船用無線電標(biāo)校信標(biāo)機(jī)程控頻點(diǎn)切換的設(shè)計

摘" 要： 船用無線電標(biāo)校信標(biāo)機(jī)是指能夠為船載統(tǒng)一測控設(shè)備提供穩(wěn)定跟蹤信號的射頻信號發(fā)生器。一般安裝于探空氣球內(nèi)部或懸掛于無人機(jī)底部，經(jīng)過飛行至一定高度和距離后，船載統(tǒng)一測控設(shè)備對該信標(biāo)信號進(jìn)行跟蹤試驗。當(dāng)前船用無線電標(biāo)校信標(biāo)機(jī)在空中僅能工作在一個頻點(diǎn)，若需要對多個工作頻點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)校則需要重復(fù)釋放多個無線電信標(biāo)機(jī)。為解決此問題，設(shè)計一種標(biāo)校信標(biāo)機(jī)外圍變頻控制電路，將該電路連接至標(biāo)校信標(biāo)機(jī)即可完成釋放一個信標(biāo)機(jī)開展多頻點(diǎn)標(biāo)校的難題。該變頻電路以低功耗單片機(jī)STC89C52RC作為基本控制單元，結(jié)合DC?DC降壓模塊和電平轉(zhuǎn)換模塊，實現(xiàn)將多個預(yù)置工作頻點(diǎn)信息按預(yù)定幀格式定時發(fā)送至信標(biāo)機(jī)的功能。經(jīng)過十余次海上航天測量試驗的檢驗，結(jié)果表明程控變頻控制電路運(yùn)行穩(wěn)定、控制精度高，節(jié)省了標(biāo)校時間和經(jīng)費(fèi)預(yù)算。

關(guān)鍵詞： 航天測量船； 標(biāo)校； 信標(biāo)機(jī)； 程控； 變頻電路； 頻點(diǎn)切換； STC89C52RC

中圖分類號： TN92?34" """"""""""""""""""""""""""文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A"""""""""""""""""""""""" 文章編號： 1004?373X（2024）09?0029?06

0" 引" 言

航天測量船使用的無線電信標(biāo)機(jī)是指能夠為船載統(tǒng)一測控設(shè)備提供穩(wěn)定跟蹤信號的射頻信號發(fā)生器。通常將無線電信標(biāo)機(jī)安裝于探空氣球內(nèi)部或懸掛于無人機(jī)底部，經(jīng)過釋放后飛行至一定高度和距離后，無線電跟蹤系統(tǒng)對該信標(biāo)發(fā)出的單載波信號進(jìn)行跟蹤并進(jìn)行相關(guān)技術(shù)驗證[1?2]。它是船載統(tǒng)一測控設(shè)備在海上自主獲取精確的標(biāo)校數(shù)據(jù)的一條有效途徑，可以檢測雷達(dá)的光電偏差和設(shè)備動態(tài)跟蹤性能、空間定向靈敏度和交叉耦合等[3?5]。但是當(dāng)前無線電信標(biāo)機(jī)存在的缺陷是標(biāo)校信標(biāo)機(jī)在釋放前需要利用配套軟件對其進(jìn)行工作信息的修改，且只能固定在一個頻點(diǎn)，若需要對多個工作頻點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)校參數(shù)的錄取，就必須釋放多個攜帶信標(biāo)機(jī)的探空氣球或控制無人機(jī)從遠(yuǎn)距離返回，對信標(biāo)機(jī)工作頻點(diǎn)修改完畢后再復(fù)飛，造成信標(biāo)機(jī)、探空氣球和氦氣的浪費(fèi)，增加了無人機(jī)多次海上起飛和回收的風(fēng)險，對實際工作需要帶來了較大的困難。

為了解決上述問題，本文設(shè)計了一種無線電標(biāo)校信標(biāo)機(jī)外圍變頻控制電路，該變頻電路以低功耗單片機(jī)為核心，能夠?qū)㈩A(yù)置工作頻點(diǎn)信息按預(yù)定幀格式定時發(fā)送至標(biāo)校信標(biāo)機(jī)工作電路，達(dá)到釋放一個信標(biāo)機(jī)完成多頻點(diǎn)標(biāo)校的目的。

