INDRA VRB-53D发射信号产生与控制分析探究

马建新

摘要：多普勒全向信标是现代航空无线电测向的一种地面导航设备，被广泛的应用于短距以及中距制导中，通过信标天线发射信号，经过设备接收后对信号进行分析处理。本文从VRB-53D发射信号产生入手，深入进行分析，结合实际情况明确VRB-53D幅度相位控制机机制，探索其机制原理，以供参考。

关键词：VRB-53D发射信号;全向信标系统;数字合成;控制

0  引言

INDRA VRB-53D是现阶段全球先进的全向信标系统，具有较高的技术水平，以先进的硬件为基础，构建高度集成化结构，改变了传统的技术理念，满足用户的需求。在设计过程中，灵活运用功能强大的的集成芯片进行信号监控与产生，数字化程度较高，优化设备的整体稳定性，减少系统的非线性误差，提升设备的运行效率。

1  INDRA VRB-53D发射信号概述

多普勒全向信标（DVOR）是现代航空无线电侧向的一种地面导航设备，被广泛的应用在多个领域之中，为人们提供优质的服务，适应时代发展。如常见短距与中距制导中，以自身的技术为基础，发射无线电信号，灵活利用机载设备接收信号，并对接收的信号进行分析处理，最终明确DVOR台站的磁方位角，以满足现阶段的发展需求。INDRA VRB-53D是现阶段全球先进的全向信标系统，属于最新型系统，具有较高的技术水平，在实践应用过程中可以为人们提供优质的服务，实现高度集成化，满足用户的结构需求。例如，在我国的乌鲁木齐地窝堡机场中，已经安装INDRA VRB-53D发射信号设备，并正常投入生产使用，提升整体的工作效率。相对于传统的VRB-52D设备来说，新设备更具有优势，在设备设计过程中，改变了传统的分立元件设计理念，选择功能更为强大的软件进行应用，利用数字化的芯片完成信号的产生与监控，从根本上提升设备的稳定性与安全性，并降低其产生的误差，降低系统的线性误差，优化安装流程，满足当前的发展需求。

INDRA VRB-53D灵活应用先进的数字合成（DDS）技术作为基础产生发射信号，例如某公司的DDS芯片具有较强的优势，如相位噪声低、频率分辨率高、输出频率精确等，具有较强的优势，在实践应用过程中改变了传统的方法技术，利用数字结构消除以往模拟频率合成器中存在的元件老化与温度漂移因素产生的影响，同时降低手动调整的影响。对DDS内部特定的寄存器中的数据进行相位与幅度调整，实现特定波形的输出，FPGA读取外部非易失性存储器（SDRAM）中的数据，灵活应用特定的时钟修改DDS内部寄存器的数值，同时保证用户在操作过程中修改参数的记录保存在SDRAM中，满足现阶段的发展需求。

2  VRB-53D发射信号产生分析

2.1 VRB-53D发射信号流程分析

事实上，VRB-53D是以SGU作为核心，完成输出信号与识别信号，主要包括8路经过混合函数调制的射频边带信号与信号幅度调制的射频载波基准信号。在实际应用过程中，利用SPA与RPA完成信号的放大，主要是对射频边带信号与载波信号进行功率放大。SPA和RPA主要功能是：将SGU输入的边带信号和基准信号放大到能够被天线发射的功率，减少输出中的谐波，通过数字接口与SGU通信。例如图1为VRB-53D系统。

ADS（Antenna Distribution Switch）在SGU同步信号作用下，将两个SPA输出的8路边带信号依次送到48个边带天线上。48个边带天线被分为8组，每组6个，每路边带信号通过6个开关依次连接到一个天线组里的6个天线上。每组天线里任何时刻只有一个开关闭合，与之相连的天线就和驱动该天线组的这路边带信号相连。当开关断开时，与之相连的天线和一个50欧姆的负载阻抗相连。

2.2 调制边带信号与载波信号

芯片是SGU的核心部件，以其为基础进行信号传输，主要有两个芯片，分别输出边带信号与基准信号。SGU在应用时实现了载波与射频信号的同步，并提供统一的外部基准时钟信号。芯片在应用过程中利用相位-幅度转换实现正弦波输出，根据实际进行相位值采样。VRB-53D中将取样时钟作为数据传输控制时钟更新芯片内部寄存器数据，将幅度、移相以及频率控制在合理的范围内，并将，I/O UPDATE端口作為片内寄存器状态更新，实现整体的发展。例如图2系统同步时钟结合I/O缓存区的数据写入寄存器中。

识别信号以及话音信号在SGU中制作为包络，根据实际的AM调制度改变其电压比，达到最终的30%调制度目的，实现幅度控制，调整分辨率并输出精准的基准信号。对于现阶段的边带信号来说，可以选择复杂的混合函数信号，对输出的边带信号进行合理的处理，通过读取外部信号作为幅度控制字完成调制，以满足实际的需求[2]。

