无线电高度表测试仪设计探析

李滨

（国营芜湖机械厂，安徽 芜湖 241007）

无线电高度表是用于测量飞机与地面之间的真实高度，并将测量的真实高度送到屏显，实时告知飞行员飞机当前离地面的真实状态；另外当飞机真实高度低于某一高度时，提醒并警告飞行员当前飞机处于危险高度状态，需及时调整飞机状态，从而保证飞机及飞行员的安全。为了实现无线电高度表技术性能检测，开展无线电高度表测试仪设计研究意义重大，有利于及时有效诊断产品性能好坏，及时排除故障，恢复产品正常工作状态，提高产品的使用可靠性，具有重要意义。

1 设计需求

研制一台无线电高度表测试仪，模拟飞机地面状态下性能测试，同时模拟空中运动状态实现高度连续跟踪及显示，从而实现无线电高度表性能检测。

2 设计方案

2.1 总体设计

测试仪采用箱体结构、模块化设计思路；充分考虑后续其他机型高度表测试仪兼容性，测试仪采用专用适配器、射频模块可分离的方式，专用适配器只针对特定型号无线电高度表建立测试环境，射频模块实现高度表特定高度切换与选择，实现特定高度通用化测试。模块化设计，有利于测试仪后期维护。测试仪采用手动操作方式，操作方便，测试结果直观。测试仪架构如图1。

图1 测试仪与被测产品架构

2.2 设备技术指标

（1）输入电压：交流220V±22V 50Hz 5A；

（2）输出电压：DC 27V±1V 3A；

（3）高度精度：0.5m；

（4）衰减值精度：不大于2dB。

2.3 环境适应性要求

工作温度：0～40℃；相对湿度：＜98%；气压：当时当地大气压。

2.4 其他要求

（1）测试仪应有防差错设计，所以，元器件、连接器都应有标号；

（2）具有过压、过流保护功能，以免损坏设备本身及产品；

（3）高频电缆、低频电缆按相应的标准制作，并有相应的标记，高、低频电缆屏蔽按国军标执行。

2.5 硬件设计

根据无线电高度表测试仪总体设计需求，测试仪的硬件主要由机箱、电压/电流显示模块、电源模块、微处理器控制模块、距离模拟高度模块、并行高度处理模块、离散量产生/显示模块、射频模块、1553B总线控制/高度显示模块、RS422通信接口模块组成。

2.5.1 电源模块

电源模块产生测试仪、被测产品所需要的各种电压；电源模块设计过压、过流保护功能。

2.5.2 电压/电流显示模块

显示测试仪输入、输出电压、测试仪总消耗电流；显示被测产品供电电压、被测产品总消耗电流、被测产品内部主要供电电压。

2.5.3 射频模块

采用故障微波延迟，模拟飞机产生三个固定高度；通过手动高度选择实现三个固定高度自由切换；通过射频固定衰减与可变衰减相结合，实现不同高度射频信号幅度控制，实现三种固定高度静态下性能测试。

2.5.4 距离模拟高度模块

距离模拟高度模块通过手动方式调节，产生连续变化的视频模拟高度信号，实现高度表在测高范围内性能测试。另外，模拟飞机飞行状态产生两种固定飞行速度，实现飞行状态下性能检测。

2.5.5 微处理器、并行高度处理模块

接收被测产品的并行数据，分别通过单片机控制处理，高度显示电路显示被测产品当前高度；被测产品输出的RS422数据，通过RS422转TTL电平转换，送单片机处理，根据RS422数据显示被测产品当前高度。

2.5.6 离散量产生/显示模块

产生被测产品工作时需要的状态转换、发射控制、自检控制等离散信号，并将被测产品各种状态输出离散信号在面板上进行显示。

2.5.7 RS422通信接口模块

接收被测产品产生的RS422数据，将RS422数据转换为TTL电平，送单片机处理。

2.5.8 1553B总线控制/显示模块

通过1553B总线控制，形成测试仪与被测产品之间总线交互，测试仪模拟飞机实现1553B总线BC的功能，被测产品作为一个远程RT，BC下发控制信息给RT，RT接收控制信息执行相应操作，并将测试结果通过总线上传给BC，BC显示当前高度信息、自检信息等。

2.6 软件设计

测试仪的软件设计包括单片机软件，基于工控机的1553B软件。

2.6.1 单片机软件

单片机软件设计思路：开机时，单片机先对I/O口、寄存器初始化，然后，设置串口寄存器和SPI寄存器；单片机I/O口收到信息后，转换成SPI信息，通过单片机SPI总线发出。单片机接收串口信息和并口信息，单片机存储有用信息，并传送到显示电路显示。

2.6.2 基于工控机的1553B软件

1553B软件满足无线电高度表总线接口测试要求，包括加电自检、启动自检、非法命令、环绕、取自检、取高度。基于1553B板卡编程，利用VS开发平台，进行编程。

3 结语

本测试平台能够满足无线电高度表产品性能测试，以此形成无线电高度表产品的测试能力和故障排查能力，保证无线电高度表的修理质量，提升工厂飞机修理产量和经济效益。