CN215344545U - 一种ii仪表着陆设备航向信标远场监视设备的接收机单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种II仪表着陆设备航向信标远场监视设备的接收机单元，包括：所述输入射频放大器与所述混频器连接，所述频率合成器与所述混频器连接，所述混频器进一步与所述中频放大电路连接，所述中频放大电路进一步与所述检波电路连接，所述混频器包括：第一混频器，所述第一混频器的输入端与所述放大器的输出端连接；所述中频放大电路包括：带通滤波器和第一中频放大器，其中，所述带通滤波器的输入端与所述第一混频器的输出端连接，所述带通滤波器的输出端与所述第一中频放大器的输入端连接；所述检波电路包括：AGC控制器、低通检波器、绝对值检波电路、第二中频放大器、第二混频器和本地振荡器。

Description

一种II仪表着陆设备航向信标远场监视设备的接收机单元

技术领域

本实用新型涉及通信导航技术领域，特别涉及一种II仪表着陆设备航向信标远场监视设备的接收机单元。

背景技术

接收机单元是航向信标远场监视设备的核心单元，上一代的国产仪表着陆设备是I类设备，不具备远场监视的功能。新一代的国产仪表着陆设备是符合国际民航附件10的II类着陆设备，根据要求必须具备航向远场监视功能，而接收机单元的则是接收远场监视信号，实现远场监视功能的必要组件。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种II仪表着陆设备航向信标远场监视设备的接收机单元。

为了实现上述目的，本实用新型的实施例提供一种II仪表着陆设备航向信标远场监视设备的接收机单元，包括：

输入射频放大器、频率合成器、混频器、中频放大电路和检波电路，其中，

所述输入射频放大器与所述混频器连接，所述频率合成器与所述混频器连接，所述混频器进一步与所述中频放大电路连接，所述中频放大电路进一步与所述检波电路连接，

其中，所述频率合成器包括：锁相环频率合成器、低通滤波器、压控振荡器、放大器和双模前置分频器，其中，所述锁相环频率合成器的输入端接入频率设置指令，所述锁相环频率合成器的输出端与所述低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器的输出端与所述压控振荡器的输入端连接，所述压控振荡器的输出端分别与所述放大器的输入端和所述双模前置分频器的输入端连接，所述双模前置分频器的输出端与所述所述锁相环频率合成器的输入端连接；

所述混频器包括：第一混频器，所述第一混频器的输入端与所述放大器的输出端连接；

所述输入射频放大器包括：高通滤波器、电调衰减器和高频放大器，其中所述高通滤波器的输入端接入射频信号，所述高通滤波器的输出端与所述电调衰减器的输入端连接，所述电调衰减器的输出端与所述高频放大器的输入端连接，所述高频放大器的输出端与所述第一混频器的输入端连接；

所述中频放大电路包括：带通滤波器和第一中频放大器，其中，所述带通滤波器的输入端与所述第一混频器的输出端连接，所述带通滤波器的输出端与所述第一中频放大器的输入端连接；

所述检波电路包括：AGC控制器、低通检波器、绝对值检波电路、第二中频放大器、第二混频器和本地振荡器，其中，所述第二混频器与所述第一中频放大器双向连接，所述第二混频器的输出端与所述第二中频放大器的输入端连接，所述第二中频放大器的输出端与所述绝对值检波电路的输入端连接，所述绝对值检波电路的输出端与所述低通检波器的输入端连接，由所述低通检波器输出基带信号；所述低通检波器的输出端与所述AGC控制器的输入端连接，所述AGC控制器的输出端向所述第一中频放大器输出AGC电压信号；并且，所述AGC控制器向所述电调衰减器输出控制电压。

进一步，放大的射频输入信号耦合到混频器的第一输入端，从频率合成器来的本振信号加到所述混频器的第二输入端，其中射频输入信号和本振信号的差频，形成10.725MHz的第一中频频率，由所述混频器输出本振频率低于射频频率的10.725MHz，所述混频器的输出负载由谐振电路组成。

进一步，中频信号经过晶体滤波器加到第一中频放大器的输入端，所述第一中频放大器内有一个宽带放大器，增益加在所述第一中频放大器的AGC电压控制端，所述第一中频放大器输出是谐振在10.725MHz上，中频信号耦合到所述检波电路。

