微波着陆系统信号的产生与应用分析

摘 要：本文介绍了微波着陆系统的设备组成以及几种信号格式，简述了基本信号格式和序列信号格式两种信号格式的所产生过程，并提供了一种莫尔斯码信号应用的具体应用例。

关键词：基本信号；序列信号；莫尔斯码功能；数据处理模块

1 前言

微波着陆系统（简称，MLS）是一种精密的引导飞机进场、着陆和滑行的系统，它使用的频率波段范围为5031MHz-5091MHz。基于相共振天线实现20000度/秒的扫描速率，通过飞机接收到的往扫和反扫的时间间隔Δt来完成飞机方位角、仰角及距离的测量，为飞机进场着陆提供多种引导信息，如进场引导信息、拉平信息和复飞信息等。确保安全进场着陆依赖于微波着陆系统信号的正确实现。

2 微波着陆系统组成及信号格式

1、设备组成

方位制导设备、仰角制导设备、拉平制导设备、反方位制导设备、精密测距仪以及基本数据传送系统是构成微波着陆系统的重要组成部分。

（1）方位引导装置通常与精密测距仪一起使用，安装在跑道中心延伸部分外300米处。定向引导装置的结构主要包括发射器，检测器，不间断电源，天线，本地控制器，便携式测试接收器和原位检测控制装置。

（2）仰角制导设备一般安装在距离数据点衡偏130-180米区域内，仰角制导器不仅可以为进场着陆的飞机提供对于下滑到的垂直引导信息，但是，与仪表着陆滑行相比，它可以将提供给飞行员的滑动角度范围扩展到15度。驾驶员可以控制飞行器在由高度引导装置提供的滑移角覆盖范围内的任何滑行路径上被精确地引导。

（3）水准引导装置的主要功能是确保飞机成功完成从运行到水平到主轮接地的着陆过程。拉平制导台的功能是提供进场飞机在拉平阶段时具体地面的高度数据。拉平制导通常安装在接近进场飞机着陆点跑道的一侧。

（4）除了反向引导装置的安装位置在跑道入口处的中心延长线侧之外，反向引导装置和定向引导装置以相同的原理工作。该功能是扭转飞机起飞，绕行或离开现场的指导。

（5）精确测距通常与定向引导装置一起使用，并且通常安装在跑道终端的中心延长线上它的作用是为每一架进场飞机提供相对于设备天线设备的距离数据，保障飞机在全自动进场和着陆过程中能够按照设计轨迹进场、着陆和滑跑。

（6）微波着陆系统的数据传输系统可以为飞机提供进场、着陆和滑行的数据信息，数据可以分为基本数据和辅助数据。基本数据包括地面设备识别、低可用下滑道、微波着陆系统设备性能情况、信号覆盖范围以及所有频道等。辅助数据主要包含地面设备的安装情况、跑到情况、航空气象数据和以及区域导航方面的数据等。

2、信号格式

微波着陆系统的信号格式分为十二种数据字信号、五种角度制导信号，通过对上述十七种基本信号的发送方式进行排列组合，又可以将信号格式分为四种序列对信号流和两种全功能信号流。微波着陆系统的信号格式是基于时分多路复用技术形成的。通过发送扫描信号和方位信号的数据字，仰角信号等，可以在相同的频率上操作引导功能和数据传输功能。不同功能的信号发射顺序和时段是可以调整的，可以做到抗同步干扰；可以基于飞机接近，着陆和滑行的实际条件来增加或减少信号格式，而不会影响接收器的正常操作。

3 微波着陆系统信号实现

1、基本信号产生

十七种基本信号的实现过程是相同的，只是在不同功能的基本信号处理方式都有各自对应的子模块。负责调用本设计中各个模块的顶层模块从负责提供本设计所需所有参数信号的参数化模块读取所有需要的信号后将参数信号传输到MLS模块。MLS根据信号对信号的输出模式进行筛选，不同的信号数模模式选择对应的子模块进行处理，最后将处理后的波形信息反馈到顶层模块中完成输出。以方位信号为例，MLS调用的子模块为mls-az-add模块。

2、序列信号产生

四个序列信号的实现方式也基本相同，区别在于，四个序列信号由于包含的基本信号不同，导致其连接的基本信号子模块也不一样，本文以序列Ⅰ为例。该序列信号的基本信号包括了方位信号、反方位信号、拉平信号、仰角信号和基本数据字，六种信号实现了十种序列信号输出形式，其使用的数据读取的模块为mls-xl-Ⅰ，其读取数据的方式与方位信号模块读取方式相同。在进行序列Ⅰ信号实现的流程中，首先通过基本信号模块实现基本信号的输出，再讲输出的基本信号通过mls-xl-Ⅰ模块进行处理的对应的序列信号，最后将序列信号反馈啊到定测模块中济宁输出，得到的最终输出信号就为序列Ⅰ信号。由于序列信号在实现的过程中会产生延迟，则需要在每次序列信号实现前进行提前处理，以保证信号的不间断性和精确性。例如信号的延时由一个单位时钟，则顺位序列信号处理时间应该在上一个序列信号处理结束前的一个单位时钟前开始。

4 微波着陆系统信号应用情况

摩尔斯电码是一种国际标准通信代码。实现摩尔斯电码功能所需的模块是摩尔斯电码功能模块和基本数据字6模块，基本数据字6模块主要提供接地设备的代码。摩尔斯电码功能模块处理地面设备代码。摩尔斯电码模块的时基信号由mls-seque模块提供。在摩尔斯电码模块读取数据之后，首先，基于c语言代码建立使用十六进制数据存储模式的文档数据表，并且文档数据表中的每个数据表示字母解码。数据的高四位是编码的点数（0/1），低八位表示相应位数的点（0/1）。这样可以迅速的获取所需密码的字母的编码个数和点划位置。设计“1”是摩尔斯电码的开头，而“0”是摩尔斯电码的末尾，解码了基本数据字6模块提供的地面设备识别码。

5 结语

微波着陆系统的信号格式可以分为基本信号格式和序列信号格式，基本信号的形成基于不同的处理模块实现。而序列信号则是根据不同的基本信号组成和排列方式以及对应的数据处理模块实现。通过设计摩尔斯电码功能模块和基本数据字6模块，可以实现微波着陆系统的莫尔斯码信号输出。

参考文献

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作者简介：

王晓松（1990.08--）；性别：男，籍贯：天津，学历：本科，毕业于天津理工大学中环信息学院；现有职称：助理工程师；研究方向：微波着陆系统；