Выпускная квалификационная работа. Тема: "Разработка аэродромной служебной оптической системы связи " (стр. 1 )

ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. А. Р.БЕРУНИ

АВИАЦИОННЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА: «ЭКСПЛУАТАЦИЯ РАДИОЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ  АППАРАТОВ И АЭРОПОРТОВ»

Допустить к защите в ГЭК

Зав. кафедрой «РЭО JIAи А»

к. ф.-м. н., доц.

____________________________

«_____»______________2014г.

Направление образования: 5524600 - «Эксплуатация авиационного радиоэлектронного оборудования летательных аппаратов»

               Выпускная квалификационная работа

ТЕМА: "РАЗРАБОТКА АЭРОДРОМНОЙ СЛУЖЕБНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ "

       

Выполнила:   

Руководитель:  доц.

Рецензент:

Ташкент-2014г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение        2

ГЛАВА 1.  АНАЛИЗ РАБОТЫ САМОЛЕТНОГО ОТВЕТЧИКА        3

§1.1 Описание ответчика        3

§1.1.1  Общая схема ответчика        3

§1.1.2 Описание принципа работы ответчика        4

§1.1.3 Передатчик ответчика        5

§1.1.4 Приемник ответчика        7

§1.1.5 Процессор сигналов        9

§1.1.6 Процессор сообщений        10

§1.1.7 Видеопроцессор        13

§1.1.8 Центральный процессор        13

§1.2 Анализ системы встроенного контроля самолетного ответчика        16

§1.3 Выводы к главе 1        17

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ КОНТРОЛИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ  ОТВЕТЧИКА        20

§ 2.1 Общие сведения о прогностическом методе безопасности полетов        20

§ 2.2 Выбор параметров для записи        23

§ 2.3 Определение требований к системе регистрации        34

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА        36

§ 3.1 Разработка структурной схемы контроллера флеш-памяти        36

§ 3.2 Подбор элементной базы        42

§ 3.3 Разработка принципиальной схемы контроллера        49

§ 3.4 Разработка алгоритма работы контроллера        51

Глава 4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ        54

Глава 5. ОХРАНА ТРУДА        67

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        74

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ        77

Введение

Самолетный ответчик снабжает систему УВД информацией о дальности, азимуте и опознавательном индексе ВС (о бортовом номере, высоте полета, запасе топлива, векторе путевой скорости). Источником этой информации являются самолетные ответчики, работающие в системе вторичной радиолокации. В этой системе система вторичной радиолокации выполняет функцию запросчика. Сигналы запросов и ответов отличаются кодами и несущими частотами, что позволяет уменьшить влияние отраженных от окружающих систему местных объектов сигналов на работу системы.

  Входной сигнал 1030 МГц принимается одним из двух приемников. Цепь выбора активного приемника определяет, на каком из приемников сигнал сильнее. Принятый сигнал демодулируется  и посылается в процессор сигналов и сообщений. В процессоре сигналов и сообщений определяется тип запроса (S или RBS), определяется правильность адреса в случае дискретно - адресного обращения (происходит дешифрация сигнала). По характеру запроса определяется тип ответа. Ответный сигнал через процессор сигналов и сообщений посылается на модулятор, а затем через усилитель мощности и  антенный переключатель на выбранную антенну. Ответ посылается через ту же антенну, с которой был получен запрос.

  На основании этого выявлено, что проверка системы ATC является очень актуальной задачей.

ГЛАВА 1.  АНАЛИЗ РАБОТЫ САМОЛЕТНОГО ОТВЕТЧИКА

§1.1 Описание ответчика

§1.1.1  Общая схема ответчика

  Функциональная схема ответчика, приведена на рис.1.1. Принцип действия предлагаемого ответчика заключается в следующем.

  Входной сигнал 1030 МГц принимается одним из двух приемников. Цепь выбора активного приемника определяет, на каком из приемников сигнал сильнее. Принятый сигнал демодулируется  и посылается в процессор сигналов и сообщений. В процессоре сигналов и сообщений определяется тип запроса (S или RBS), определяется правильность адреса в случае дискретно - адресного обращения (происходит дешифрация сигнала). По характеру запроса определяется тип ответа. Ответный сигнал через процессор сигналов и сообщений посылается на модулятор, а затем через усилитель мощности и  антенный переключатель на выбранную антенну. Ответ посылается через ту же антенну, с которой был получен запрос.

  Порт ввода-вывода представляет собой интерфейс между ответчиком и десятью источниками данных (Связь А/В, связь С/D, TCAS, барометрическая высота, контрольные данные, индивидуальный адрес). Центральный процессор нужен для обеспечения связи между портом ввода-вывода и процессором данных и сообщений.

Рис 1.1. Функциональная схема самолетного ответчика

§1.1.2 Описание принципа работы ответчика

  Принцип действия ответчика может быть описан тремя функциями:

- прием сигнала

- обработка сигнала

- передача ответного сигнала.

