一种用于仪表着陆设备的监视信号预处理电路的制作方法

1.本发明涉及仪表着陆设备技术领域，具体为一种用于仪表着陆设备的监视信号预处理电路。


背景技术：

2.仪表着陆设备（instrument landing system，ils，俗称盲降系统）是目前应用最为广泛的飞机精密进近和降落导引系统。这是一种在诸如低云、低能见度的仪表气象条件下可以正常运行，使用无线电信号以及高强度灯光阵列来为飞机安全进近降落提供精密引导的陆基仪表进近系统。
3.监视信号预处理电路是仪表着陆设备的输入设备，它可以接收来自天馈箱、备机监视及近场监视传来的各种幅度不同的射频信号，经监视信号预处理电路的处理，可输出系统需要的基带信号和射频电平信号，送给监视器进行数字处理，然后现有的监视信号预处理电路，存在其精准度较低，且射频放大的前端电路不方便调整电路电平、电路成本高等问题。
4.中国专利申请号为2014107941294的发明专利，公开了一种仪表着陆地面设备信号处理电路，包括步级衰减器、带通滤波器、第一射频放大器、第二射频放大器、第三射频放大器、自动增益控制电路、pin 二极管衰减器、第一检波器、第二检波器、温度补偿电路、第一运算放大器和第二运算放大器等等，但是该发明专利所采用自动增益控制电路的反馈电路，其反馈精度低，从而影响监视信号预处理电路整体监控信号的精准度，此外该发明专利的射频放大的前端电路不方便调整电路电平，接入过高的电压时很容易损坏电路。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种用于仪表着陆设备的监视信号预处理电路，解决了精准度较低，且射频放大的前端电路不方便调整电路电平、电路成本高的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种技术方案：一种用于仪表着陆设备的监视信号预处理电路，包括：步进衰减器、带通滤波器、第一射频放大器、细调电位器、功分器、电调衰减器、第一检波器、高频放大器、时间积分器、低通滤波电路、第二检波器、第二射频放大器，所述步进衰减器的输入端接航道位置信号，所述步进衰减器的输出端接带通滤波器的输入端，所述带通滤波器的输出端接第一射频放大器的输入端，所述第一射频放大器的输出端接细调电位器的输入端，所述细调电位器的输出端接功分器的输入端，所述功分器输出两路，所述功分器的一路输出接电调衰减器的输入端，所述电调衰减器的输出端接第一检波器的输入端，所述第一检波器的输出端接高频放大器的输入端，所述高频放大器的输出端输出航道位置射频电平，所述高频放大器的反馈输出端接时间积分器的输入端，所述时间积分器的输出端接电调衰减器的反馈输入端，所述功分器另一路输出接第二射频放大器的输入端，所述第二射频放大器的输出端接第二检波器的输入端，所述第二检波器的输出端接低通滤波电路的输入端，所述低通滤波
电路的输出端输出航道位置基带信号；所述时间积分器包括第一放大器、第二放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管，所述第一放大器的反向输入端接第一电容的一端、第三电容的一端、第二电阻的一端，所述第一放大器的输出端接第三电容的另一端、第二电阻的另一端、第二电容的一端、第三电阻的一端，所述第二电容的另一端接地，所述第三电阻的另一端接第一三极管的基极，所述第一三极管的发射极接第二放大器的反向输入端、第五电阻的一端，所述第一三极管的集电极接第二三极管的集电极，所述第二三极管的发射极接变阻器的一端，所述变阻器的变阻端接第四三极管的发射极，所述第四三极管的基极接变阻器的另一端，所述第二三极管的基极接第三三极管的发射极，所述第三三极管的基极接第六电阻的一端，所述第三三极管的集电极接电源电压，所述第二放大器的输出端接第五电阻的另一端、第六电阻的另一端。
7.进一步，优选的，所述细调电位器包括电位器、第八电阻、第九电阻、第五三极管、第六三极管、第五电容，所述电位器的调节端接第九电阻的一端、第五电容的一端，所述第九电阻的另一端接第五电容的另一端、第五三极管的集电极、第六三极管的发射极，所述第五三极管的基极接第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端接电位器的输入端。
8.进一步，优选的，所述第六三极管的基极接dsp芯片的输出端。
9.进一步，优选的，所述第八电阻的另一端与电位器的输入端之间设有一电阻。
10.进一步，优选的，所述第六三极管的集电极接电源电压。
11.进一步，优选的，所述第五三极管的发射极接地。
12.进一步，优选的，所述第一放大器的同向输入端接电源电压，所述第二放大器的正向输入端接第四电阻的一端、第四电容的一端，所述第四电阻的另一端、第四电容的另一端接电源电压。
