基于ＤＳＰ的ＩＬＳ機(jī)載接收機(jī)基帶信號處理

摘 要：儀表著陸系統(tǒng)是國際目前通用的飛機(jī)著陸設(shè)備。常規(guī)的ILS機(jī)載接收機(jī)基帶信號處理部分采用模擬電路實現(xiàn)，測量精度低，電路實現(xiàn)復(fù)雜。基于DSP器件，基帶信號處理部分全部在數(shù)字域進(jìn)行，采用了定長的FIR濾波器和多速率信號處理算法，并針對硬件條件，對軟件的處理速度和存儲空間進(jìn)行了優(yōu)化。將該軟件在DSP 開發(fā)板上進(jìn)行了仿真，計算結(jié)果穩(wěn)定、精確，總體性能優(yōu)于常規(guī)ILS機(jī)載接收機(jī)基帶信號處理模塊。

關(guān)鍵詞：儀表著陸系統(tǒng);DSP;基帶信號處理;導(dǎo)航

中圖分類號：TN911 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1004373X(2008)1706003

ILS Base Band Signal Processing Based on DSP

ZOU Kun，ZHANG Bin，LI Yulin，LUO Yanbu

(Telecommunication Engineering Institute，Air Force Engineering University，Xi′an，710077，China)

Abstract：The Instrument Landing System (ILS) is the common plane landing equipment around the world.The base band process module of the ILS airborne navigation receiver use analog circuit with low precise measurement and complex circuit.In this paper，based on DSP device，the base band signal is processed in digital domain，using fixed length FIR filters and the multi-rate signal processing algorithms.Under the condition of given hardware condition，the processing speed and memory size of software is optimized.The software is simulated on the DSP developing board，and the result show that the performance is better than common ILS base band signal processing module.

Keywords：instrument landing system;DSP;Base band signal processing;navigation

1 引 言

著陸是飛機(jī)航行過程中最為重要的一個階段，據(jù)統(tǒng)計，超過60%的飛行事故發(fā)生在飛機(jī)的著陸階段。這是因為在著陸過程中，要求飛行員必須在比較短的時間內(nèi)完成很多標(biāo)準(zhǔn)化的操作。而依靠目視著陸，對氣象條件要求較高，一般要求飛行高度300 m時，水平能見度大于4.8 km，否則難以保障安全著陸。因此為了保證飛機(jī)能在惡劣氣象條件下能夠安全著陸，必須使用無線電導(dǎo)航系統(tǒng)為飛機(jī)提供高精度的定位引導(dǎo)信息，實時給出飛機(jī)與給定下滑航道的偏差程度。而儀表著陸系統(tǒng)(Instrument Landing System，ILS)是當(dāng)今世界上應(yīng)用最為廣泛的無線電著陸引導(dǎo)設(shè)備之一^［1］。

常規(guī)的ILS系統(tǒng)機(jī)載導(dǎo)航接收機(jī)基帶處理部分是采用模擬電路實現(xiàn)的，電路復(fù)雜，設(shè)備體積大，功耗高，且精度不高。本文采用DSP器件為基帶信號處理核心部件，將基帶信號全部在數(shù)字域中進(jìn)行處理，采用數(shù)值濾波和多速率處理算法，簡化了電路設(shè)計，降低了設(shè)備功耗的體積。本文給出的算法在以一片TMS320C2812F芯片為處理核心，無外擴(kuò)存儲器的信號處理板上進(jìn)行了半實物仿真，仿真結(jié)果驗證了算法的有效性和可靠性。

2 ILS基帶信號數(shù)學(xué)模型

ILS系統(tǒng)地面設(shè)備包括航向臺、下滑臺和信標(biāo)臺三個部分。航向臺和下滑臺都是利用空間相交的雙針狀天線方向圖，以等信號區(qū)的形式分別提供與水平面成一定角度的下滑面引導(dǎo)，與水平垂直的航向引導(dǎo)。因此航向臺和下滑臺的接收機(jī)基帶處理部分是一樣的。ILS的基本原理及其信號處理方法參見文獻(xiàn)［1，2］。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文