进一步，所述绝对值检波电路包括：第一宽带运算放大器和第二宽带运算放大器、第一二极管和第二二极管，其中第一二极管和第二二极管包括在反馈回路中，用于消除温度影响，通过运算放大器的高增益和采用反馈技术使得检波器更接近线性；

所述低通滤波器采用3kHz低通滤波器，该低通滤波器为二阶巴特沃斯滤波器，由运算放大器组成，其衰减50kHz第二中频成分，因此基带信号由直流成分和调制成分组成，其中，直流分量和调制度和参数的调节和校准，通过运算放大器的偏置调节电位器完成。

进一步，混频器包括混频器、谐振电路中的中频变压器和电容器，其中，混频器和中频变压器连接，中频变压器和电容器连接，放大的射频输入信号耦合到混频器的第一输入端，从频率合成器来的本振信号加到第二输入端，射频输入信号和本振信号的差频，形成10.725MHz的第一中频频率，由混频器输出本振频率低于射频频率10.725MHz；混频器的输出负载由谐振电路中频变压器和电容组成，中频变压器次级上的中频信号耦合到晶体滤波器。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型实施例的II仪表着陆设备航向信标远场监视设备的接收机单元的结构图；

图2为根据本实用新型实施例的输入射频放大器的电路图；

图3为根据本实用新型实施例的混频器的电路图；

图4为根据本实用新型实施例的中频放大电路的电路图；

图5为根据本实用新型实施例的频率合成器的电路图；

图6为根据本实用新型实施例的检波电路的电路图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型的II仪表着陆设备航向信标远场监视设备的接收机单元，作为一种信标机远场监视设备的接收机单元。该接收机单元可应用在II类仪表着陆设备航向信标远场监视设备中，由于采用模块化设计，性能稳定，满足***性能要求，完成远场监视功能。

本实用新型的II仪表着陆设备航向信标远场监视设备的接收机单元，采用输入射频放大器、频率合成器、混频器、中频放大电路和检波电路。检波生成的基带信号与射频电平信号通过接口传输送到监视器单元，进行数字化处理，得到技术参数。航向接收机工作频率点通过数字处理单元的软件设置。射频信号来自设备的射频输入端口。其中：输入射频放大器与混频器连接，频率合成器和混频器连接，混频器与中频放大电路连接，中频放大电路与检波电路连接。检波电路其特征在于：包括第二混频器、第二中频放大器、绝对值检波器、3kHz低通滤波器、AGC放大器和射频电平(RF LEVEL)输出电路。其中：第二混频器与第二中频放大器连接，第二中频放大器连接与绝对值检波器连接，绝对值检波器连接与3kHz低通滤波器连接，3kHz低通滤波器与AGC放大器连接，AGC放大器与射频电平(RF LEVEL)输出电路连接。

如图1所示，本实用新型实施例的II仪表着陆设备航向信标远场监视设备的接收机单元，包括：输入射频放大器100、频率合成器200、混频器300、中频放大电路400和检波电路500。

具体的，输入射频放大器100与混频器300连接，频率合成器200与混频器300连接，混频器300进一步与中频放大电路400连接，中频放大电路400进一步与检波电路500连接。

其中，频率合成器200包括：锁相环频率合成器200、低通滤波器、压控振荡器、放大器和双模前置分频器，其中，锁相环频率合成器200的输入端接入频率设置指令，锁相环频率合成器200的输出端与低通滤波器的输入端连接，低通滤波器的输出端与压控振荡器的输入端连接，压控振荡器的输出端分别与放大器的输入端和双模前置分频器的输入端连接，双模前置分频器的输出端与锁相环频率合成器200的输入端连接。

混频器300包括：第一混频器300，第一混频器300的输入端与放大器的输出端连接。

输入射频放大器100包括：高通滤波器、电调衰减器和高频放大器，其中高通滤波器的输入端接入射频信号，高通滤波器的输出端与电调衰减器的输入端连接，电调衰减器的输出端与高频放大器的输入端连接，高频放大器的输出端与第一混频器300的输入端连接。