1" 標(biāo)校信標(biāo)機(jī)

標(biāo)校信標(biāo)機(jī)通常需要搭載浮空器具進(jìn)行工作，在進(jìn)行信標(biāo)機(jī)設(shè)計時則需要考慮重量及體積等限制因素。標(biāo)校信標(biāo)機(jī)的設(shè)計原理框圖如圖1所示。一般標(biāo)校信標(biāo)機(jī)僅需工作2 h左右，為保證信標(biāo)機(jī)短期頻率穩(wěn)定度，通常采用有源晶振作為系統(tǒng)工作的參考源。單片機(jī)選用PIC16F648A?1/SO，利用其串口功能特點(diǎn)，方便實現(xiàn)上位機(jī)的控制。其工作原理為單片機(jī)通過接收RS 232通道的控制信息或讀取片內(nèi)寄存器對應(yīng)地址的存儲內(nèi)容，然后對電路后端的鎖相環(huán)路器件進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，經(jīng)過與晶振輸出的參考信號進(jìn)行比對并輸出誤差信號，利用誤差信號逐步調(diào)整晶振環(huán)路輸出的射頻信號，使射頻信號逐步達(dá)到精度要求。射頻信號經(jīng)過濾波放大后通過天線輻射輸出，同時耦合出一路信號反饋至鎖相環(huán)內(nèi)部，形成控制閉環(huán)。

標(biāo)校信標(biāo)機(jī)可以根據(jù)任務(wù)實際提前配置工作頻點(diǎn)。其數(shù)據(jù)接口采用RS 232串行接口，因僅接收上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，因此只需一根數(shù)據(jù)連線和一根地線即可完成數(shù)字信號的單工接收，僅依靠檢測起始位來實現(xiàn)發(fā)送與接收方的時鐘自同步。上位機(jī)配套軟件的功能是對用戶輸入的頻點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換并通過RS 232口發(fā)出，信標(biāo)機(jī)釋放后頻點(diǎn)無法更改。

2" 系統(tǒng)設(shè)計

本次設(shè)計是在標(biāo)校信標(biāo)機(jī)工作電路的基礎(chǔ)上增加變頻控制電路，使其脫離上位機(jī)的頻點(diǎn)控制，具備程控變頻功能?；舅悸肥菍⑿枰O(shè)置的工作頻點(diǎn)按順序預(yù)存在單片機(jī)程序存儲器中，啟動定時器后，按照設(shè)置的時間間隔以規(guī)定的波特率逐位地發(fā)送至信標(biāo)機(jī)工作電路，完成信標(biāo)機(jī)工作頻點(diǎn)切換。信息傳輸期間需要進(jìn)行串行數(shù)據(jù)格式和電平轉(zhuǎn)換，確保信標(biāo)機(jī)能夠準(zhǔn)確收到數(shù)據(jù)。總體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

變頻控制電路主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)、電平轉(zhuǎn)換模塊及DC?DC轉(zhuǎn)換模塊組成。單片機(jī)最小系統(tǒng)負(fù)責(zé)對工作頻點(diǎn)、波特率的數(shù)據(jù)存儲和串口數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置，并按照一定的命令幀格式發(fā)送至電平轉(zhuǎn)換模塊，MAX232電平轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行單片機(jī)TTL電平與信標(biāo)機(jī)RS 232電平的轉(zhuǎn)換，然后發(fā)送至信標(biāo)機(jī)工作電路。DC?DC降壓模塊負(fù)責(zé)將信標(biāo)機(jī)工作的+9 V電壓變換為單片機(jī)及電平轉(zhuǎn)換模塊工作所需的+5 V電壓，使外圍控制電路與信標(biāo)機(jī)工作電路供電同源，同時減小外圍控制電路體積和重量。

2.1" 硬件設(shè)計

2.1.1" 單片機(jī)最小系統(tǒng)

