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[摘 要]介绍了综合化航电系统的发展与特点，基于综合化设计方法与软件无线电设计原理，提出了微波着陆功能实现方案，验证了方案的可行性。
[关键词]综合化通信导航识别系统；微波着陆（MLS）；软件无线电。
中图分类号：TH294 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）32-0000-01
1 引言
飛机上航电系统综合设计技术是实现将通信、导航、识别系统综合，充分发挥各种机载电子设备效能，确保战斗机综合作战能力的根本保证，是目前航电系统的发展方向。
传统通信导航识别系统中的各个子功能以独立设备形式存在，各自完成特定功能，相互不能替代，造成设备过多，以及各个功能无扩展能力；而综合通信导航識别系统是采用模块化设计，将通信、导航、识别等功能进行了综合，由系统对软、硬件资源配置实现各项子功能的系统，与传统通信导航识别系统相比，在体积、重量、功耗和成本费用方面大大降低，而且在可靠性、维护性以及扩展性方面的性能大大提高。
微波着陆功能是综合化通信导航识别系统中的重要功能，是基于综合化系统架构按照软件无线电的原理实现，是飞机进近着陆的重要功能。
2 综合化系统中微波着陆功能实现方案
综合通信导航识别系统微波着陆功能存在于综合化系统的框架之下，其硬件及软件模块的功能划分满足系统的架构，根据系统架构，实现微波着陆功能需要的资源可分为硬件资源与软件资源。
2.1 硬件资源
实现微波着陆功能需要的硬件资源有微波着陆模块和信号处理模块。
微波着陆模块将实现微波着陆射频信号的变频、滤波等处理以及经ADC处理得到微波着陆数字化中频信号；信号处理模块为是综合化系统的核心，可用于功能的重构，也是软件的运行载体，将实现中频数字信号处理功能。
2.2 软件资源
实现微波着陆功能需要的软件资源有FPGA软件和DSP软件。
FPGA软件将实现微波着陆数字化中频信号的解调和扫描脉冲时差处理；DSP软件将实现FPGA解算数据的后处理以及对外接口的交互。
3 微波着陆功能设计
在综合化系统中，微波着陆功能应实现传统微波着陆设备的全部功能，其指标不低于传统微波着陆设备的相应指标要求，按照功能划分，微波着陆功能可分为接收通道、接口控制和信号处理三部分。
3.1 接收通道
接收通道主要实现信号的变频，具体设计如下：
射频信号由机上天线进入接收通道，信号经带通滤波后，与第一本振信号进行混频，产生第一中频信号。
第一中频信号经滤波、放大后，馈入第二混频器与第二本振信号混频、滤波，输出第二中频信号，然后经AGC电路进行控制，由滤波器滤除模拟中频带外无用信号后输出至接口控制电路的A/D转换器，A/D转换器将第二中频信号采样为数字中频信号，经接口并/串转换由串行LVDS数据总线输出。
基准时钟由系统统一提供的100MHz时钟，经放大、功分获得。
第一本振采用PLL技术，从外部总线获得微波着陆的工作波道，接口电路通过数据/时钟/使能三条内部离散线提供给PLL，获得对应工作波道的第一本振信号。
第二本振为点频源，产生固定频率的本振信号。
3.2 接口控制
接口控制部分实现接收通道电路工作状态的实时控制，并通过总线接收和发送信息等，具体设计如下：
1）通过总线接收系统下发指令并对接收数据具有校验能力；
2）通过总线回传模块状态信息；
3）根据接收指令产生模块自身的控制信号，实现对模块内部各单元的实时控制；
4）对接收通道提供的模拟中频信号的A/D采样；
5）将A/D采样数据通过并串转换芯片传输至信号处理模块。
3.3 信号处理