13.进一步，优选的，所述第四三极管的集电极接电源电压。
14.进一步，优选的，所述第一电容的另一端接第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接高频放大器的反馈输出端。
15.进一步，优选的，所述步进衰减器的衰减值为6db或12db或18db。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.本发明采用多个三极管、电阻、电容、放大器组成时间积分器，便于追踪高频放大器输出的直流工作点是否满足反馈条件（即同时满足多个三极管导通条件），如果满足，则将反馈值传输给电调衰减器，从而控制调节电调衰减器的衰减值，从而达到调节射频电平信号进行补偿的目的，使得射频电平信号被功分前达到一个稳定值，这样可以提高信号输出的精准度和抗干扰能力。
17.2、本发明的细调电位器可以根据三极管的导通条件判断第一射频放大器3的输出端的信号是否需要被调节，还可以通过控制细调电位器4来调节电路电平，从而达到调节射频电平信号进行补偿的目的，使得射频电平信号被功分前达到一个稳定值，这样可以提高信号输出的精准度和抗干扰能力。
18.3、本发明采用时间积分器、细调电位器、功分器等电路结构的设计，可以大大简化电路，使得射频放大的前端采用1个射频放大器就可以获得所需的2路信号输出，从而简化
电路，大大降低成本。
19.4.本发明采用多个三极管、电阻、电容、放大器组成时间积分器作为反馈电路，其反馈精度低，从而能够大大提高监视信号预处理电路整体监控信号的精准度，此外本发明的射频放大的前端电路方便调整电路电平，可以进一步提高信号的精准度。
20.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
21.图1为本发明的用于仪表着陆设备的监视信号预处理电路的示意图；图2为本发明的时间积分器的电路原理图；图3为本发明的细调电位器的电路原理图。
22.图中：1、步进衰减器；2、带通滤波器；3、第一射频放大器；4、细调电位器；5、功分器；6、电调衰减器；7、第一检波器；8、高频放大器；9、时间积分器；10、低通滤波电路；11、第二检波器；12、第二射频放大器；u22、第一放大器；u25、第二放大器；r101、第一电阻；r102、第二电阻；r103、第三电阻；r104、第四电阻；r105、第五电阻；r106、第六电阻；r107、第七电阻；c121、第一电容；c122、第二电容；c123、第三电容；c124、第四电容；q101、第一三极管；q102、第二三极管； q103、第三三极管；q104、第四三极管；r233、电位器；r201、第八电阻； r202、第九电阻；q201、第五三极管；q202、第六三极管；c206、第五电容。
实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
25.参照图1-图3所示，本公开实施例提供了一种用于仪表着陆设备的监视信号预处理电路，步进衰减器1、带通滤波器2、第一射频放大器3、细调电位器4、功分器5、电调衰减器6、第一检波器7、高频放大器8、时间积分器9、低通滤波电路10、第二检波器11、第二射频放大器12，步进衰减器1的输入端接航道位置信号，步进衰减器1的输出端接带通滤波器2的输入端，带通滤波器2的输出端接第一射频放大器3的输入端，第一射频放大器3的输出端接细调电位器4的输入端，细调电位器4的输出端接功分器5的输入端，功分器5输出两路，功分器5的一路输出接电调衰减器6的输入端，电调衰减器6的输出端接第一检波器7的输入端，第一检波器7的输出端接高频放大器8的输入端，高频放大器8的输出端输出航道位置射频电平，高频放大器8的反馈输出端接时间积分器9的输入端，时间积分器9的输出端接电调衰减
器6的反馈输入端，功分器5另一路输出接第二射频放大器12的输入端，第二射频放大器12的输出端接第二检波器11的输入端，第二检波器11的输出端接低通滤波电路10的输入端，低通滤波电路10的输出端输出航道位置基带信号。
26.工作原理：航道位置信号先进入步进衰减器1（步进衰减器1（ 6db、12db、18db）可以在接收和发射中提供增益控制），然后再输入至带通滤波器2（带通滤波器2作为选频电路，允许有用频率的信号顺利通过，将没用频率的信号阻拦住不使其通过，从而达到对频率进行过滤的功能，从而提高信号的抗干扰能力），接着再依次进入到第一射频放大器3、细调电位器4中，射频电平信号是与射频输入成比例的直流电压，因此可以通过控制细调电位器4来调节电路电平，从而达到调节射频电平信号进行补偿的目的，使得射频电平信号被功分前达到一个稳定值，这样可以提高信号输出的精准度和抗干扰能力。