單片機(jī)最小系統(tǒng)是整個控制電路的核心部件，包含電源電路、復(fù)位電路和時鐘電路，所有的命令存儲在程序存儲器中，考慮程序的容量及國產(chǎn)芯片自主可控，系統(tǒng)采用宏晶科技公司STC89C52RC單片機(jī)。該單片機(jī)是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程FLASH存儲器，能夠滿足程控頻點(diǎn)切換的設(shè)計[6]。

2.1.2" DC?DC降壓模塊

DC?DC降壓模塊是一種進(jìn)行輸入輸出電壓轉(zhuǎn)換的能量交換電路，它將直流電池組的輸入電壓轉(zhuǎn)化為輸出端的另一個直流電壓，轉(zhuǎn)換過程無交流諧波分量，能夠?qū)崿F(xiàn)降噪穩(wěn)壓和電壓變換，具有輸出阻抗低、轉(zhuǎn)換效率高、安裝尺寸小等優(yōu)點(diǎn)。降壓模塊表面由集成電路與微型電子元器件組裝而成，便于系統(tǒng)集成開發(fā)。信標(biāo)機(jī)連續(xù)工作需要配備9 V干電池作為直流電源，而單片機(jī)最小系統(tǒng)和MAX232電平轉(zhuǎn)換模塊采用5 V供電，由于各個器件的工作電壓不同，所以需要進(jìn)行DC?DC電壓轉(zhuǎn)換才能使各個器件正常工作。

2.1.3" 電平轉(zhuǎn)換電路

信標(biāo)機(jī)數(shù)據(jù)傳輸串口與單片機(jī)最小系統(tǒng)的驅(qū)動電壓采用不同的邏輯電平，在使用時必須按規(guī)定進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，否則單片機(jī)與標(biāo)校機(jī)就無法進(jìn)行正常通信，甚至有可能因為電壓過高而損壞單片機(jī)[7]。MAX232芯片是一種單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，借助外接0.1 μF的電容實現(xiàn)TTL電平與信標(biāo)機(jī)RS 232電平的轉(zhuǎn)化，芯片內(nèi)部含有一個電容性電壓發(fā)生器，在+5 V電源供電時，相當(dāng)于集成一個電荷泵提供EIA/TIA?232電平。因此，選擇MAX232電平轉(zhuǎn)換模塊作為變頻控制電路和信標(biāo)機(jī)工作電路的半雙工通信橋梁[8]，其硬件接口電路設(shè)計如圖3所示。圖中所示+5 V電壓由DC?DC降壓模塊提供，可以保證信標(biāo)機(jī)電源的一致性。

2.2" 軟件設(shè)計

2.2.1" 數(shù)據(jù)幀格式

單片機(jī)最小系統(tǒng)與標(biāo)校信標(biāo)機(jī)進(jìn)行通信時以一個字節(jié)為傳輸單位，最低有效位LSB先傳，最高有效位MSB后發(fā)。傳輸串口命令字節(jié)時優(yōu)先發(fā)送高位字節(jié)，然后發(fā)送低位字節(jié)。當(dāng)把串口波特率設(shè)置為9 600 b/s時，可計算出RS 232串口傳輸一個bit的時間間隔大約為104 μs，借助示波器可觀察到每個bit的傳輸周期。

程序編制時需要在Keil C51軟件開發(fā)系統(tǒng)的.c程序中編幀為雙方約定好的標(biāo)校信標(biāo)機(jī)能識別的幀格式，然后將編譯調(diào)試后生成的HEX文件下載存儲在單片機(jī)ROM程序中[9?12]。頻率[F0]值為各數(shù)位的十六進(jìn)制數(shù)，由8 B組成，以A5H為幀頭，AAH為幀尾。例如頻率設(shè)置為xx34.56 MHz，串口數(shù)據(jù)位（8 B）應(yīng)為：A5H 0xH 0xH 03H 04H 05H 06H AAH。數(shù)據(jù)幀格式共9 B，其中末位字節(jié)為程序中判斷結(jié)束標(biāo)志字節(jié)。數(shù)據(jù)幀格式如表1所示。

