阅读说明：本技术 一种飞机机载dme测距设备 (Airborne DME (dimethyl ether) distance measuring equipment of airplane ) 是由 赵晶晶 王新芳 杨晓旭 高健雄 王健 于 2019-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种飞机机载DME测距设备,包括DME测距仪,所述DME测距仪包括CPU、频率合成器、发射机、接收机、环流器、天线、反馈电路、自动增益控制电路、抗干扰电路,所述CPU与所述频率合成器、自动增益控制电路连接,所述频率合成器分别与发射机、接收机连接,所述发射机与环流器连接,所述自动增益控制电路与所述反馈电路连接,所述反馈电路与所述接收机连接,所述天线与抗干扰电路连接,所述抗干扰电路与所述环流器连接,所述环流器与所述接收机连接；本发明还设置了反馈电路、自动增益控制电路、抗干扰电路,利用反馈电路和自动增益控制电路来调节接收机增益的大小,从而减小测距误差,降低多路径干扰。(The invention provides airborne DME (dimethyl ether) distance measuring equipment of an airplane, which comprises a DME distance measuring instrument, wherein the DME distance measuring instrument comprises a CPU (Central processing Unit), a frequency synthesizer, a transmitter, a receiver, a circulator, an antenna, a feedback circuit, an automatic gain control circuit and an anti-interference circuit, the CPU is connected with the frequency synthesizer and the automatic gain control circuit, the frequency synthesizer is respectively connected with the transmitter and the receiver, the transmitter is connected with the circulator, the automatic gain control circuit is connected with the feedback circuit, the feedback circuit is connected with the receiver, the antenna is connected with the anti-interference circuit, the anti-interference circuit is connected with the circulator, and the circulator is connected with the receiver; the invention also arranges a feedback circuit, an automatic gain control circuit and an anti-interference circuit, and utilizes the feedback circuit and the automatic gain control circuit to adjust the gain of the receiver, thereby reducing the ranging error and reducing the multipath interference.)

一种飞机机载DME测距设备

技术领域

本发明涉及测距仪技术领域，特别涉及一种飞机机载DME测距设备。

背景技术

测距仪(DME)又称为脉冲近程测距导航系统。用于提供飞机到地面台之间的直线距离信息，在机场，常常与多普勒全向信标一同安装在跑道一侧，共用同一台站，结合全向信标信标给出的方位信息，确定飞机的准确位置，为飞机提供中近程导航信息，并配合仪表着陆系统保障飞机安全着陆。

对于距离的测量是机载接收机发出询问脉冲，测距器地面台接收到询问脉冲后，经过一个固定延时，发出含有编码信息的应答脉冲，机载接收机接到应答脉冲后，通过发送与接收脉冲的时间间隔计算出相对于地面台站的直线距离信息。当飞机按照导航信息进港并准备着陆时，飞行高度会逐渐降低，机场周围的山体、房屋、停放的大型飞机等物体可能会引发多路径干扰，影响测距器发出的脉冲波形，脉冲波形的畸变会导致机载接收机测得的间隔时间出现偏差。经过实际运行的经验，多路径干扰是影响DME测距精度的最主要原因。另外，也有一些其他因素也会引发测距误差，比如:设备给出的固定延时不稳定，应答器所接收的信号幅度不固定等。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种飞机机载DME测距设备，能够降低多路径干扰。

为了实现上述目的，本发明提供一种飞机机载DME测距设备，包括DME测距仪，所述DME测距仪包括CPU、频率合成器、发射机、接收机、反馈电路、环流器、天线、反馈电路、自动增益控制电路、抗干扰电路，所述CPU与所述频率合成器、自动增益控制电路连接，所述频率合成器分别与发射机、接收机连接，所述发射机与环流器连接，所述自动增益控制电路与所述反馈电路连接，所述反馈电路与所述接收机连接，所述天线与抗干扰电路连接，所述抗干扰电路与所述环流器连接，所述环流器与所述接收机连接；

所述反馈电路包括反馈放大器、第一接地电阻、第一电阻，所述反馈放大器的输入端通过第一电阻与发射机连接，所述反馈放大器的另一输入端与所述自动增益控制电路的输出端连接，所述反馈放大器的另一输入端还与第一接地电阻连接，所述反馈放大器的输出端与所述接收机连接；

所述自动增益控制电路包括增益放大器，所述增益放大器的输入端与所述CPU连接，所述增益放大器的输出端与所述反馈放大器连接。

在上述任一方案中优选的是，所述自动增益控制电路还包括增益调节电路，所述增益调节电路包括第一次级绕组、第二次级绕组、第一晶体管、第二晶体管、第二电阻-第六电阻、第一电容-第三电容，所述第一次级绕组的第一输出端接第二电阻的一端，所述第一次级绕组的第二输出端接第一电容的一端、第三电阻的一端、第四电阻的一端，所述第二电阻的另一端接第一晶体管的基极，所述第一晶体管的集电极接第二晶体管的集电极、第五电阻的一端、第二电容的一端、第二次级绕组的一个输入端，所述第二次级绕组的另一个输入端接第二电容的另一端、第五电阻的另一端、第四电阻的另一端，所述第一晶体管的发射极接第二晶体管的基极，所述第二晶体管的发射极接第六电阻的一端、第三电容的一端。