  Функция приема начинается с приема нижней, верхней или одновременно обеими антеннами сигнала запроса. Принятый сигнал проходит через фильтр нижних частот и антенные переключатели. Затем сигнал проходит через предусилитель и преселектор для предварительного усиления и фильтрации частот, отличающихся от 1030 МГц. После этого сигнал поступает на балансный смеситель, где смешивается с сигналом промежуточной частоты, поступающем от гетеродина. Сигнал промежуточной частоты проходит через фильтр и усиливается в логарифмическом усилителе, преобразуясь в видеосигнал.

  Видеосигнал переходит в секцию обработки сигнала, где определяется, с какой антенны сигнал был принят. Процессор выбирает наиболее сильный по мощности сигнал. Сигналы воспринимаются как пришедшие одновременно, если временной сдвиг между ними составляет 0, 125 микросекунд. Если временной интервал превышает 0,375 микросекунд, сигналы воспринимаются как раздельные, и приоритет имеет более ранний сигнал.

  Импульсно-фазовый детектор преобразует принятый сигнал в последовательность импульсов и посылает их в процессор. При этом учитывается, что импульсно - фазовый детектор проходит только сигнал режима S. 

  Процессорная секция состоит из видеопроцессора, процессора сигналов, процессора сообщений, центрального процессора, двухпортового ОЗУ, перепрограммируемого ПЗУ и цепей ввода-вывода. Видеопроцессор преобразует видеосигнал в цифровой и выдает его в процессор сигналов. Процессор сигналов декодирует  сигнал и определяет тип запроса (A, C, S All-call или адресный запрос режима S ) После процессора сигналов декодированный сигнал поступает в процессор сообщений. Процессор сообщений производит запись запроса в ОЗУ, откуда информация может быть прочитана центральным процессором. Стандартные ответы на запросы RBS, RBS/S All-call хранятся в памяти центрального процессора и непрерывно выдаются на него. Выбор нужного ответа производится центральным процессором. После выбора ответа центральный процессор генерирует синхроимпульс для передачи ответного сигнала на передатчик.

  Передатчик генерирует сигнал 1090 МГц  необходимой для передачи мощности. Процессор сообщений управляет амплитудно - импульсным  модулятором передатчика, где каждый импульс ответного сигнала модулируется высокой частотой и передается на усилительный каскад передатчика. Секция передатчика начинается с генератора частоты 1090МГц. Усиленный сигнал 1090МГц выдается на цепь переключательных диодов. Переключательные диоды предназначены для изоляции цепи приема во время передачи сигнала. Затем передаваемый сигнал разделяется на три потока, каждый из которых усиливается отдельно. После раздельного усиления передаваемый сигнал вновь складывается и его мощность должна быть не менее 600 Вт. После этого сигнал через антенный переключатель выдается на какую-либо из антенн. Передающая антенна выбирается антенным переключателем.

§1.1.3 Передатчик ответчика

Функциональная схема передатчика приведена на рис.1.2

Генератор 1090 МГц  генерирует частоту в виде непрерывного синусоидального сигнала. Этот сигнал усиливается в буферном усилителе до 20 дБ. Усиленный сигнал попадает на диодный переключатель, где он разделяется на две части.

  Одна часть сигнала через фильтр и аттенюатор поступает на приемник. В режиме передачи сигнал направляется на первую ступень импульсного усилителя, где он усиливается до 1 ватта. Затем сигнал поступает на вторую и третью ступени усилении, где он усиливается до 200 ватт.

  На оконечном каскаде усиления сигнал усиливается до 600 Вт.

Диодный переключатель,1 и 2 каскады усиления контролируются опорным модулятором, который выдает импульсы начала и окончания режима передачи. Последние три ступени модулируются импульс за импульсом. Комбинирующее устройство подключает антенну к передатчику в передающем режиме.

БУ - Буферный усилитель

ПУ - предоконечный усилитель

ОУ-Оконечный усилитель

1 ст, 2 ст, 3 ст-1, 2, и 3 ступени усиления

Рис. 1.2  Функциональная схема передатчика.

§1.1.4 Приемник ответчика

Функциональная схема приемника приведена на рис. 3.3

Принцип работы приемника заключается в следующем.

Сигнал частотой 1030 МГц принимается одновременно двумя антеннами - верхней и нижней. По коаксиальному кабелю сигнал поступает на приемник. В приемнике сигнал фильтруется духполярным преселектором, усиливается в усилителе промежуточной частоты. После этого сигнал 1090 МГц  преобразуется в 60 МГц, а затем снова усиливается в усилителе промежуточной частоты. Затем сигнал усиливается в логарифмическом усилителе (ЛУ), и поступает на вход видеоусилителя. Параллельно сигнал поступает на импульсно-фазовый демодулятор, а с него согласованный с TTL логикой сигнал поступает на процессор данных.