27.经细调电位器4调节后的信号被功分器5分成2路：一路依次经过电调衰减器6（电调衰减器6为可变衰减器，可以根据由时间积分器9组成的反馈电路，调节衰减值）、第一检波器7、高频放大器8后输出航道位置射频电平信号，高频放大器8还将反馈信号传输至时间积分器9，由时间积分器9追踪高频放大器8输出的直流工作点是否满足反馈条件，如果满足，则将反馈值传输给电调衰减器6，从而控制调节电调衰减器6的衰减值。
28.另一路依次经过第二射频放大器12、第二检波器11、低通滤波电路10（低通滤波电路10的作用容许低于截止频率的信号通过, 而高于截止频率的信号则不能通过）后输出航道位置基带信号。
29.时间积分器9包括第一放大器u22、第二放大器u25、第一电阻r101、第二电阻r102、第三电阻r103、第四电阻r104、第五电阻r105、第六电阻r106、第七电阻r107、第一电容c121、第二电容c122、第三电容c123、第四电容c124、第一三极管q101、第二三极管q102、第三三极管q103、第四三极管q104，第一放大器u22的反向输入端接第一电容c121的一端、第三电容c123的一端、第二电阻r102的一端，第一放大器u22的输出端接第三电容c123的另一端、第二电阻r102的另一端、第二电容c122的一端、第三电阻r103的一端，第二电容c122的另一端接地，第三电阻r103的另一端接第一三极管q101的基极，第一三极管q101的发射极接第二放大器u25的反向输入端、第五电阻r105的一端，第一三极管q101的集电极接第二三极管q102的集电极，第二三极管q102的发射极接变阻器r107的一端，变阻器r107的变阻端接第四三极管q104的发射极，第四三极管q104的基极接变阻器r107的另一端，第二三极管q102的基极接第三三极管q103的发射极，第三三极管q103的基极接第六电阻r106的一端，第三三极管q103的集电极接电源电压，第二放大器u25的输出端接第五电阻r105的另一端、第六电阻r106的另一端，第一放大器u22的同向输入端接电源电压，第二放大器u25的正向输入端接第四电阻r104的一端、第四电容c124的一端，第四电阻r104的另一端、第四电容c124的另一端接电源电压，第四三极管q104的集电极接电源电压，第一电容c121的另一端接第一电阻r101的一端，第一电阻r101的另一端接高频放大器8的反馈输出端。
30.时间积分器9的工作原理为：当高频放大器8输出的直流工作点满足反馈条件（即其满足第一三极管q101、第二三极管q102、第三三极管q103的导通条件）时，则高频放大器8的输出的反馈信号经过第一放大器u22后，第一三极管q101的导通，进入第二放大器u25的反向输入端，第二放大器u25输出的信号进入第三三极管q103，第三三极管q103的导通，进
入第二三极管q102，第二三极管q102导通后，经过变阻器r107后输出至电调衰减器6，从而控制调节电调衰减器6的衰减值。
31.本发明的时间积分器9的设计一方面可以简化流程、降低电路的复杂程度，降低电路成本，另一方面，还能过滤掉多余的反馈信号，仅保留符合要求的反馈信号，大大提高了电路的精度。
32.细调电位器4包括电位器r233、第八电阻r201、第九电阻r202、第五三极管q201、第六三极管q202、第五电容c206，电位器r233的调节端接第九电阻r202的一端、第五电容c206的一端，第九电阻r202的另一端接第五电容c206的另一端、第五三极管q201的集电极、第六三极管q202的发射极，第五三极管q201的基极接第八电阻r201的一端，第八电阻r201的另一端接电位器r233的输入端；第六三极管q202的基极接dsp芯片的输出端；第八电阻r201的另一端与电位器r233的输入端之间设有一电阻，第六三极管q202的集电极接电源电压，第五三极管q201的发射极接地。
33.细调电位器4的工作原理：当第一射频放大器3输出的信号能够使第八电阻r201导通、第九电阻r202截止，则说明第一射频放大器3输出的信号不用被调节电路电平，此时，第一射频放大器3输出的信号经过电位器r233后输出，当第一射频放大器3输出的信号使得第八电阻r201截止、第九电阻r202导通，则说明第一射频放大器3输出的信号需要被调节电路电平，此时，dsp芯片的控制信号经过第九电阻r202后输入至电位器r233的调节控制端，对电位器r233进行控制调节，第一射频放大器3输出的经过被调节后的电位器r233后输出，使得射频电平信号被功分前达到一个稳定值，这样可以提高信号输出的精准度和抗干扰能力。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
35.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、
ꢀ“
