某塔康测试系统信号模拟器的设计与实现

某塔康测试系统信号模拟器的设计与实现塔康(TACAN,Tactical Air Navigation System)即战术空中导航系统,它能同时为飞机提供方位和距离信息,目前,我军很多战机都装备有该导航系统。

为了满足机载塔康内场和外场测试的要求,需要研制塔康信号模拟器,为测试系统提供激励信号源。

针对目前塔康信号模拟器体积大、自动测试效率低、不易系统集成等问题,提出了基于PXI总线技术的基带全数字塔康信号模拟器,论文主要工作内容如下:1、论文介绍了课题研究的背景及意义,对现有技术方案进行分析,对塔康原理及直接频率合成技术(DDS)进行研究。

2、根据塔康信号模拟器的预期技术指标,设计了硬件电路。

对FPGA芯片进行选型,设计FPGA的配置电路;通过对PXI接口两种实现方案的比较和分析,提出了FPGA+PCI9054专用芯片的方案,设计了PCI9054的外围电路及配置电路;中频信号采用DDS芯片产生,在FPGA的控制下,AD9951产生70MHz 的中频信号,分析了中频电路产生谐波的原理,设计了7阶椭圆滤波器。

3、软件设计与仿真,本设计利用Verilog硬件描述语言,在QuartusII集成开发平台上对FPGA内部逻辑进行设计,包括基带信号生成单元、PXI本地总线逻辑单元、方位和距离算法的实现及SPI接口控制单元,配合Modelsim仿真软件,完成各功能模块的仿真,并给出仿真结果。

经过系统调试,在示波器上观察输出波形,结果表明,该模拟器能产生962~1213MHz塔康全频段信号,并且每个波道带宽满足小于1MHz 的要求,方位精度小于0.1°,模拟距离精度小于0.1km,符合预期技术指标,设备可用于塔康内外场的测试。