2.2.2" 串口及定時器初值的設(shè)置

STC89C52RC單片機(jī)異步串行通信只使用方式1、方式2、方式3。當(dāng)為方式1工作時，串口控制寄存器中的SM0、SM1兩位分別為0、1，串口被控制為波特率可變的8位異步串行通信接口。該接口是異步全雙工串行通信協(xié)議，由接收和發(fā)送兩根數(shù)據(jù)線組成，由于缺少參考時鐘信號，信息傳送的收發(fā)端必須約定串口波特率、數(shù)據(jù)位寬等配置參數(shù)，確保雙方以相同的速率和數(shù)據(jù)寬度進(jìn)行通信，避免數(shù)據(jù)丟包。串口收發(fā)一幀信息為10位，分別為1位起始位、8位數(shù)據(jù)位和1位停止位。這與標(biāo)校信標(biāo)機(jī)工作電路的傳輸協(xié)議相同，為使單片機(jī)能夠與標(biāo)校信標(biāo)機(jī)正常通信，選用單片機(jī)串行口方式1，波特率設(shè)置為9 600 b/s。另外，為了保證單片機(jī)工作性能的穩(wěn)定，設(shè)計中采用11.059 2 MHz的晶振頻率[fosc]為單片機(jī)定時、計數(shù)提供基準(zhǔn)。

為了保證外圍變頻控制電路能夠定時精準(zhǔn)發(fā)送控制信息，在單片機(jī)中采用計數(shù)器對時鐘脈沖進(jìn)行計數(shù)，然后再通過累計方式進(jìn)行計時。單片機(jī)中的T/C0和T/C1計數(shù)器由兩個8位的RAM單元組成，最大計數(shù)量達(dá)到216。

T/C0工作在方式1，作為16位定時器，其定時時間[T]和所裝入的初值[X]之間的關(guān)系為：

[T=216-X×12fosc]""" （1）

式中[fosc]為晶振頻率。若將T/C0定時為60 ms，則T/C0的初值為：

[X=216-0.06×11.059 2×10612=65 536-55 296]" （2）

當(dāng)定時器發(fā)生數(shù)據(jù)溢出，則需要重新裝載常數(shù)并啟動操作，否則無法循環(huán)計數(shù)。

T/C1工作在方式2，其中兩個8位的RAM單元作為高字節(jié)TH1常數(shù)寄存器和低字節(jié)TL1常數(shù)寄存器，此時16位計數(shù)器形成一個可以自動重新裝載常數(shù)的8位計數(shù)器，當(dāng)?shù)妥止?jié)TL1常數(shù)寄存器加滿溢出時，能把高字節(jié)TH1寄存器中的數(shù)值自動重新裝載到低字節(jié)寄存器中，無需單片機(jī)干預(yù)即可不斷循環(huán)往復(fù)，可以省去指令中重新裝載常數(shù)的語句。其定時時間[T]和所裝入的常數(shù)[X]之間的關(guān)系為：

[T=28-X×12fosc]""" （3）

單片機(jī)程序初始化時給高字節(jié)TH1和低字節(jié)TL1常數(shù)寄存器裝入相同的數(shù)值。每秒鐘溢出的次數(shù)作為串行通信中的波特率發(fā)生器。單片機(jī)串口采用方式1，當(dāng)波特率選擇位SMOD=0時，根據(jù)已知的波特率BR和晶振頻率[fosc]，計算T/C1定時器初值如下：

[X=28-2SMOD×fosc32×12×BR=FDH" ] （4）

2.2.3" 軟件程序設(shè)計流程

軟件程序由主函數(shù)、定時中斷函數(shù)、串口發(fā)送函數(shù)等部分組成。軟件程序設(shè)計流程如圖4所示。

主函數(shù)是對STC89C52RC單片機(jī)串口及高字節(jié)TH1和低字節(jié)TL1常數(shù)寄存器等進(jìn)行初始化預(yù)置，保證單片機(jī)各引腳能夠以正常工作時序進(jìn)行電壓脈變。另一個重要功能就是對相關(guān)中斷函數(shù)和串口發(fā)送函數(shù)的調(diào)用，單片機(jī)啟動后開始計時并檢測到有中斷后，調(diào)用串口發(fā)送函數(shù)從而實現(xiàn)相應(yīng)的功能。