示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
36.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种用于仪表着陆设备的监视信号预处理电路，其特征在于，包括：步进衰减器、带通滤波器、第一射频放大器、细调电位器、功分器、电调衰减器、第一检波器、高频放大器、时间积分器、低通滤波电路、第二检波器、第二射频放大器，所述步进衰减器的输入端接航道位置信号，所述步进衰减器的输出端接带通滤波器的输入端，所述带通滤波器的输出端接第一射频放大器的输入端，所述第一射频放大器的输出端接细调电位器的输入端，所述细调电位器的输出端接功分器的输入端，所述功分器输出两路，所述功分器的一路输出接电调衰减器的输入端，所述电调衰减器的输出端接第一检波器的输入端，所述第一检波器的输出端接高频放大器的输入端，所述高频放大器的输出端输出航道位置射频电平，所述高频放大器的反馈输出端接时间积分器的输入端，所述时间积分器的输出端接电调衰减器的反馈输入端，所述功分器另一路输出接第二射频放大器的输入端，所述第二射频放大器的输出端接第二检波器的输入端，所述第二检波器的输出端接低通滤波电路的输入端，所述低通滤波电路的输出端输出航道位置基带信号；所述时间积分器包括第一放大器、第二放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管，所述第一放大器的反向输入端接第一电容的一端、第三电容的一端、第二电阻的一端，所述第一放大器的输出端接第三电容的另一端、第二电阻的另一端、第二电容的一端、第三电阻的一端，所述第二电容的另一端接地，所述第三电阻的另一端接第一三极管的基极，所述第一三极管的发射极接第二放大器的反向输入端、第五电阻的一端，所述第一三极管的集电极接第二三极管的集电极，所述第二三极管的发射极接变阻器的一端，所述变阻器的变阻端接第四三极管的发射极，所述第四三极管的基极接变阻器的另一端，所述第二三极管的基极接第三三极管的发射极，所述第三三极管的基极接第六电阻的一端，所述第三三极管的集电极接电源电压，所述第二放大器的输出端接第五电阻的另一端、第六电阻的另一端。2.根据权利要求1所述的用于仪表着陆设备的监视信号预处理电路，其特征在于，所述细调电位器包括电位器、第八电阻、第九电阻、第五三极管、第六三极管、第五电容，所述电位器的调节端接第九电阻的一端、第五电容的一端，所述第九电阻的另一端接第五电容的另一端、第五三极管的集电极、第六三极管的发射极，所述第五三极管的基极接第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端接电位器的输入端。3.根据权利要求2所述的用于仪表着陆设备的监视信号预处理电路，其特征在于，所述第六三极管的基极接dsp芯片的输出端。4.根据权利要求2所述的用于仪表着陆设备的监视信号预处理电路，其特征在于，所述第八电阻的另一端与电位器的输入端之间设有一电阻。5.根据权利要求2所述的用于仪表着陆设备的监视信号预处理电路，其特征在于，所述第六三极管的集电极接电源电压。6.根据权利要求2所述的用于仪表着陆设备的监视信号预处理电路，其特征在于，所述第五三极管的发射极接地。7.根据权利要求1所述的用于仪表着陆设备的监视信号预处理电路，其特征在于，所述第一放大器的同向输入端接电源电压，所述第二放大器的正向输入端接第四电阻的一端、第四电容的一端，所述第四电阻的另一端、第四电容的另一端接电源电压。
8.根据权利要求1所述的用于仪表着陆设备的监视信号预处理电路，其特征在于，所述第四三极管的集电极接电源电压。9.根据权利要求1所述的用于仪表着陆设备的监视信号预处理电路，其特征在于，所述第一电容的另一端接第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接高频放大器的反馈输出端。10.根据权利要求1所述的用于仪表着陆设备的监视信号预处理电路，其特征在于，所述步进衰减器的衰减值为6db或12db或18db。

技术总结
本发明公开了一种用于仪表着陆设备的监视信号预处理电路，包括：步进衰减器、带通滤波器、第一射频放大器、细调电位器、功分器、电调衰减器、第一检波器、高频放大器、时间积分器、低通滤波电路、第二检波器、第二射频放大器，本发明采用多个三极管、电阻、电容、放大器组成时间积分器作为反馈电路，其反馈精度低，从而能够大大提高监视信号预处理电路整体监控信号的精准度，此外本发明的射频放大的前端电路方便调整电路电平，可以进一步提高信号的精准度。度。度。


技术研发人员：郭建立 张升华 戚玉军 李美烨
受保护的技术使用者：天津七六四通信导航技术有限公司
技术研发日：2023.01.13
技术公布日：2023/9/13