飞机无线电导航设备自动测试系统的设计研究论文_张石磊,石成伟,魏晓欢

飞机无线电导航设备自动测试系统的设计研究论文_张石磊,石成伟,魏晓欢

石家庄海山实业发展总公司 河北省石家庄市 050208

摘要:飞机电子设备自动化检测技术,智能高效的操作系统,极大的降低了工人们的工作量,提高了电子设备的检测效率,满足现代飞机设备管用,好用、实用、安全的要求。要将飞机无线电自动检测系统提升到一个更高的水平,需要硬件、软件、技术人员的共同进步。本文首先阐述了无线电导航系统概念,接着分析了系统组成及工作原理,最后对实施飞机无线电设备自动检测的具体措施进行了探讨。

关键词:飞机;无线电;导航设备;自动测试系统;设计

引言:

随着科学技术不断发展,越来越多的新设备应用到实践当中。设备性能是决定工作质量和效率的关键,机载设备装机前,对其进行可靠性测试非常必要。为了确保测试结果准确,需要借助精密昂贵的仪器仪表,且需要对测试数据进行整理和记录,在很大程度上增加了测试难度。

1 无线电导航系统概念

飞机的无线电导航系统是整个飞机的核心系统,它承担着飞机和地面的通信任务,实现整个飞行过程的导航,信号的识别处理。正因为通信导航系统的意义重大,它的可靠与否直接决定了飞行的安全行和和通信的可靠性以及高效性。无线电导航设备的自动测试系统应运而生,它是指采用通过计算机程序对测试系统进行操作实现自动化测试。自动测试系统能够自动完成的任务包括信号检测,数据采集及处理以及测试结果的自动输出和显示等。由于整个过程有计算机主导,避免了传统人工检测时的人为干扰,具有高效率,高可靠性,高精确性和高抗干扰能力等优势,已逐渐全面代替原来的人工测试系统。下面讨论的测试系统基于嵌入式系统的功能化概念,通过利用计算机技术本身高效的数据处理分析优势,并配合现代化信号采集处理技术以及信号传输技术,通过和专门开发的处理软件相配套,实现对测试数据的自动加载,采集以及自动计算等流程,分别由无线以及有线的途径完成对飞机无线电导航设备的基本功能以及特性的室外测试,并能够根据无线电导航设备特性提供内部故障排查的相关信号和检测方法。

2 系统组成及工作原理

2.1 适配单元设计

接口适配器单元是用于确保航空电子测试数据正确的测试仪器。传输接口适配器的信号完成过程主要是通过信号转接统一分配、信号调理、被检测航空电子设备多模式适配器测试接口和信号检测指示器多个功能来实现的。每个适配器单元包含多个适配器接口和信号切换模块,其中设备信号探测孔、类型指示符、航空器设备携带插座和系统连接器安装在适配器壳体内部。信号检测孔面板安装在适配器壳体上,用于监测信号检测的整体过程。类型指示符是用来测试显示设备不同的型号,机载设备连接器和测试系统连接器与航电测试系统连接在一起。

2.2 激励单元设计

为了安装模拟天线并让传感器能够正常工作产生信号,激励单元需要给被测航空电子单元设备提供工作时产生所需要的激励信号。控制计算机还可以通过GPIB通信接口和激励信号之间进行数据传输,实现对激励源信号的设置和控制。测试子系统采用对ADF、MMR、DME、RA和TCAS使用通用或者专用的模拟源信号进行激励的特点,在综合考虑国内外设备对于源信号配置之后可以得出比较合适的方案:33522B是一款任意波形发生器,在与ADF天线模拟仪器配合环境下,可以自动提供多种激励信号,能够完成ADF的各种激励测试。WLM-9天线模仿仪和任意波形发生器33522B配合给ADF提供定向的激励信号来测试,用于测试ADF接收机的性能。ATB-7300用于测试多模测试接收机包括VOR、LOC、GS和MKR,接收器提供激励来完成各种性能测试。