定時計數(shù)是采用單片機(jī)最小系統(tǒng)板上的集成晶振和定時器作為設(shè)計中的振蕩器和定時器，其中定時器1產(chǎn)生所需的波特率，定時器0作為定時器。利用T/C0的預(yù)裝初值產(chǎn)生數(shù)據(jù)溢出進(jìn)行循環(huán)計數(shù)。數(shù)據(jù)溢出間隔為60 ms，即每60 ms向CPU發(fā)送一次中斷請求，CPU響應(yīng)請求后開始執(zhí)行中斷函數(shù)，將預(yù)先定義的時間變量[t]進(jìn)行數(shù)值自減。當(dāng)預(yù)定義時間變量[t]設(shè)置為1 000時，則表示計時1 min。為了使變頻控制電路按預(yù)定時間間隔發(fā)出信標(biāo)機(jī)工作所需的頻點(diǎn)，則需要給時間變量[t]賦予不同數(shù)值。圖4中，信標(biāo)機(jī)外圍變頻控制電路在加電開始給信標(biāo)機(jī)發(fā)送[f0]頻點(diǎn)，將時間變量[t]設(shè)置為[t0]時長。在[f0]頻點(diǎn)工作[t0]時長后再切換為[f1]頻點(diǎn)工作，工作[t1]時長后再切換為[f2]頻點(diǎn)工作，依次類推，可以設(shè)置[fn]個頻點(diǎn)進(jìn)行工作，若全部頻點(diǎn)工作完畢后，則重新進(jìn)行循環(huán)工作。

當(dāng)預(yù)定時間到達(dá)后單片機(jī)產(chǎn)生定時中斷，定時器停止計數(shù)，標(biāo)志變量flag1設(shè)置為1，然后主函數(shù)開始調(diào)用串口發(fā)送函數(shù)依次發(fā)送預(yù)定頻點(diǎn)。預(yù)定工作頻點(diǎn)按照十六進(jìn)制數(shù)據(jù)幀格式存入字符數(shù)組中。串口發(fā)送函數(shù)執(zhí)行循環(huán)操作，每次發(fā)送一個數(shù)據(jù)字節(jié)，CPU執(zhí)行一條數(shù)據(jù)寫入發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器（SBUF）的指令，該字節(jié)寫入SBUF后，單片機(jī)立即啟動串口發(fā)送器，將該字節(jié)進(jìn)行處理后從串行數(shù)據(jù)發(fā)送端P3.1引腳發(fā)送出去，同時SCON寄存器的中斷標(biāo)志位TI置1。利用命令清除該中斷標(biāo)志位，使TI置0，然后串口發(fā)送函數(shù)繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)操作。重復(fù)上述步驟，直到把該頻點(diǎn)所有數(shù)據(jù)字節(jié)發(fā)送完畢。數(shù)據(jù)字節(jié)發(fā)送時序如圖5所示。

3" 測試應(yīng)用

3.1" 數(shù)據(jù)波形測試

單片機(jī)軟件開發(fā)時首先在Keil C51集成開發(fā)環(huán)境中按照結(jié)構(gòu)化編程模式編寫好“*.c”程序文件，然后進(jìn)行編譯、調(diào)試，系統(tǒng)無告警信息并通過后就會生成“*.hex”的格式文件，最后連接燒寫硬件，運(yùn)行STC?ISP軟件、加載“*.hex”文件，將其燒寫到單片機(jī)中。

