THALESILS410設(shè)備中SBO信號的形成

管重俊

摘 要：儀表著陸系統(tǒng)（Instrument Landing System）是為飛機(jī)提供航向道、下滑道和距離信息的機(jī)場終端系統(tǒng)，是飛機(jī)在惡劣天氣條件下得以正常著陸的重要保障手段。其中的導(dǎo)航信號：航向信號和下滑信號都是通過空間調(diào)制的方式實(shí)現(xiàn)的，因此ILS輻射的信號分為兩部分：CSB（載波加邊帶）和SBO（純邊帶），這兩部分信號通過不同的天線，以一定的幅度和相位關(guān)系發(fā)射到空中，該文對THALES公司生產(chǎn)的ILS410型儀表著陸系統(tǒng)（ILS410）SBO發(fā)射機(jī)采用的調(diào)制原理進(jìn)行了分析，并通過數(shù)學(xué)方法進(jìn)行推導(dǎo)。

關(guān)鍵詞： THALES ILS410 SBO 絕對值 0°/180°反向

中圖分類號：TN965 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（a）-0013-02

儀表著陸系統(tǒng)中對于航向天線最終要求的調(diào)制信號時(shí)正對航線陣天線右手邊是150Hz占優(yōu)，左手邊是90Hz占優(yōu)。該文討論一種極端情況即CSB信號和SBO信號等幅的情況。對于在空間合成的信號在正對天線右方天線發(fā)射的純邊帶信號為：

由此可見天線右方150Hz信號占優(yōu)，而左方是Asin（Ω90t）-Asin（Ω150t）通過合成很容易得出90Hz占優(yōu)。

而實(shí)際中載波信號比純邊帶信號功率大，就是在正對天線右方是90Hz信號受到削弱，150Hz幅度>90Hz信號，正對天線左方則相反是90Hz占優(yōu)。

為了形成穩(wěn)定的ILS信號很大程度上依賴著有穩(wěn)定幅度和相位關(guān)系的CSB和SBO信號。在ILS的發(fā)射機(jī)部分普遍采用線性調(diào)制技術(shù)，利用對輸出信號的幅度和相位反饋實(shí)現(xiàn)信號的穩(wěn)定。

其中SBO（純邊帶）信號的形成頗為復(fù)雜，該文從信號的公式和波形進(jìn)行推導(dǎo)。

1 抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波（DSB）

當(dāng)單一頻率調(diào)制時(shí)，DSB波形見圖1。

其特點(diǎn)有以下幾方面。

（1）包絡(luò)不反映調(diào)制信號。

（2）過零點(diǎn)時(shí)，相位出現(xiàn)突變。

（3）振幅在零振幅上下按的規(guī)律變化。

2 在儀表著陸系統(tǒng)中調(diào)制信號的一般表達(dá)式

因?yàn)檎{(diào)制信號有負(fù)半軸信號，由于晶體管的截止作用，這樣直接調(diào)制形成的波形會在一段時(shí)間內(nèi)變?yōu)榱?，結(jié)論參見上面調(diào)制信號的分析，當(dāng)?shù)那闆r。這樣檢波后不可能恢復(fù)原來的音頻信號波形。因此要對信號進(jìn)行處理，所以通常做法是把90～150Hz信號取絕對值，這樣信號全變?yōu)檎胫艿男盘柸缓髮d波信號按進(jìn)行調(diào)制。

大體是先把SBO信號進(jìn)行絕對值處理， |SSBO| =|Asin（Ω90t）-Asin（Ω150t）|波形為圖3所示。

通過公式可以得出純邊帶波的振幅在零位置上下按調(diào)制音頻的規(guī)律變化，每當(dāng)sinΩat=0時(shí)，后一個周期和前一個周期的信號射頻是反相的。

由公式看出最終合成純邊帶波是一個相位和幅度隨音頻信號變化的等頻率信號波形，見圖2。

由公式（3）看出純邊帶波幅度是隨音頻信號變化的信號，也就是上面DSB的分析。因此形成SBO信號的首要關(guān)鍵是形成幅度隨音頻信號幅度在過零點(diǎn)反向的“載波信號”。

3 THALES設(shè)備SBO功放流程圖以及SBO信號產(chǎn)生方式

由THALES設(shè)備SBO信號的框圖看到由頻率合成器輸出的等幅度載波射頻信號先經(jīng)過一個0°/180°相位反向的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，此開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的作用如下所示。

因?yàn)檎{(diào)制音頻信號在是MSG-C EPPROM中存儲的，因此通過內(nèi)部微處理系統(tǒng)測量調(diào)制音頻信號在過零點(diǎn)處來控制載波信號相位反向，這樣就產(chǎn)生了在要求時(shí)間射頻反向的連續(xù)波信號。這個信號經(jīng)過Z3，Z1移相作用，通過IC9/Q10的預(yù)放大作用，在Q12中與|sSBO| =|Asin（Ω90t）-Asin（Ω150t）|信號按照的規(guī)格進(jìn)行調(diào)制，形成最終的SBO包絡(luò)信號。

4 結(jié)語

這樣就形成了SBO的調(diào)幅信號，由以上分析知道，形成SBO信號的關(guān)鍵在于控制載波信號和調(diào)制信號合成時(shí)對與載波信號相位的控制，現(xiàn)在的設(shè)備都是通過微處理系統(tǒng)控制的，可以方便的控制射頻信號的變化，該文從理論上分析了信號形成的過程。

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