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一种自动导航系统接口适配器研制

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:介绍了自动导航系统中多卜勒号航信号适配器和极坐标指示器导航信号适配器的设计,并给出了具体的硬件电路和相关软件流程。实现了导航计算机与多卜勒雷达、自动驾驶仪、真空速表和极坐标指示器的交连,解决了ARINC429总线信号、ARINC407同步器信号、脉冲信号与模拟信号的相互转换等技术难题。

    关键词:雷达 极坐标指示器 ARINC429总线 适配器

直升机自动导航系统与机上设备的交连关系如图1所示。它主要由多卜勒雷达、导航计算机、自动驾驶仪、真空速度计算机、极坐标指示器导航信号适配器和多卜勒导般信号适配器以及各种仪表、指示器构成。本文主要介绍多卜勒导航信号适配器和极坐标指示器导航信号适配器的设计。
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1 接口适配器的研制

1.1 多卜勒导航信号适配器

1.1.1 接口信号分析

多卜勒转达输出模拟和数字两种制式的导航信息。模拟信号相对于水平面,它包括雷达输出的速度信息(以直流电压形式提供给速度指示器、400Hz交流电压形式提供给自动驾驶仪)、导航信息(纵向和横向速度的交流模拟电压);数字信号是相对于机体坐标的纵向和横向速度的数字信号。由于数字信号的脉冲宽度和信号灵敏度不符合导航计算机的要求,又因为多卜勒雷达给出的模拟信号质量优于数字信号,因此,将多卜勒雷达输出的模拟信号进行交换,实现与导航计算机的脉冲数字接口相匹配。

1.1.2 适配器完成以下功能:

·将多卜勒雷达输出的以灵敏度为30mV/Kt的400Hz交流信号表示的飞机纵向(Vy)、横向(Vx)速度信号转换为以脉冲频率数表示的导航计算机的输入信号;
一种自动导航系统接口适配器研制
    ·将雷达输出的表示速度方向的离散信号转换为满足导航计算机需要的离散信号;

·将直升级真空速表输出的以交流模拟电压表示的真空速信号转换为以直流模拟电压表示的真空速信号送给导航计算机;

·将导航计算机输出的侧向控制信号和有效信号以及自动驾驶仪输出的巡航功能控制信号转换为自动导航的控制信号,实现自动驾驶仪的自动导航。

1.1.3 适配器设计

适配器主要由A/D转换电路、AD/DC转换电路、离散信号转换电路、状态控制电路和电源电路等组成。

A/D转换电路由低通滤波器、缓冲隔离、梯度控制、A/D转换、钳位隔离等部分组成,如图2(a)所示。该电路的输入信号为雷达输出的模拟信号,制式为400Hz交流,灵敏度为30mV/Kt;输出为0.8V的脉冲信号,频率灵敏度为35.7Hz/Kt(可调)。

AC/DC转换电路由低通滤波、缓冲隔离、AC/DC转换、梯度控制电路构成,如图2(b)所示。该电路的输入信号为真空速表的输出,信号制式为400Hz交流、灵敏度为90mV/Kt;输出为直流电压、灵敏度为75mV/Kt(可调)。
一种自动导航系统接口适配器研制
    离散信号转换电路由整形钳位、电平转换、反向器、缓冲器离电路组成,如图2(c)所示。该电路的输入信号为多卜勒雷达输出的代表速度方向(相对机体)的离散量,其输入高电平为+3.5V、低电平为+0.8V,输出高电平为+8V,低电平为+2V。

自动导航信号处理及控制电路包括信号控制电路和状态控制电路。信号控制电路由低通滤波、梯度控制、缓冲隔离电路等组成;而状态控制电路由电平钳位、逻辑控制、缓冲隔离及控制继电器等组成,如图2(d)所示。

上述所有功能电路,均经反复调试,优化设计,最后固化成模块。整个电路由六个模块组成,分别安装在两个印刷电路板上,如图3(a)和3(b)所示。
一种自动导航系统接口适配器研制
    图中RGX-1A、RGX-1B为多卜勒雷达纵向速度信号和横向速度信号的预处理电路,

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