0 引言

距离测量设备(Distance Measuring Equipment，DME)是国际民航组织(ICAO)批准的标准导航系统[1]，由地面设备和机载设备两部分组成，为飞机提供相对于地面台的斜距[2]。

随着通用航空迅速的发展，天空中的飞行器会越来越多，这就对接收机的处理能力提出了更高的要求[3]。目前现有接收机采用模拟信号接收机，本设计充分利用FPGA的并行处理能力，大大提高了信号处理速度，提高了系统的容量。本次设计的数字接收机将在射频端完成数字化。

1 DME应答接收机系统设计

DME是一种询问回答式脉冲测距系统，距离是通过对无线电脉冲信号在飞机与地面信标之间往返时间的测量获得的[4]。DME测距系统简化组成如图1所示。

核心素养的培育不是一蹴而就的，识字教学方法的改进也绝非一朝一夕之事。但“部编本”教材的出现和使用确是为当前教育改革拉起了标志性的大旗。通过小角度切入的教材对比，亦能看出我国教育正在思考中不断前进。在国家核心素养教育的号召之下，作为教育的受益者与继承人，应当投入思考并付诸实践，探索更加有助于核心素养培育的道路与措施，以适应人才培养机制，培育全面发展的天地人。

图1 DME测距系统构成框图

地面应答器接收机接收到机载询问器发射机发射来的询问脉冲信号，经过一个固定的延时后转发一个适当的回答信号[5]。该回答信号由机载设备接收，通过计算机载发射信号与接收信号之间的延时时间，得出飞机与地面台间的斜距，如式(1)所示。

信号处理器承担着系统所有信号的译码、编码、识别脉冲的生成、信号发射顺序等工作，它也是测距系统中重要的组成部分之一。

式中：T为DME机载设备测量得到的发射和接收信号之间的时间间隔；T0为系统延时，即DME地面台内部的固定时延，一般为50 μs；C为电磁波传播速度，即光速。

预选器、射频放大器和第一混频器可以起到抑制发射频率信号、镜像频率信号和其他杂散信号、低噪声放大天线接收到的信号及转换接收频率为63 MHz中频的作用。

图2 应答器接收机配置图

2 接收机通道模块设计

接收机通道的作用从整体来说是接收发来的询问信号，进行判断处理，若为有效信号，则发送给信号处理板。接收机通道硬件组成如图3所示。

2.1 射频处理模块

针对DME应答器接收机的功能与特性，将其分为接收机通道和信号处理两个模块进行研究，应答接收机配置如图2所示。

2.2 半幅度检测电路

半幅度检测电路是接收机通道的核心，主要包括：

糖尿病周围神经病变（DPN）是糖尿病常见的并发症，患病率高达50%［1］。以往DPN常被认为是仅累及外周神经系统的疾病，近年有研究［2-3］证实DPN患者存在中枢神经系统的结构性异常，包括：脊髓横截面积及体积减少、躯体感觉区域灰质体积减少等。静息态功能磁共振（rs-fMRI）相关研究［4-5］发现DPN患者可能存在中枢脑功能活动的异常，但其确切的中枢脑功能改变仍然未明。

(1)视频运算放大器：63 MHz检波输出与来自调制器的接收机禁止脉冲都送至视频运算放大器。

(2)峰值监测器：峰值监测器检测已被衰减一半的询问视频信号的峰值。

我爷爷是一名“老垦荒”，1960年建场时他就来了。那时牧场荒无人烟，只有一望无垠的草原，风吹过如巨大的波浪铺天盖地、此起彼伏，故而得名“巨浪牧场”。那时，第一批老垦荒队员和泥脱坯盖起了一排排泥土窝棚，从此便有了安身之所。

(3)触发比较器：当询问视频信号大于灵敏度门槛设置时，当询问视频信号大于自动增益降低控制电压时，当询问视频信号大于抗回波制约值时（制约值=直达波+3 dB），触发半幅检波“使能”信号。