在上述任一方案中优选的是，所述第一电容的另一端接第三电阻的另一端且都接地。

在上述任一方案中优选的是，所述增益放大器的另一输入端还第七电阻的一端、第八电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端接输入接口，所述第八电阻的另一端接第六电阻的一端、二极管的阳极，所述二极管的阴极接地。

在上述任一方案中优选的是，所述反馈放大器的输入端还通过第九电阻与所述反馈放大器的输出端连接。

在上述任一方案中优选的是，所述抗干扰电路包括耦合器、电感、第十电阻、第四电容、第三晶体管，所述耦合器的输出端接第十电阻的一端，所述第十电阻的另一端接电感的一端，所述电感的另一端接第四电容的一端、第三晶体管的集电极，所述第四电容的另一端接天线。

在上述任一方案中优选的是，所述第三晶体管的发射极接地。

在上述任一方案中优选的是，所述电感的一端还接电源电压。

在上述任一方案中优选的是，所述反馈放大器的型号选用THS3201。

在上述任一方案中优选的是，所述增益放大器的型号选用VCA824。

本发明的飞机机载DME测距设备具有以下有益效果：

1、本发明还设置了反馈电路、自动增益控制电路、抗干扰电路，利用反馈电路和自动增益控制电路来调节接收机增益的大小，从而减小测距误差，降低多路径干扰。

2、本发明将自动增益控制电路与反馈电路结合使用，使得当输入信号变化很大时，保持接收机的输出信号基本稳定，即当输入信号弱时，接收机增益高；当输入信号强时，接收机增益低。

3、由于放大器的增益与负载密切相关，故本发明设置增益调节电路来改变反馈放大器的负载，反馈放大器的部分负载是由增益调节电路中第一晶体管、第二晶体管联合作用输出，通过控制第一晶体管和第二晶体管的导通情况，来改变反馈放大器的部分负载，从而达到控制放大器增益的目的。

4、本发明的自动增益控制电路中的输入接口还可以与CPU连接，由CPU调节增益放大器输出的信号，进而调节接收机增益的大小。

5、本发明采用耦合器、电感结合的设计，能够进一步提高天线的抗干扰能力。

6、本发明的自动增益控制电路与反馈电路的电路结构简单，各元器件相对较少，制造成本低，可以大范围推广使用。

本发明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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/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为本发明的结构框图；

图2为本发明的反馈电路的电路原理图；

图3为本发明的增益调节电路的电路原理图：

图4为本发明的抗干扰电路的电路原理图

图中，1、CPU；2、频率合成器；3、发射机；4、接收机；5、反馈电路；6、自动增益控制电路；7、环流器；8、抗干扰电路；9、天线；

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

DME(测距仪)是一个航空器所使用的无线电导航设备信号发生器，安装在机场和航路上，是主要的航路导航设备。航空器通过发射接受一对固定间隔的脉冲信号使用DME来测量自身到地面发射机之间的距离。

本发明提供了一种飞机机载DME测距设备，如图1所示，包括DME测距仪，所述DME测距仪包括CPU1、频率合成器2、发射机3、接收机4、环流器7、天线9，在此基础上本发明还设置了反馈电路5、自动增益控制电路6、抗干扰电路8，CPU1与频率合成器2、自动增益控制电路6连接，频率合成器2分别与发射机3、接收机4连接，发射机3与环流器7连接，自动增益控制电路6与反馈电路5连接，反馈电路5与接收机4连接，天线9与抗干扰电路8连接，抗干扰电路8与环流器7连接，环流器7与接收机4连接。

其中，CPU1使用调谐输入来调谐频率合成器2，而频率合成器2向发射机提供脉冲的频率，当飞机机载DME测距设备向地面发射脉冲信号时，CPU1向发射机3提供一个信号来发射询问脉冲，发射脉冲经过一个环流器7后到达天线9，然后经天线9将脉冲信号发射出去。天线9还可以接收地面发射机发射过来的信号，经环流器7后将脉冲信号输出给接收机4，接收机4将信号输出给CPU1。

DME测距仪测距误差还与其所测量距离有关，这是由于辐射功率的大小、接收机增益的大小直接影响到判决门限电平与脉冲上升沿的相交时间，由于它们的变化，就可直接影响到测距精度的大小。因此本发明还设置了反馈电路5、自动增益控制电路6、抗干扰电路8，利用反馈电路5和自动增益控制电路6来调节接收机增益的大小，从而减小测距误差。

