论文导读：罗兰-C导航系统机载设备在机务内场进行定检测试时。需要罗兰-C系统地面台站信号模拟器提供专用的测试信号。还需要罗兰-C系统信号模拟器要具有程控操作功能。笔者研制了一种既可通过GPIB接口进行程控操作。（4）“FPGA”（选用EP20K300E）为现场可编程门阵列。
关键词：罗兰-C导航系统，地面台站，信号模拟器，GPIB接口，FPGA，DSP
1引言
随着“长河二号”工程的全面投入运行，罗兰-C远程无线电导航系统地面台链已有效覆盖中国东、南部沿海及内陆领域[1]，航空型罗兰-C导航系统接收设备已实现了国产化[2][3]。目前在国内，罗兰-C导航系统除了已普遍应用于海上舰船导航定位外，还开始广泛应用于空中飞机航线导航、终端导航和非精密进近引导。罗兰-C导航系统在航空领域的应用，丰富了飞机导航引导手段。
罗兰-C导航系统机载设备在机务内场进行定检测试时，需要罗兰-C系统地面台站信号模拟器提供专用的测试信号。特别是在自动测试系统（ATE）平台上对罗兰-C系统机载设备进行定检测试时，还需要罗兰-C系统信号模拟器要具有程控操作功能。
依据在ATE系统测试平台上对罗兰-C系统机载设备进行自动定检测试时的功能需求，同时兼顾传统手动测试环境的使用要求，笔者研制了一种既可通过GPIB接口进行程控操作，又可通过控制面板手动操作的罗兰-C系统地面台站信号模拟器。
2设计思路
2.1功能和适应性考虑
根据在ATE 系统平台上对罗兰-C系统机载设备进行自动定检测试时的功能需求，同时兼顾考虑传统手动测试环境下的使用要求，要求罗兰-C系统地面台站信号模拟器应能模拟产生罗兰-C地面台站信号，以与其它测量仪器配合使用，完成航空型和航海型罗兰-C接收机的时差精度、台站锁定时间、台站跟踪等性能指标的程控自动检测和手动人工检测。具体功能如下：
(1) 可模拟产生不同时差的任意一组罗兰-C台链的主、副台工作信号；
(2) 具有同轴电缆信号和天线射频信号两种罗兰—C台链主、副台模拟信号输出形式；
(3) 具有运用GPIB总线程控设置罗兰-C台链主、副台组重复间隔（又称为“组重复周期”，GRI）和主、副台时差1（TD1）、时差2（TD2）数值和模拟信号输出幅度等数值功能；
(4) 具有通过GPIB总线与ATE系统主控计算机之间的通信功能；
(5) 具有运用控制面板人工设置罗兰—C台链主、副台GRI、TD1、TD2数值和模拟信号输出幅度等数值功能；
(6) 具有自检测功能。
2.2主要设计指标
依据功能需求定位，确定罗兰-C系统地面台站信号模拟器设计指标如下：
（1）射频输出信号频率范围：90～110kHz
（2）罗兰—C台链GRI值可调范围：40.00～99.99ms
分辨率：0.01 ms
（3）罗兰—C台链主台与两副台间时差TD1（SA）、TD2（SB）值可调范围：11000.00～99999.99µs
分辨率： 0.01 µs（10ns）
（4）同轴电缆输出模拟信号数据：特性阻抗50Ω
衰减量可调范围0～60dB
分辨率1 dB
精度±0.1 dB
（5）程控接口标准：GPIB IEEE488.2总线形式
（6）工作电源：220V±10%、50Hz
（7）连续工作能力：8h
（8）平均故障间隔时间（MTBF）：>1000h
（9）工作温度：-10～+45ºC
（10）结构及外型尺寸：3U标准机箱（高：3U，宽：420mm，深：≦600mm）
3 板级电路工作原理
罗兰—C系统地面台站信号模拟器采用模块化结构设计思想，整个模拟器硬件由GPIB程控接口及逻辑控制板、罗兰-C系统地面台站模拟信号产生板、天线信号驱动板、频率基准板、电源板和人工操作控制面板等6块功能组件板组成，如图1所示。
图1 罗兰-C系统信号模拟器功能模板组成图
3.1 GPIB接口及逻辑控制板
在程控状态，GPIB接口及逻辑控制板板依据上位机（主控计算机）的GPIB赋值指令（表1中序号为2，4，6，8所示的GRI、SA和SB赋值命令），在CPU控制下产生所需罗兰-C信号相位编码脉冲。
GPIB接口及逻辑控制板原理框图如图2所示。论文参考网。其中：
（1）“CPU”（选用C8051F系列）为中央处理器，负责FPGA与GPIB接口之间的数据通讯；
（2）GPIB接口专用芯片包括GPIB接口芯片（选用NAT9414）和GPIB信号收发驱动器（选用SN75160B，SN75161B）等，充当GPIB接口与CPU之间的适配器，用以实现GPIB接口与CPU之间的数据通信。GPIB接口专用芯片满足IEEE 488.2协议标准要求；
（3）“倍频器”将频率基准10MHz转换到100MHz，以保证主、副台时差满足10ns的设计精度要求；
（4）“FPGA”（选用EP20K300E）为现场可编程门阵列，它在CPU控制下，依据GRI、SA和SB赋值命令所设定的GRI、SA和SB值产生相应罗兰-C台链的主、副台相位编码脉冲。
图2 GPIB接口及逻辑控制板原理框图
需说明的是，在手控状态时，该板利用模拟器前面板拨码开关设定的GRI、SA和SB值，在CPU控制下产生所需罗兰-C台链的主、副台相位编码脉冲。
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