TN30塔康信号处理及控制系统改进设计

摘要

塔康设备是我国军用飞机选用并大量装备的基本无线电导航设备，其性能直接影响我军的作战和飞行训练保障。确保塔康设备技术性能先进、工作稳定可靠，对于我国军队现代化、信息化建设具有重要意义。TN30塔康是某军工企业在研的新一代全固态数字化机载设备，具有空/地测位、测距和空/空测位、测距功能，配装于某型飞机。TN30塔康现已完成了正样样机制造。样机测试中发现，现有方案存在着抗强信号干扰能力差，测位、测距精度和稳定性差，硬件电路体积大，元器件种类多，信号处理电路（信息单元）和控制系统电路（控制单元）落后等设计问题，必须对信息单元和控制单元电路及结构进行重新设计。
　　 本课题针对TN30塔康样机存在的设计问题，提出并实施了改进方案。本文是这一课题研究、工程设计与试验的总结。
　　 改进方案采用成熟的信号相关处理技术、卡尔曼滤波技术，选用A/D高速采样电路、新一代DSP数字信号处理器、FPGA在线可编程门阵列等先进器件，对TN30塔康机载设备中的信息单元和控制单元进行优化设计，对现用DSP处理器、MCU微控制器及外围中小规模集成电路进行了简化和优化，将部分需硬件完成的功能改用软件完成，同时将原信息单元和控制单元合并为信息处理单元。改进方案经过试验证明，可以大幅度提高视频信号处理的抗干扰能力，提高测位、测距精度和稳定性，同时缩小体积、减轻重量、降低成本，提高生产性和可靠性。
　　 本文在塔康基本原理的基础上，研究分析了塔康信息处理单元的系统功能需求，视频信号特征，外部接口需求、主要硬件电路和接口参数，软件需求及主要模块和子程序分析等，并根据上述需求设计了相应的功能电路，进而设计出了整个信息处理单元的硬件电路框图、电路图以及主要软件模块的工作流程图。介绍了新方案样机的性能测试结果。