采用Xilinx ISE Design Suite 13.1自带仿真软件I-sim进行仿真[6]。

图3 接收机通道硬件组成

2.3 询问触发产生电路

在上述仿真示意图中，系统时钟为50 MHz，A/D采样频率为20 MHz，A/D采样到的数据是经过MATLAB模拟出来以供仿真使用。

3 信号处理模块设计

冷凝法是将VOCs气体导入冷凝器中，利用不同温度下各气体蒸汽分压的不同，使VOCs逐步冷凝成液态[15]。冷凝法通常用于VOCs含量高（百分之几）、气体量较小的VOCs的回收处理，主要作为一些气体浓缩工艺的后续配套工艺使用，是回收气体有机物的最终手段。

3.1 译码器

译码器受控制器的控制，有X—模式、Y—模式等二种译码时间的设置。信号处理译码器的逻辑原理关系示于图4。

毛油含毒物质直接影响食用油的质量安全。所谓的毛油，就是从植物中提取出来的油，并没有经过二次加工，通常都是直接压榨出来的原油。由于毛油中的杂质数量比较多，甚至包含一些影响身体健康的物质，比如一些胶纸或者机械的杂质等，因此毛油的安全性不高，口感体验也不太好。

图4 译码器逻辑方框图

3.2 主延时

主延时受控于控制器，根据两个监测器对应答延时的监测结果，求出应有的主延时量，主延时结束时产生应答触发脉冲。主延时原理方框图示如图5。

(1)硬度较大的煤炭或矸石溜槽应加衬板。煤的硬度主要取决于其煤化程度：按煤的显微硬度划分：以无烟煤的硬度最高，烟煤次之，褐煤最低。

图5 主延时逻辑方框图

3.3 信号处理模块逻辑设计

译码编码、自动增益控制等模块是利用状态机转换进行编写的。状态机共分为 4个状态：rev_s0、rev_s1、rev_s2、rev_s3，具体实现流程如图6所示。

如上图所示，图中前两行为系统时钟和A/D采样时钟，第三行每一个阴影部分表示一组数据。因此，可以看到每两个数据组结束后，第五行将会生成一个询问触发脉冲，表示接收机通道模块的功能已经实现。

在rev_s1状态下，判断是否为有效的询问脉冲，如果是有效的询问触发脉冲，则进入rev_s2状态。

在rev_s2状态下，判断应答脉冲是否发送完毕，如果发送完毕，则进入rev_s3状态。

在rev_s3状态下，判断静寂时间是否结束，如果静寂时间结束，则返回rev_s0的等待状态。

图6 信号处理状态机

4 应答接收机功能仿真与测试

当今社会生产力发展到一个新阶段的主要标志有两个：一个是社会经济发展的知识化趋势，即知识经济；另一个是社会经济发展的生态化趋势，即生态经济。知识经济和生态经济的有机结合，构成生态文明的经济基础。而决定知识经济和生态经济的关键因素是科学技术的发展和运用。

4.1 接收机通道功能仿真

A/D采样数据仿真（由十进制表示）如图7所示。

图7 A/D采样数据仿真

半幅度检测电路输出较宽的触发脉冲，经微分电路变成宽度为100 ns的脉冲，受鉴频器的控制，输出询问触发脉冲，送至信号处理作进一步的信号处理。

根据脉冲检测模块的工作原理，如果接收到的高斯脉冲对是有效的，而且半幅度值计算也正确，那么可以通过询问触发脉冲的检测确定该模块的正确性，询问触发脉冲的仿真如图8。

图8 询问触发脉冲检测

其中，rev_s0为等待状态，当有询问脉冲到来时进入rev_s1状态。

4.2 信号处理功能仿真

采用接收机通道生成的询问触发脉冲，对信号处理模块功能进行检验。首先，应答脉冲的生成仿真如图9所示。

(2)祥子昏昏沉沉的睡了两昼夜，虎妞着了慌。到娘娘庙，她求了个神方：一点香灰之外，还有两三味草药。给他灌下去，他的确睁开眼看了看，可是待了一会儿又睡着了，嘴里唧唧咕咕的不晓得说了些什么。虎妞这才想起去请大夫。扎了两针，服了剂药，他清醒过来，一睁眼便问：“还下雨吗？(老舍《骆驼祥子》)