中频放大电路400包括：带通滤波器和第一中频放大器，其中，带通滤波器的输入端与第一混频器300的输出端连接，带通滤波器的输出端与第一中频放大器的输入端连接。

检波电路500包括：AGC控制器、低通检波器、绝对值检波电路500、第二中频放大器、第二混频器300和本地振荡器，其中，第二混频器300与第一中频放大器双向连接，第二混频器300的输出端与第二中频放大器的输入端连接，第二中频放大器的输出端与绝对值检波电路500的输入端连接，绝对值检波电路500的输出端与低通检波器的输入端连接，由低通检波器输出基带信号；低通检波器的输出端与AGC控制器的输入端连接，AGC控制器的输出端向第一中频放大器输出AGC电压信号；并且，AGC控制器向电调衰减器输出控制电压。

下面结合图2至图6对本实用新型的II仪表着陆设备航向信标远场监视设备的接收机单元进行详细说明。

本实用新型提供的II仪表着陆设备航向信标远场监视设备的接收机单元，检波生成的基带信号与射频电平信号通过接口传输送到监视器单元，进行数字化处理，得到技术参数。航向接收机工作频率点通过数字处理单元的软件设置。射频信号来自设备的射频输入端口。其中：输入射频放大器100与混频器300连接，频率合成器200和混频器300连接，混频器300与中频放大电路400连接，中频放大电路400与检波电路500连接。检波电路500其特征在于：包括第二混频器300、第二中频放大器、绝对值检波器、3kHz低通滤波器、AGC放大器和射频电平(RF LEVEL)输出电路。其中：第二混频器300与第二中频放大器连接，第二中频放大器连接与绝对值检波器连接，绝对值检波器连接与3kHz低通滤波器连接，3kHz低通滤波器与AGC放大器连接，AGC放大器与射频电平(RF LEVEL)输出电路连接。

II类仪表着陆设备航向信标远场监视设备的接收机单元为超外差接收形式，除上述主要部件外，还包括基带信号输出端口、测频信号输出端口、电平测量信号输出端口及输入端口(包括：+12V、-12V电源、GND、CLK、DATA、ENB信号、射频输入)。

如图2所示，经天线接收到的射频信号(RF)输入到航向接收机的射频输入端，输入射频放大器100包括高通滤波器Z1、电调谐衰减器N1和高频宽带放大器N2，其中：来自主机的射频信号经过高频电缆接到108MHz高通滤波器上，来自于检波器的控制电压控制电调谐衰减器N1对射频信号的衰减，N1的输出通过电容耦合到集成宽带放大器N2上，被放大的射频信号馈送到混频器300N3，与本振信号进行混频。

如图5所示，频率合成器200包括频率合成器200N5、低通滤波器N6、压控振荡器N8、双模前置分频器N7和放大器N9，其中：频率合成器200N5分别与低通滤波器N6、双模前置分频器N7连接，低通滤波器N6的输出与压控振荡器N8连接，压控振荡器N8的输出与N7的输入连接，压控振荡器N8的输出与放大器N9的输入连接。频率合成器200N5采用一块由16位并行码编程的双模CMOS大规模单片锁相频率合成器200，它集成了参考分频器、参考振荡器、数字鉴相器、各种逻辑控制电路等部件。与N6、N7、N8构成环路,自动变换分频比，实现频率合成。当回路锁定时，压控振荡器N8振荡出正弦波，频率为稳定的正确值，此时频率合成器200N5的7、8脚呈现高电平，且为负脉冲波形，9脚呈现方波波形。压控振荡器N8振荡出的波形经放大器N9放大，输入到混频器300作为混频器300的本振信号，即根据接收到的射频信号，产生低于射频信号频率10.725MHz的本振频率。

如图3所示，混频器300包括混频器300N3、谐振电路中的中频变压器T1和电容器C24，其中：混频器300N3和中频变压器T1连接，中频变压器T1和电容器C24连接。放大的射频输入信号耦合到混频器300N3的第一输入端3脚，从频率合成器200来的本振信号加到第二输入端6脚，射频输入信号和本振信号的差频，形成10.725MHz的第一中频频率，由N3的2脚输出本振频率低于射频频率10.725MHz。N3的输出负载由谐振电路T1、C35组成，T1次级上的中频信号耦合到晶体滤波器。