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2.3 软件设计

在软件的整体过程中,要充分考虑软件的可扩展性、剪切性,软件应该能够通过利用分层的模块化体系结构和设计来实现和执行的。在测试模块中,测试操作界面负责项目的组织和管理,能够实现测试任务功能,对测试结果获得的数据进行计算。GST管理模块负责接收测试任务,主要用来对测试流程进行控制和管理。激励源控制模块是通过相应的仪器和设备,在需要激励信号的时候测量出控制总线输出的激励源。离散数据采集模块主要是通过数字I/O驱动程序设备来捕获信号,为下一步采集数据和实现数据处理的测试任务提供信号输出。模拟模块则用来进行互联测试,主要任务就是输出不同位置的网状边缘设备和数据模拟信号。DCI管理模块主要用来添加ICD文件,以及对文件的编辑和保存。而数据分析模块则是用来分析测试系统处理得出的试验数据,根据测试结果得出结论。软件由这几部分同时工作,才能最终取得良好的效果。

3 实施飞机无线电设备自动检测的具体措施

3.1 加强ATS系统设置

ATS系统最初的设计意图就是为了提高安全监测能力,现在将其应用到空中的无线电设备自动检测连接工作设备中时,ATS系统的使用程度依然很高,取得了非常显著的效果。ATS是一个检测装置系统,该系统能够根据各种情况来检测和测试设备是否存在问题,它支持所有类型的标准GPIB接口,通过检测控制仪器信号的方式来实现全天候的监控。在整个ATS系统中,被测试设备与示波器相关联,示波器和峰值功率转换机同电源总线设备连接在一起,数字计数器通过在检测开关频率的基础上,与高频电源以及其他总线设备进行数据通讯,以确保ATS系统的使用状态保持良好。

3.2 加强相关硬件设置

我国航天技术处于世界领先水平,很多相关领域的技术也是由我国自主研发的。航天飞行器相对于飞机而言,不管是设计结构还是需要监测的参数,都要复杂得多要求也更高。就比如无线电传播的距离,航天飞行器需要传播的距离就要比飞机远。航天飞行器上的很多技术都可以直接应用到飞机上。所以我们可以通过将航天飞行器上技术设备针对飞机的实际运用进行实用性调整,进而将正在先进的技术和更好的设备应用到飞机无线自动检测系统中。

3.3 加强相关软件设置。

对于已投入使用的软件程序,要探索其发展空间,不断完善其性能,提高它的安全性、高效性,把它升级得更加完美,为飞机无线电自动检测更好的服务。软件设计遵循以下原则:必须是基于Windows的应用程序;各种模拟器融合在同一程序中,统一编程;模块化设计,可靠性好,安全性强,注重代码重用;人机界面友好,操作简便,提供必要的在线帮助;能提供多种操作方式,即既可硬件操作,也可软件虚拟操作。软件编制遵循快速性、适时性、可扩展性和易,维护的原则。测试的快速性要求程序简练,在满足系统要求下尽量减少延迟时间。可靠性和易维护性是采用模块化结构化的编程方法,使程序维护简便。由于测试信号采集频率较高,信号必然有毛刺和抖动现象,可采取软件平滑技术进行处理。由于需测试的项目和信号种类较多,信号标准值和实测值以及判据测试结果已形成-个巨大的组织,稍有不慎就会出现错乱,因此采用运行管理技术,对各节点运行过程进行管理、协调和调度。

结束语

飞机无线电自动检测设备的推广和使用,是推动飞机检测技术进步的良好动力,要想进一步加强无线电自动设备的研发和使用,需要我们所有的技术人员的共同努力和积极的探索,不断学习不同国家和地区关于无线电设备的自动化测试技术的发展和创新精神。在探索新技术的同时,也要具备积极地将学习精神广泛地投入工作当中,改善我们的飞机无线

参考文献:

[1]宋佳倩,白晓亮.飞机无线电导航设备自动测试系统的设计研究[J].通讯世界.2017(22)

[2]彭金鹏,孙国忠.飞机无线电导航设备自动测试系统研究[J].中国新通信.2018(09)

论文作者:张石磊,石成伟,魏晓欢

论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期

论文发表时间:2019/11/6

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