的每個(gè)數(shù)據(jù)表示字母解碼。數(shù)據(jù)的高四位是編碼的點(diǎn)數(shù)（0/1），低八位表示相應(yīng)位數(shù)的點(diǎn)（0/1）。這樣可以迅速的獲取所需密碼的字母的編碼個(gè)數(shù)和點(diǎn)劃位置。設(shè)計(jì)“1”是摩爾斯電碼的開(kāi)頭，而“0”是摩爾斯電碼的末尾，解碼了基本數(shù)據(jù)字6模塊提供的地面設(shè)備識(shí)別碼。

5 結(jié)語(yǔ)

微波著陸系統(tǒng)的信號(hào)格式可以分為基本信號(hào)格式和序列信號(hào)格式，基本信號(hào)的形成基于不同的處理模塊實(shí)現(xiàn)。而序列信號(hào)則是根據(jù)不同的基本信號(hào)組成和排列方式以及對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)處理模塊實(shí)現(xiàn)。通過(guò)設(shè)計(jì)摩爾斯電碼功能模塊和基本數(shù)據(jù)字6模塊，可以實(shí)現(xiàn)微波著陸系統(tǒng)的莫爾斯碼信號(hào)輸出。

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作者簡(jiǎn)介：

王曉松（1990.08--）；性別：男，籍貫：天津，學(xué)歷：本科，畢業(yè)于天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院；現(xiàn)有職稱：助理工程師；研究方向：微波著陸系統(tǒng)；