[发明专利]一种实现MLS扫描波束的新方法

说明书

本发明公开了一种实现MLS扫描波束的新方法，深入细致的分析了MLS信号的基本格式，采用软件无线电技术的GNUradio软件仿真和HackRF one硬件实现，该技术方法结构简单、开发时间短、扩展空间大的优点。采用高斯函数的四次方形式，可作为一种形成扫描波束的新算法，使得MLS扫描波束在基带信号阶段即可满足国际民航公约对扫描波束的要求，在工程中更加容易实现，节省开发资源。

技术领域

本发明属于航空技术领域，涉及一种实现MLS扫描波束的新方法。

背景技术

微波着陆系统(MLS)是一种具备先进技术体制、适合全天候、精确的航空无线电导航 系统。MLS系统的功能实现主体由方位制导台和仰角制导台构成，为飞机提供进场着陆的方 位信息和仰角信息，统称为角度制导信息。飞机的角度制导信息是在机载接收机接收到地面 角度制导天线(包括方位天线和仰角天线)发射的两次MLS扫描波束后，通过测定这两个波 束之间的时间差得到的。目前，MLS扫描波束多采用Sa函数、泰勒函数、高斯函数或准高 斯函数作为基带信号，这些函数所产生的基带信号不满足国际民航公约对MLS扫描波束-3dB 点宽度的要求，即扫描波束幅度在-3dB时的波束宽度为整个扫描波束宽度的一半。在工程 实际中还需要设计滤波硬件电路，对MLS扫描波束的射频信号进行平滑滤波，来改变-3dB 点宽度使其达到要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提出了一种实现MLS扫描波束的新方 法，该方法提出了一种实现MLS扫描波束的新算法，该算法使得扫描波束在基带信号阶段 就可满足国际民航公约的要求，相比传统的扫描波束形成方法，省去了MLS扫描波束射频 信号的硬件调试环节，不仅节省了设计资源，而且在工程中更容易实现。

其技术方案如下：

一种实现MLS扫描波束的新方法，包括以下步骤：

(1)建立扫描波束的数学模型：

其中，U(x)表示扫描波束的数学模型，x表示扫描波束的数学模型弧度，x取值范围为 [-π,π]，e^(.)表示以自然常数e为底的指数操作，K和b₀均为常数，取特定值时可使得扫描波束 的-3dB点为扫描波束宽度的一半。

(2)构建扫描波束自变量值；

由于扫描波束数学模型中自变量为弧度值，设为函数周期为[-π，π]。设扫描波束时 间周期为T，0时刻对应-π，T时刻对应π。设一个波束宽度为ΔT，那么，一个波束宽度弧度值为

因此，起始时刻为0的扫描波束的自变量值x₀应为

其中

任意时刻的扫描波束自编量值x_n为

整理后得

其中t为出现扫描波束的起始时刻。

(3)获取扫描波束值

将任意时刻的扫描波束自变量值x_n带入扫描波束的数学模型中，可得在任意时刻的扫描 波束值，如下式。

调整上式中的k和b₀值，当k＝1.12，b₀＝1/3，满足国际民航公约对MLS扫描波束-3dB 点宽度的要求。

(4)获取各类微波着陆信号中的特定参数值；

1)方位信号