如图4所示，中频放大电路400包括晶体滤波器Z2、集成化中放电路N4、和电容器C36、C92等***电路，其中：晶体滤波器Z2分别和电容器C36、C92连接，C92和集成化中放电路N4连接。晶体滤波器Z2的中心频率是10.725MHz，带宽为±20kHz，60dB阻带衰减达到±100kHz，航向接收机的选择特性主要由晶体滤波器决定。电容C36、C92用来修正晶体滤波器带内纹波。中频信号经过晶体滤波器加到第一中放N4的输入端。N4内有一个宽带放大器，增益受加在N4的2脚上的AGC电压控制。中放输出是谐振在10.725MHz上，中频信号耦合到检波电路500。

如图6所示，检波电路500包括本地振荡器/混频器300、第二中频放大器、绝对值检波器、3kHz低通滤波器、AGC放大器、射频电平(RF LEVEL)输出电路，其中：第二混频器300与第二中频放大器连接，第二中频放大器连接与绝对值检波器连接，绝对值检波器与3kHz低通滤波器连接，3kHz低通滤波器与AGC放大器连接，AGC放大器与射频电平(RF LEVEL)输出电路连接。第二本地振荡器/混频器300由一个晶体振荡器G1和一个双平衡混频器300N10组成。晶体振荡器频率是10.675MHz，此本振频率馈送到混频器300的L0端，10.725MHz第一中频信号馈送到混频器300的RF端，混频器300的差频信号就是接收机的第二中频50kHz。第二中频放大电路400是一个非调谐的双级放大器，由两级宽带放大器N11和N12组成，放大器N11的前级是低通滤波器，它抑制混频器300输出信号中的和频成分。绝对值检波器由两个宽带运算放大器N13和N14、二极管V2、V3组成。二极管包括在反馈回路中，为的是消除温度影响，通过运算放大器的高增益和使用反馈技术使检波器更接近线性。3kHz低通滤波器是一个二阶巴特沃斯滤波器，由运算放大器N15组成，它衰减50kHz第二中频成分，因此，基带信号在N15的6端输出，此基带信号成分由直流成分和90Hz、150Hz调制成分组成。直流分量和调制度和参数的调节和校准，是通过运算放大器的偏置调节电位器RP2完成。AGC放大器由运算放大器N16组成。绝对值检波器在一个特定的射频输入范围内，N16的增益(R41/R40)和N16第12端的直流电压保持一个恒定的中频电平。通过积分电容C54调制成分被取消。射频电平输出电路由集成运算放大器N17组成，当射频输入信号从一个特定的最小电平变化到最大电平时，N17翻译N16第14端的AGC电压，为一个从0V到5V变化的直流电压。

本实用新型能够实现本接收机单元能够应用在II类仪表着陆设备航向信标远场监视设备中，用于监视测量远场辐射信号，满足了国际民航附件10中II类仪表着陆设备的***性能要求。

接收机单元技术指标

1)频率范围：108.1MHz～111.95MHz。

2)频率偏差：优于±2×10-5。

3)信道间隔：50kHz。

4)带宽：6dB优于±18kHz。

5)选择性：标称频率±100kHz时，优于-45dB。

6)灵敏度：不劣于-75dBm。

7)AGC范围：-20dBm～-75dBm。

根据本实用新型实施例的II仪表着陆设备航向信标远场监视设备的接收机单元，用于监视测量远场辐射信号，满足了国际民航附件10中II类仪表着陆设备的***性能要求。填补了国内空白。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (7)

1.一种II仪表着陆设备航向信标远场监视设备的接收机单元，其特征在于，包括：输入射频放大器、频率合成器、混频器、中频放大电路和检波电路，其中，

所述输入射频放大器与所述混频器连接，所述频率合成器与所述混频器连接，所述混频器进一步与所述中频放大电路连接，所述中频放大电路进一步与所述检波电路连接，

其中，所述频率合成器包括：锁相环频率合成器、低通滤波器、压控振荡器、放大器和双模前置分频器，其中，所述锁相环频率合成器的输入端接入频率设置指令，所述锁相环频率合成器的输出端与所述低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器的输出端与所述压控振荡器的输入端连接，所述压控振荡器的输出端分别与所述放大器的输入端和所述双模前置分频器的输入端连接，所述双模前置分频器的输出端与所述锁相环频率合成器的输入端连接；

所述混频器包括：第一混频器，所述第一混频器的输入端与所述放大器的输出端连接；

所述输入射频放大器包括：高通滤波器、电调衰减器和高频放大器，其中所述高通滤波器的输入端接入射频信号，所述高通滤波器的输出端与所述电调衰减器的输入端连接，所述电调衰减器的输出端与所述高频放大器的输入端连接，所述高频放大器的输出端与所述第一混频器的输入端连接；