根据微波着陆信号的特点，信号处理部分主要实现信号的解调，具体设计如下：
将微波着陆接收通道产生的模拟中频信号数字化处理后由FPGA软件分2路进行处理，一路进行DPSK解调处理，解算出数据字信息；另一路进行视频信号的处理，解算出相应功能的扫描脉冲对之间的时间差；根据扫描脉冲建立AGC控制信号。
FPGA软件将解算数据送入DSP，DSP程序完成时差数据到角度数据的转换，以及通过总线输出角度偏差数据至综合化系统。
4 工作流程
与独立微波着陆机载设备的工作流程相比，综合化系统中微波着陆功能工作流程相对复杂，主要体现在自检与功能配置两方面。
自检是系统功能配置的基础，系统上电后，通过对模块自检，得到微波着陆模块的状态，如果微波着陆模块正常，则按默认配置方案进行微波着陆功能的配置，如果微波着陆模块故障，则通过模块上报信息判断故障原因；功能配置后进行微波着陆功能自检，如果功能自检成功，则转入微波着陆功能正常处理，如果不成功，对功能进行重构，即对资源重新分配。
5 验证
按照本设计方案完成了微波着陆功能硬件电路和软件的设计，通过设置微波着陆模拟器模拟飞机着陆过程进行功能验证，方位、仰角数据如图1、图2所示。
从测试数据可得，该设计方案可以实现综合化系统的微波着陆功能，并能满足系统所有设计要求。
6 结束语
本文采取的微波着陆功能实现方法是按照综合化方法及软件无线电原理，对构成微波着陆功能的软硬件构成资源进行分析与设计，规划功能工作流程，提出并验证了微波着陆功能实现方案，实现了微波着陆功能设备复杂程度减化，尺寸及重量减小，达到了小型化、数字化、通用化、模块化的目的。
参考文献
[1] 周其焕，魏雄志，崔红跃.微波着陆系统[M].现代飞行电子设备丛书，1990（5）.
[2] GJB5586-2006微波着陆系统机载接收机地面测试设备通用规范[S].2006-05-17
[3] 吴敏，常坤，李裕.基于功能分区的综合通信导航识别系统设计[J].航空电子技术，2013，44（2）：4-9.
[关键词]综合化通信导航识别系统；微波着陆（MLS）；软件无线电。
中图分类号：TH294 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）32-0000-01
1 引言
飛机上航电系统综合设计技术是实现将通信、导航、识别系统综合，充分发挥各种机载电子设备效能，确保战斗机综合作战能力的根本保证，是目前航电系统的发展方向。
传统通信导航识别系统中的各个子功能以独立设备形式存在，各自完成特定功能，相互不能替代，造成设备过多，以及各个功能无扩展能力；而综合通信导航識别系统是采用模块化设计，将通信、导航、识别等功能进行了综合，由系统对软、硬件资源配置实现各项子功能的系统，与传统通信导航识别系统相比，在体积、重量、功耗和成本费用方面大大降低，而且在可靠性、维护性以及扩展性方面的性能大大提高。
微波着陆功能是综合化通信导航识别系统中的重要功能，是基于综合化系统架构按照软件无线电的原理实现，是飞机进近着陆的重要功能。
2 综合化系统中微波着陆功能实现方案
综合通信导航识别系统微波着陆功能存在于综合化系统的框架之下，其硬件及软件模块的功能划分满足系统的架构，根据系统架构，实现微波着陆功能需要的资源可分为硬件资源与软件资源。
2.1 硬件资源
实现微波着陆功能需要的硬件资源有微波着陆模块和信号处理模块。
微波着陆模块将实现微波着陆射频信号的变频、滤波等处理以及经ADC处理得到微波着陆数字化中频信号；信号处理模块为是综合化系统的核心，可用于功能的重构，也是软件的运行载体，将实现中频数字信号处理功能。
2.2 软件资源
实现微波着陆功能需要的软件资源有FPGA软件和DSP软件。