本发明在进行自动增益调节的原理如下：自动增益控制电路将输入量传输给反馈电路，反馈电路将输入量与比较量进行比较，发生偏离时，则产生校正量对输出量进行调整。

如图2所示，反馈电路5包括反馈放大器U21、第一接地电阻R7、第一电阻R5，反馈放大器U21的输入端通过第一电阻R5与发射机3连接，反馈放大器U21的另一输入端与自动增益控制电路6的输出端连接，反馈放大器U21的另一输入端还与第一接地电阻R7连接，反馈放大器U21的输出端与接收机4连接；反馈放大器U21的输入端还通过第九电阻R3与反馈放大器U21的输出端连接，其中，第九电阻R3为反馈电阻。优选的，反馈放大器的型号选用THS3201。

本发明设置第一接地电阻R7、第一电阻R5、第九电阻R3，可以根据电阻阻值的大小设置反馈放大器U21的输入量、比较量、输出量、校正量之间的关系。

本发明将自动增益控制电路6与反馈电路结合使用，使得当输入信号变化很大时，保持接收机的输出信号基本稳定，即当输入信号弱时，接收机增益高；当输入信号强时，接收机增益低。

自动增益控制电路6包括增益放大器U22，增益放大器U22的输入端与CPU1连接，增益放大器U22的输出端与反馈放大器U21连接。增益放大器U22的另一输入端还第七电阻RDA1的一端、第八电阻RDA2的一端连接，第七电阻RDA1的另一端接输入接口DA1，第八电阻RDA2的另一端接第六电阻RDA3的一端、二极管DDA1的阳极，二极管DDA1的阴极接地。此外，输入接口DA1还可以与CPU1连接，由CPU1调节增益放大器U22输出的信号，进而调节接收机增益的大小。优选的，增益放大器的型号选用VCA824。该电路提供一个差分输入到单端的转换，不需要外部缓冲，通过改变外部电阻阻值来设置增加变化，提高了设计的灵活性。

此外，自动增益控制电路6还与CPU1、接收机4连接，可以根据CPU1输出电压的变化来向反馈电路输出随CPU1输出电压的变化而自动变化的AGC电压，利用这个AGC电压去控制接收机某些级的增益，从而达到自动增益的目的。

如图3所示，自动增益控制电路6还包括增益调节电路，增益调节电路包括第一次级绕组TR1、第二次级绕组TR2、第一晶体管Q11、第二晶体管Q12、第二电阻R72-第六电阻R76、第一电容C71-第三电容C73，第一次级绕组TR1的第一输出端接第二电阻R72的一端，第一次级绕组TR1的第二输出端接第一电容C71的一端、第三电阻R73的一端、第四电阻R74的一端，第二电阻R72的另一端接第一晶体管Q11的基极，第一晶体管Q11的集电极接第二晶体管Q12的集电极、第五电阻R75的一端、第二电容C72的一端、第二次级绕组TR2的一个输入端，第二次级绕组TR2的另一个输入端接第二电容C72的另一端、第五电阻R75的另一端、第四电阻R74的另一端，第一晶体管Q11的发射极接第二晶体管Q12的基极，第二晶体管Q12的发射极接第六电阻R76的一端、第三电容C73的一端。第一电容C71的另一端接第三电阻R73的另一端且都接地。

由于反馈放大器的增益与负载密切相关，故本发明设置增益调节电路来改变反馈放大器U21的负载，反馈放大器U21的部分负载是由增益调节电路中第一晶体管Q11、第二晶体管Q12联合作用输出，通过控制第一晶体管Q11和第二晶体管Q12的导通情况，来改变反馈放大器U21的部分负载，具体为，当增益放大器U22输出信号的电压满足第一晶体管Q11、第二晶体管Q12的导通条件时，则第一晶体管Q11、第二晶体管Q12导通，自动增益控制电路6的等效电阻阻值改变，即反馈放大器U21的部分负载的值改变，从而达到控制放大器增益的目的。

此外，本发明为了提高天线的抗干扰能力，设置了抗干扰电路，如图4所示。

抗干扰电路8包括耦合器U30、电感L5、第十电阻R61、第四电容C63、第三晶体管Q7，耦合器U30的输出端接第十电阻R61的一端，第十电阻R61的另一端接电感L5的一端，电感L5的另一端接第四电容C63的一端、第三晶体管Q7的集电极，第四电容C63的另一端接天线E1。第三晶体管Q7的发射极接地。电感L5的一端还接电源电压。

本发明采用耦合器U30、电感L5结合的设计，能够进一步提高天线的抗干扰能力。

综上，当脉冲信号发生变化时，本发明的利用反馈电路和自动增益控制电路来自动调节接收机增益的大小，从而保证脉冲信号的稳定性，降低多路径干扰，从而减小测距误差。

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