[发明专利]用于NDB的中长波天线模拟装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种用于NDB的中长波天线模拟装置，包含数控可变电感、可变电容网络、可变抽头匹配变压器、伺服检测组件和负载电阻，可变抽头匹配变压器用于调整负载电阻的电阻值；可变电容网络用于调整电容值；伺服检测组件用于计算负载电阻两端的电压和电流的相位差，根据相位差调整数控可变电感的电感值。本发明可以模拟NDB工作频率范围内的、符合相关阻抗要求的天线，可模拟天线阻抗范围广。

技术领域

本发明涉及无线电导航系统，具体涉及中长波天线模拟技术。

背景技术

无方向性信标(NDB，Non-Directional Beacon)，是一种全固态中长波无线电导航设备，专门为机载自动定向机(ADF)提供导航信号，可以为布置在航路上(航路NDB)为飞机导航服务，也可以配置在终端区(终端NDB)为飞机提供进场及非精密进近着陆。

无方向性信标由发射机、谐波滤波器、监控器、电源、天线调配器、遥控器、天线地网组成。发射机把导航台站识别码、语音信息进行调制和功率放大，谐波滤波器滤除谐波，生成大功率调幅信号，最后通过天线调配器进行调谐，使发射机与NDB中长波天线达到谐振状态。在生产调试及教学过程中，需要对NDB发射机、谐波滤波器、天线调配器等设备的功能、性能进行测试验证，而NDB天线地网由于尺寸、安装场地等因素不方便在生产厂家或者教学基地使用，因此有必要设计一款中长波天线模拟装置用于替代天线地网，完成NDB功能性能的验证和测试。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种用于NDB的中长波天线模拟装置及使用方法，为NDB的生产调试及教学提供便利。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种用于NDB的中长波天线模拟装置，包含数控可变电感、可变电容网络、可变抽头匹配变压器、伺服检测组件和负载电阻；

数控可变电感用于调整负载电感值，包含端口c和端口d；

可变电容网络用于调整电容值，包含端口为e和端口f；

可变抽头匹配变压器用于调整负载电阻的电阻值，包含初级线圈和次级线圈，初级线圈包含端口k和端口l，次级线圈包含端口n和端口m；

所述伺服检测组件用于计算负载电阻两端的电压和流过负载电阻的电流的相位差，根据相位差调整数控可变电感的电感值，包含输入端g和输出端h；

所述负载电阻用作参考负载电阻，包含端口为i和端口j；

端口d与端口k连接，端口f与端口l连接，端口n与输入端g连接，输出端h与端口i连接，端口j与端口m连接。

优选地，伺服检测组件采用FPGA实现，包含电流和电压采样电路、数字鉴相模块和数控电机；

电流和电压采样电路用于对流经负载电阻的电流和其两端的电压分别进行采样，并数字化；

数字鉴相模块采用数字鉴相的方法对电流和电压采样电路的输出进行计算，求出电压和电流的相位差，根据相位差值对应出当前的电抗值；

数控电机根据数字鉴相对应出的电抗值，改变数控可变电感的磁通量，从而改变可变电感线圈的电感值，使实际电抗值与待设置电抗值一致。

用于NDB的中长波天线模拟装置的使用方法，包含以下步骤：

步骤1：通过调整可变抽头匹配变压器右侧单刀多掷开关的位置，改变可变抽头匹配变压器的抽头，将负载电阻根据Z₂＝n²Z1转换成待设置电阻值；其中，Z₁为可变抽头匹配变压器左侧阻抗，Z₂为可变抽头匹配变压器变换后阻抗，n为可变抽头匹配变压器初次级匝数比；

步骤2：通过改变可变电容网络中电容的并联数量改变电容的值，调整中长波天线模拟装置的阻抗范围；