根據(jù)信標(biāo)機(jī)數(shù)據(jù)幀格式，在單片機(jī)“*.c”文件中設(shè)置串口發(fā)送的十六進(jìn)制數(shù)據(jù)為“A5 0x 0x 0x 05 06 06 AA AB”，設(shè)置波特率為9 600 b/s，從單片機(jī)的P3.1引腳（TXD）發(fā)出的數(shù)據(jù)，通過示波器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，測得波形為TTL電平，即高電平是+4.97 V，低電平是10 mV，[ΔY]為4.96 V，這種是以高低電平表示邏輯狀態(tài)。TTL電平在不傳輸數(shù)據(jù)時電平為高，電壓近似為+5 V，靠拉低電平判斷起始位。

串口數(shù)據(jù)經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換芯片后，從接頭的第2個引腳發(fā)出，通過示波器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，測得波形為RS 232電平，即高電平是-8.75 V，低電平是+8.93 V，[ΔY]為17.68 V，是以電壓相反定義邏輯狀態(tài)。

該電平在不傳輸數(shù)據(jù)時電平為高，即始終為1，電壓取值范圍為-15～-3 V，靠電壓翻轉(zhuǎn)判斷起始位。其中圖6為單片機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)波形，圖7為經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通信波形圖。

以上兩者波形之間采用的電平不同，波形數(shù)據(jù)的電壓幅值不同，經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換后即滿足標(biāo)校信標(biāo)球的數(shù)據(jù)接收電平格式，但其邏輯狀態(tài)未發(fā)生改變，保證數(shù)據(jù)內(nèi)容不變。對于第一個字節(jié)數(shù)據(jù)“0101001011”，根據(jù)UART通信協(xié)議，第一個0是起始位，最后一個1是停止位，中間八位數(shù)據(jù)是A5，以此類推，可以對圖6中的數(shù)據(jù)波形解析，如圖8所示。

由圖8可知，解析出的數(shù)據(jù)與實際單片機(jī)發(fā)出的十六進(jìn)制數(shù)據(jù)一致。

3.2" 效果應(yīng)用

根據(jù)需要連接變頻控制電路與標(biāo)校信標(biāo)機(jī)，將信標(biāo)機(jī)的一端天線輸出口連接至頻譜分析儀，為便于觀察頻譜分析儀頻點(diǎn)切換情況，將頻譜分析儀設(shè)置為“MAX HOLD”模式，測試對工作頻點(diǎn)的定時切換控制。程序中預(yù)設(shè)切換三個工作頻點(diǎn)，頻譜分析儀觀察到按時切換為三個頻點(diǎn)，且不同頻點(diǎn)信號幅度基本相同，程控變頻功能得以實現(xiàn)，其工作頻點(diǎn)精度取決于無線電信標(biāo)機(jī)工作電路。

經(jīng)過低溫和振動測試，工作正常。其實物連接如圖9所示，其測試頻譜如圖10所示。

4" 結(jié)" 論

本文設(shè)計了一種基于STC89C52RC單片機(jī)的低功耗無線電標(biāo)校信標(biāo)機(jī)的變頻控制電路，能夠按照標(biāo)校工作需要實現(xiàn)多個工作頻點(diǎn)的定時切換控制，適應(yīng)船載無線電雷達(dá)系統(tǒng)的多個工作頻段，外掛簡單可靠、工作時間長，可實現(xiàn)標(biāo)校氣球或無人機(jī)作為運(yùn)載工具，在多次海上航天測量試驗的標(biāo)校工作中得到了較好的應(yīng)用。

注：本文通訊作者為何謙。

參考文獻(xiàn)

[1] 鐘東，王慧泉，金仲和.基于雙頻GPS的微小型標(biāo)校用信標(biāo)球[J].傳感器與微系統(tǒng)，2015，34（7）：82?84.

[2] 葉君好，周立新，蔣勇，等.基于安卓平臺的遠(yuǎn)控S頻段信標(biāo)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].無線電工程，2020，50（3）：171?175.

[3] 李輝芬，朱偉康，李紅艷，等.基于非規(guī)律變化信標(biāo)球數(shù)據(jù)的精度檢驗新方法[J].電訊技術(shù)，2012，52（8）：1269?1274.