所述中频放大电路包括：带通滤波器和第一中频放大器，其中，所述带通滤波器的输入端与所述第一混频器的输出端连接，所述带通滤波器的输出端与所述第一中频放大器的输入端连接；

所述检波电路包括：AGC控制器、低通检波器、绝对值检波电路、第二中频放大器、第二混频器和本地振荡器，其中，所述第二混频器与所述第一中频放大器双向连接，所述第二混频器的输出端与所述第二中频放大器的输入端连接，所述第二中频放大器的输出端与所述绝对值检波电路的输入端连接，所述绝对值检波电路的输出端与所述低通检波器的输入端连接，由所述低通检波器输出基带信号；所述低通检波器的输出端与所述AGC控制器的输入端连接，所述AGC控制器的输出端向所述第一中频放大器输出AGC电压信号；并且，所述AGC控制器向所述电调衰减器输出控制电压。

2.如权利要求1所述的II仪表着陆设备航向信标远场监视设备的接收机单元，其特征在于，放大的射频输入信号耦合到混频器的第一输入端，从频率合成器来的本振信号加到所述混频器的第二输入端，其中射频输入信号和本振信号的差频，形成10.725MHz的第一中频频率，由所述混频器输出本振频率低于射频频率的10.725MHz，所述混频器的输出负载由谐振电路组成。

3.如权利要求1所述的II仪表着陆设备航向信标远场监视设备的接收机单元，其特征在于，中频信号经过晶体滤波器加到第一中频放大器的输入端，所述第一中频放大器内有一个宽带放大器，增益加在所述第一中频放大器的AGC电压控制端，所述第一中频放大器输出是谐振在10.725MHz上，中频信号耦合到所述检波电路。

4.如权利要求1所述的II仪表着陆设备航向信标远场监视设备的接收机单元，其特征在于，第二本地振荡器和混频器包括晶体振荡器和双平衡混频器，其中，晶体振荡器频率时10.675MHz，该本振频率馈送到混频器的LO端，10.725MHz第一中频信号馈送到混频器的RF端，混频器的差频即为接收机的第二中频50kHz，第二中频放大电路是一个非调谐的双级放大器，由两级宽带放大器组成，包括：第一级放大器和第二级放大器，所述第一级放大器的前级是低通滤波器，用于抑制混频器输出信号中的和频成分。

5.如权利要求1所述的II仪表着陆设备航向信标远场监视设备的接收机单元，其特征在于，

所述绝对值检波电路包括：第一宽带运算放大器和第二宽带运算放大器、第一二极管和第二二极管，其中第一二极管和第二二极管包括在反馈回路中，用于消除温度影响，通过运算放大器的高增益和采用反馈技术使得检波器更接近线性；

所述低通滤波器采用3kHz低通滤波器，该低通滤波器为二阶巴特沃斯滤波器，由运算放大器组成，其衰减50kHz第二中频成分，因此基带信号由直流成分和调制成分组成，其中，直流分量和调制度和参数的调节和校准，通过运算放大器的偏置调节电位器完成。

6.如权利要求1所述的II仪表着陆设备航向信标远场监视设备的接收机单元，其特征在于，

所述AGC放大器由运算放大器组成，绝对值检波器在预设的射频输入范围内，运算放大器的增益和运算放大器的直流电压保持一个恒定的中频电平，通过积分电容调制成分被取消，射频电平输出电路由集成运算放大器组成，当射频输入信号从最小电平变化到最大电平时，集成运算放大器翻译运算放大器的AGC电压，为一个从0V到5V变化的直流电压。

7.如权利要求1所述的II仪表着陆设备航向信标远场监视设备的接收机单元，其特征在于，混频器包括混频器、谐振电路中的中频变压器和电容器，其中，混频器和中频变压器连接，中频变压器和电容器连接，放大的射频输入信号耦合到混频器的第一输入端，从频率合成器来的本振信号加到第二输入端，射频输入信号和本振信号的差频，形成10.725MHz的第一中频频率，由混频器输出本振频率低于射频频率10.725MHz；混频器的输出负载由谐振电路中频变压器和电容组成，中频变压器次级上的中频信号耦合到晶体滤波器。

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