FPGA软件将实现微波着陆数字化中频信号的解调和扫描脉冲时差处理；DSP软件将实现FPGA解算数据的后处理以及对外接口的交互。
3 微波着陆功能设计
在综合化系统中，微波着陆功能应实现传统微波着陆设备的全部功能，其指标不低于传统微波着陆设备的相应指标要求，按照功能划分，微波着陆功能可分为接收通道、接口控制和信号处理三部分。
3.1 接收通道
接收通道主要实现信号的变频，具体设计如下：
射频信号由机上天线进入接收通道，信号经带通滤波后，与第一本振信号进行混频，产生第一中频信号。
第一中频信号经滤波、放大后，馈入第二混频器与第二本振信号混频、滤波，输出第二中频信号，然后经AGC电路进行控制，由滤波器滤除模拟中频带外无用信号后输出至接口控制电路的A/D转换器，A/D转换器将第二中频信号采样为数字中频信号，经接口并/串转换由串行LVDS数据总线输出。
基准时钟由系统统一提供的100MHz时钟，经放大、功分获得。
第一本振采用PLL技术，从外部总线获得微波着陆的工作波道，接口电路通过数据/时钟/使能三条内部离散线提供给PLL，获得对应工作波道的第一本振信号。
第二本振为点频源，产生固定频率的本振信号。
3.2 接口控制
接口控制部分实现接收通道电路工作状态的实时控制，并通过总线接收和发送信息等，具体设计如下：
1）通过总线接收系统下发指令并对接收数据具有校验能力；
2）通过总线回传模块状态信息；
3）根据接收指令产生模块自身的控制信号，实现对模块内部各单元的实时控制；
4）对接收通道提供的模拟中频信号的A/D采样；
5）将A/D采样数据通过并串转换芯片传输至信号处理模块。
3.3 信号处理
根据微波着陆信号的特点，信号处理部分主要实现信号的解调，具体设计如下：
将微波着陆接收通道产生的模拟中频信号数字化处理后由FPGA软件分2路进行处理，一路进行DPSK解调处理，解算出数据字信息；另一路进行视频信号的处理，解算出相应功能的扫描脉冲对之间的时间差；根据扫描脉冲建立AGC控制信号。
FPGA软件将解算数据送入DSP，DSP程序完成时差数据到角度数据的转换，以及通过总线输出角度偏差数据至综合化系统。
4 工作流程
与独立微波着陆机载设备的工作流程相比，综合化系统中微波着陆功能工作流程相对复杂，主要体现在自检与功能配置两方面。
自检是系统功能配置的基础，系统上电后，通过对模块自检，得到微波着陆模块的状态，如果微波着陆模块正常，则按默认配置方案进行微波着陆功能的配置，如果微波着陆模块故障，则通过模块上报信息判断故障原因；功能配置后进行微波着陆功能自检，如果功能自检成功，则转入微波着陆功能正常处理，如果不成功，对功能进行重构，即对资源重新分配。
5 验证
按照本设计方案完成了微波着陆功能硬件电路和软件的设计，通过设置微波着陆模拟器模拟飞机着陆过程进行功能验证，方位、仰角数据如图1、图2所示。
从测试数据可得，该设计方案可以实现综合化系统的微波着陆功能，并能满足系统所有设计要求。
6 结束语
本文采取的微波着陆功能实现方法是按照综合化方法及软件无线电原理，对构成微波着陆功能的软硬件构成资源进行分析与设计，规划功能工作流程，提出并验证了微波着陆功能实现方案，实现了微波着陆功能设备复杂程度减化，尺寸及重量减小，达到了小型化、数字化、通用化、模块化的目的。
参考文献
[1] 周其焕，魏雄志，崔红跃.微波着陆系统[M].现代飞行电子设备丛书，1990（5）.
[2] GJB5586-2006微波着陆系统机载接收机地面测试设备通用规范[S].2006-05-17
[3] 吴敏，常坤，李裕.基于功能分区的综合通信导航识别系统设计[J].航空电子技术，2013，44（2）：4-9.