[4] 梁盛，潘高峰，薛軍，等.X頻段信標(biāo)機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電訊技術(shù)，2017，57（9）：1088?1091.

[5] 程榮濤，蔡龍飛.基于差分GPS與雷達(dá)信標(biāo)機(jī)的艦載雷達(dá)校準(zhǔn)技術(shù)[J].艦船電子工程，2021，41（3）：76?79.

[6] 羅潛，廖文浩，柳暢.基于STC89C52RC單片機(jī)的車內(nèi)溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)[J].儀器儀表用戶，2021，28（9）：34?37.

[7] 何謙，吳有杏，李仁龍.擴(kuò)頻多目標(biāo)信號動態(tài)模擬系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機(jī)測量與控制，2014，22（6）：1908?1911.

[8] 陸慶志，聶雄.基于ENC28J60的串口服務(wù)器設(shè)計[J].儀表技術(shù)，2021（4）：23?26.

[9] 吳志宏，翟成瑞，王紅亮.基于單片機(jī)的信標(biāo)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計[J].電視技術(shù)，2013，37（15）：44?47.

[10] 王嘉鑫.一種適用于水上漂浮目標(biāo)的北斗信標(biāo)機(jī)[J].艦船科學(xué)技術(shù)，2014，36（2）：108?111.

[11] 王利斌，杜文略，張會新，等.基于MSP430單片機(jī)的無線信標(biāo)機(jī)設(shè)計[J].電子器件，2018，41（4）：1061?1065.

[12] 于皓博，單彥虎，任勇峰，等.基于GPS和北斗的高可靠性信標(biāo)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2018，44（7）：94?97.

[13] 周發(fā)助，楊杰，高濤.磁浮列車無源信標(biāo)定位磁極標(biāo)識技術(shù)機(jī)理研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2021，44（3）：130?133.

Design of program controlled frequency point switching for marine

radio calibration beacon

HE Qian， YAN Nan， YAN Shuai

（China Satellite Maritime Tracking and Controlling Department， Jiangyin 214431， China）

Abstract： The marine radio calibration beacon refers to a radio frequency signal generator that can provide stable tracking signals for shipborne unified measurement and control equipment. It is generally installed inside sounding balloons or suspended at the bottom of drones. After flying to a certain height and distance， the shipborne unified measurement and control equipment conducts tracking tests on the beacon signal. The present marine radio beacons can only operate at one frequency point in the air. If multiple operating frequency points need to be calibrated， the multiple radio beacons need to be released repeatedly. Therefore， a peripheral frequency conversion control circuit for the calibration beacon has been designed. By connecting this circuit to the calibration beacon， releasing one beacon for multi frequency calibration can be fulfilled. In the frequency conversion circuit， a low power SCM STC89C52RC is used as the basic control unit， which achieves the function of sending multiple preset working frequency point information to the beacon in a predetermined frame format at a fixed time by combining a DC?DC voltage reduction module and a level conversion module. After more than ten maritime and aerospace measurement tests， the results show that the program controlled frequency conversion control circuit can operate stably and has high control accuracy， and it can save calibration time and budget.

Keywords： space TTamp;C ship; calibration; beacon; program control; conversion circuit; frequency point switching; STC89C52RC

DOI：10.16652/j.issn.1004?373x.2024.09.006

引用格式：何謙，燕楠，燕帥.船用無線電標(biāo)校信標(biāo)機(jī)程控頻點(diǎn)切換的設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2024，47（9）：29?34.

收稿日期：2023?07?19"""""""""" 修回日期：2023?08?21

何" 謙，等：船用無線電標(biāo)校信標(biāo)機(jī)程控頻點(diǎn)切換的設(shè)計

何" 謙，等：船用無線電標(biāo)校信標(biāo)機(jī)程控頻點(diǎn)切換的設(shè)計

作者簡介：何" 謙（1978—），男，陜西合陽人，高級工程師，主要研究方向為海上航天測控技術(shù)。