無線電高度表測試儀設計探析

李濱

（國營蕪湖機械廠，安徽 蕪湖 241007）

無線電高度表是用于測量飛機與地面之間的真實高度，并將測量的真實高度送到屏顯，實時告知飛行員飛機當前離地面的真實狀態；另外當飛機真實高度低于某一高度時，提醒并警告飛行員當前飛機處于危險高度狀態，需及時調整飛機狀態，從而保證飛機及飛行員的安全。為了實現無線電高度表技術性能檢測，開展無線電高度表測試儀設計研究意義重大，有利于及時有效診斷產品性能好壞，及時排除故障，恢復產品正常工作狀態，提高產品的使用可靠性，具有重要意義。

1 設計需求

研制一臺無線電高度表測試儀，模擬飛機地面狀態下性能測試，同時模擬空中運動狀態實現高度連續跟蹤及顯示，從而實現無線電高度表性能檢測。

2 設計方案

2.1 總體設計

測試儀采用箱體結構、模塊化設計思路；充分考慮后續其他機型高度表測試儀兼容性，測試儀采用專用適配器、射頻模塊可分離的方式，專用適配器只針對特定型號無線電高度表建立測試環境，射頻模塊實現高度表特定高度切換與選擇，實現特定高度通用化測試。模塊化設計，有利于測試儀后期維護。測試儀采用手動操作方式，操作方便，測試結果直觀。測試儀架構如圖1。

圖1 測試儀與被測產品架構

2.2 設備技術指標

（1）輸入電壓：交流220V±22V 50Hz 5A；

（2）輸出電壓：DC 27V±1V 3A；

（3）高度精度：0.5m；

（4）衰減值精度：不大于2dB。

2.3 環境適應性要求

工作溫度：0～40℃；相對濕度：＜98%；氣壓：當時當地大氣壓。

2.4 其他要求

（1）測試儀應有防差錯設計，所以，元器件、連接器都應有標號；

（2）具有過壓、過流保護功能，以免損壞設備本身及產品；

（3）高頻電纜、低頻電纜按相應的標準制作，并有相應的標記，高、低頻電纜屏蔽按國軍標執行。

2.5 硬件設計

根據無線電高度表測試儀總體設計需求，測試儀的硬件主要由機箱、電壓/電流顯示模塊、電源模塊、微處理器控制模塊、距離模擬高度模塊、并行高度處理模塊、離散量產生/顯示模塊、射頻模塊、1553B總線控制/高度顯示模塊、RS422通信接口模塊組成。

2.5.1 電源模塊

電源模塊產生測試儀、被測產品所需要的各種電壓；電源模塊設計過壓、過流保護功能。

2.5.2 電壓/電流顯示模塊

顯示測試儀輸入、輸出電壓、測試儀總消耗電流；顯示被測產品供電電壓、被測產品總消耗電流、被測產品內部主要供電電壓。

2.5.3 射頻模塊

采用故障微波延遲，模擬飛機產生三個固定高度；通過手動高度選擇實現三個固定高度自由切換；通過射頻固定衰減與可變衰減相結合，實現不同高度射頻信號幅度控制，實現三種固定高度靜態下性能測試。

2.5.4 距離模擬高度模塊

距離模擬高度模塊通過手動方式調節，產生連續變化的視頻模擬高度信號，實現高度表在測高范圍內性能測試。另外，模擬飛機飛行狀態產生兩種固定飛行速度，實現飛行狀態下性能檢測。

2.5.5 微處理器、并行高度處理模塊

接收被測產品的并行數據，分別通過單片機控制處理，高度顯示電路顯示被測產品當前高度；被測產品輸出的RS422數據，通過RS422轉TTL電平轉換，送單片機處理，根據RS422數據顯示被測產品當前高度。

2.5.6 離散量產生/顯示模塊

產生被測產品工作時需要的狀態轉換、發射控制、自檢控制等離散信號，并將被測產品各種狀態輸出離散信號在面板上進行顯示。

2.5.7 RS422通信接口模塊

接收被測產品產生的RS422數據，將RS422數據轉換為TTL電平，送單片機處理。

2.5.8 1553B總線控制/顯示模塊

通過1553B總線控制，形成測試儀與被測產品之間總線交互，測試儀模擬飛機實現1553B總線BC的功能，被測產品作為一個遠程RT，BC下發控制信息給RT，RT接收控制信息執行相應操作，并將測試結果通過總線上傳給BC，BC顯示當前高度信息、自檢信息等。

2.6 軟件設計

測試儀的軟件設計包括單片機軟件，基于工控機的1553B軟件。

2.6.1 單片機軟件

單片機軟件設計思路：開機時，單片機先對I/O口、寄存器初始化，然后，設置串口寄存器和SPI寄存器；單片機I/O口收到信息后，轉換成SPI信息，通過單片機SPI總線發出。單片機接收串口信息和并口信息，單片機存儲有用信息，并傳送到顯示電路顯示。

2.6.2 基于工控機的1553B軟件

1553B軟件滿足無線電高度表總線接口測試要求，包括加電自檢、啟動自檢、非法命令、環繞、取自檢、取高度。基于1553B板卡編程，利用VS開發平臺，進行編程。

3 結語

本測試平臺能夠滿足無線電高度表產品性能測試，以此形成無線電高度表產品的測試能力和故障排查能力，保證無線電高度表的修理質量，提升工廠飛機修理產量和經濟效益。