[發明專利]基于FPGA的VOR信號發射機及其設計方法

有效

• 申請號: 201810073467.7
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108282168B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 杜英杰;顧菘;王建
• 申請（專利權）人: 成都航空職業技術學院
• 主分類號: H04B1/04
• 分類號: H04B1/04
• 代理公司: 51229 成都正華專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 何凡

本發明公開了一種基于FPGA的VOR信號發射機，其中，信號產生模塊、信號處理模塊、插值濾波器、D/A模塊、混頻模塊、功放模塊和發射天線順次通信連接；PLL模塊分別與信號處理模塊和D/A模塊通信連接；LO模塊分別與混頻模塊和信號處理模塊通信連接。本發明中的信號產生模塊由軟件產生基帶信號，結合信號處理模塊等硬件模塊產生VOR信號，大大減小了現有VOR系統中模擬設備的使用，減小了設備體積，使得設備易于攜帶，降低了設備成本。同時前端功率小，在進行D/A變換前，傳輸的信號均為數字VOR基帶信號，傳輸速率快，且可以通過PC機網絡控制，使用方便，操作簡單。

技術領域

本發明屬于VOR信號產生技術領域，具體涉及一種基于FPGA的VOR信號發射機及其設計方法。

背景技術

高頻全向信標(VOR,very high frequency omnidirectional range)系統于1949年被國際民航組織批準為國際標準的無線電導航設備，是目前廣泛使用的陸基近程測角系統之一。VOR臺的發射機有兩種形式即普通VOR(CVOR)和多普勒VOR(DVOR)。機載VOR接收機對兩種VOR臺都是兼容的。中國民航引進安裝的VOR地面信標臺自1987年以來多以DVOR為主。

機載VOR接收機接受VOR地面臺發射的基準相位信號和可變相位型號。并通過比較兩種信號的相位差，得出飛機相對地面VOR臺的徑向方位即飛機磁方位QDR，通過指示器指示出方位信息。供飛行員確定飛機的位置并引導飛機航行。VOR系統可以全天候、全天時、遠距離給目標提供地面定位信息。傳統VOR地面信號源發射機設備結構復雜、體積重大，操作繁瑣、缺乏通用性和靈活性。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的基于FPGA(Field-Programmable GateArray，現場可編輯門陣列)的VOR信號發射機及其設計方法解決了現有VOR系統設備成本高、使用不便、不易攜帶的問題。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：基于FPGA的VOR信號發射機，包括信號產生模塊、信號處理模塊、插值濾波器、D/A模塊、混頻模塊、功放模塊、發射天線、LO模塊和PLL模塊；

所述信號產生模塊、信號處理模塊、插值濾波器、D/A模塊、混頻模塊、功放模塊和發射天線順次通信連接；

所述PLL模塊分別與信號處理模塊和D/A模塊通信連接；

所述LO模塊分別與混頻模塊和信號處理模塊通信連接。

進一步地，所述信號處理模塊包括FPGA端和ARM端；

所述FPGA端通過PL_JTAG接口與信號產生模塊通信連接；

所述ARM端通過網絡端口與信號產生模塊通信連接；

所述FPGA端通過Lvds接口與插值濾波器通信連接；

所述ARM端分別與PLL模塊和LO模塊通信連接。

進一步地，所述信號產生模塊包括System Generator仿真軟件和Xilinx公司開發軟件Vivado套件；用于產生VOR基帶信號，設置載波信號的抽樣信號頻率；

所述信號處理模塊用于處理VOR基帶信號，通過連接的差值濾波器對VOR基帶信號進行差值濾波處理；

所述D/A模塊用于將數字形式的VOR基帶信號轉化為模擬VOR信號形式；

所述混頻模塊用于將模擬信號進行上變頻處理；

所述LO模塊用于產生載波模擬信號；

所述PLL模塊用于產生D/A變化過程中的抽樣信號；

所述功放模塊用于將模擬VOR信號進行放大；