如图9所示，第一行为询问触发脉冲，第二行为应答脉冲，二者之间有一个固定延时，用来进行距离测量。信号处理模块功能得以实现。

图9 应答脉冲生成

4.3 测试结果

首先，检测A/D能正常工作之后，对接收机通道模块的有效性进行验证，询问触发脉冲经示波器显示，当发送脉冲为符合半幅脉冲检测要求的高斯脉冲对时，测得实际接收到的询问触发脉冲宽度为 12.2 μs，与 12 μs的标准脉冲相差 0.2 μs，符合要求。

总之，就我国当前畜牧养殖中动物疾病普遍的现状来看，必须要加强对疾病病因的分析，并针对性的提出相应的控防对策，从养殖源头抓起，做好各个环节的防控工作，确保动物食品的安全。

信号处理模块接收到询问脉冲对，进行译码处理，并生成莫尔斯识别脉冲。通过示波器观察，测试结果如表1所示。

表1 测试结果

编号（每组试验50次，取最大误差值）T/μs应答脉冲 莫尔斯识别脉冲第一组第二组第三组第四组最大误差50.4 50.1 50.2 50.2 0.4 742 740 744 744 3

如上表所示，经过大量试验后，询问脉冲对与应答脉冲之间的固定延时最大为 50.4 μs，与设置的 50 μs 标准延时相差最大 0.4 μs，在误差范围内。因此，信号处理模块的译码功能得以实现。

莫尔斯脉冲的生成，是以1 MHz为时钟基准，分频产生 1 350 Hz的脉冲方波，方波宽度为 1 μs，1 350 Hz的脉冲方波作为MORSE码的点或划的调制输出脉冲，因此1 M/1 350=741 μs。根据表1统计，每两个脉冲之间最大间隔为 744 μs，符合要求。

5 结论

本文对DME应答接收机的设计方法进行了研究，通过模拟飞机发送的高斯询问脉冲对应答接收机进行测试，从测试结果可以看出该接收机可以正常接收并生成应答脉冲，实测结果符合理论分析。此外，通过模拟畸变的询问脉冲对对接收机抑制回波、抗干扰等性能测试，从各个指标的测试结果来看，半幅检波的功能得以实现，且识别脉冲、随机脉冲、灵敏度控制等功能均满足系统设计要求。目前，本接收机已制成样机，投入调试使用。

参考文献

[1]MANOLAKIS D.E，DOUNIS A I.Advances in aircraftheight estimation using distance measuring equipment[J].IET radar,sonar&navigation，1996，143(1).

[2]隋东，王炜，左凌.基于 DME/DME的区域导航航路导航性能评估方法[J].交通运输系统工程与信息，2006，6(4)：24-28.

[3]沈笑云，褚世超，焦卫东，等.DME/DME区域导航的导航台优选算法[J].中国民航大学学报，2014，32(3)：31-36.

[4]Fu Chengbin，Liu Yan，Su Donglin，et al.Behavioral modeling and EMI analysis for airborne distance measuring equipment[C].Yichang，CN∶International Conference on Electrical and Control Engineering，2011：5773-5776.

[5]宋杰，周传山，何友.基于FPGA的雷达信号模拟、采集与处理系统[J].海军航空工程学院学报，2006(6)：631-636.

[6]薛小刚.Xilinx ISE 9.x FPGA/CPLD设计指南[M].北京：人民邮电出版社，2007.