3  VRB-53D幅度相位控制机制的分析

3.1 分析VRB-53D幅度控制机制

实际上，在进行空间调制过程中，应根据实际情况深入分析现阶段进行应用，保证其可以获取可变行相位信号，由此在运行过程中，应注重边带信号的稳定性，只有保证其稳定性才能发挥出自身的作用，同时还应保证天线辐射载波的稳定性，促使其载波与信号的幅度相适应，以满足运行的需求。通过分析发现，VRB-53D在控制过程中，主要是利用现阶段的幅度负反馈补偿射频通路中非线性器件，充分发挥出其功能，经由SPA与RPA输出功率信号，并在经过π时产生电阻衰减，以此为基础输入射频功率载波器，转化正反向功率值，变为检测信号，经过模式变化形成告警信号，最后进行信号反馈。对于现阶段的反馈信号来说，在进行反馈过程中，主要是根据现阶段的预算失真算法进行应用，获取相关的失真参数，改变其幅度控制字，根据需求调整动态，对失真进行补偿，发挥出其功能。经过分析发现，SPA的反馈信号在实际应用过程中，主要是选择现阶段的DDS进行幅度控制，以现有的功率放大校准其数据为基础，根据运行要求进行动态调整，并进行计算，完成后续的补偿。在实际运行过程中，为保证边带天线具有均衡性，以此为基础，优化射频通路的损耗均衡，例如，在应用过程中以一根边带天线对输出的功率进行修正，对幅度的均衡性进行控制，同时对修正值进行处理，将其数值进行存储，以促使其发挥出作用。

3.2 VRB-53D相位控制机制

对于现阶段的载波信号来说，其上下边带对于当前的系统运行较为重要，因此应合理控制其矢量与信号，保证其在空间中相对应，同时保证相位关系合理。实际上，产生该情况的原因较多，如以实际为例，现阶段存在的误差主要包括传输路径、天线系统等产生的误差，并且其内容包含的范围较广，涉及的内容较多常见天线互耦、近场效应等，直接造成信号的相位滞后，产生不良的影响。对于现阶段常见的圆环阵列天线阵来说，在实际的应用过程中，天线阵效应的应用，以自身的功能为基础，将接收点与中心线进行垂直处理，并保证其天线辐射信号的相位相比于中心现上的辐射信号更为其滞后，误差在可控的标准范围内，以满足现阶段的发展需求。以定相过程为例，在该过程中设计边带相位角度，充分发挥出角度的优势，促使载波相位处于静态，同时将下边带相位接收的载波控制在最小的范围内，在该背景下将上边带的相位控制在标准的范围内，减少相位误差。对于现阶段的复杂信号来说，在进行控制过程中，应将其控制在标准的范围内，根据实际情况将正弦的信号进行组合，利用补偿信号的优势控其边带信号的幅度，形成一系列的信号，完成最终的耦合目的[3]。为达到最佳的效果，该边带天线间距应保持在一致状态，因而在安装过程中可以对其进行处理，减少边带天线路径产生的相位误差，进而保证现阶段的发展符合要求。经过分析发现，现阶段的传输路径可以分为两方面，一方面主要是ADS边带天线传输误差，而另一方面则是载波天线边带天线传输误差。根据上述的研究分析发现，现阶段的VRB-53D与传统系统存在明显的不同，不仅仅从理念上创新，灵活应用先进的技术，以集成化与数字化为基础，优化自身的发射结构，为人们提供优质的服务。另一方面提高了信号的稳定性与精度，积极引入幅度的相位负反馈可以促使其得到优质化处理，并利用BITE信号进行检测，以其技术优势为基础，实现了环检测，可以为人们提供更加稳定的服务，满足当前发展的需求。

4  结论

综上所述，新一代的全向信標系统VRB-53D从根本上实现了创新，将传统的技术进行革新，将相位控制与信号的调制产生实现了在芯片中处置，优化了系统的结构，采用更稳定的数字合成方案，保证其精度合理，在标准的范围内，实现整体的处理，提升其稳定性，减少传输误差，简化安装流程，同时引进先进的技术，促使其系统功能得到完善，从整体上提升技术水平，推动相关领域进步发展。

参考文献：

[1]唐飞.DVOR VRB-52D副载波故障案例分析[J].电子世界，2019，14（19）：102-103.

[2]赵宇伟.INDRA DVOR VRB-53D调相原理探讨[J].现代商贸工业，2019，40（16）：190-191.

[3]王鹏云.VRB-53D型多普勒甚高频全向信标导航原理与设备结构的研究[J].河南科技，2019，11（01）：20-22.