基于FPGA的无人机MLS中频接收机研究与实现

王 伟， 张 斌， 吴 松

(空军工程大学电讯工程学院，西安 710077)

0 引言

大型无人机自主着陆问题是影响无人机飞行安全和出勤率的重要因素。国外无人机自主着陆多采用基于GPS的组合导航方式。国内无人机自动起降系统功能和性能还不能完全满足要求，相关标准尚未确立。微波着陆系统(MLS)是目前国内机场配备的精度最高的飞机进近着陆系统，其特点是信号覆盖空间大，精度高，受场地环境影响小，所提供的进近方式更加灵活［1］。采用MLS作为无人机的自主导航系统，可以充分利用现有地面资源，在飞机上安装一部接收机，提供精密的制导信息，同时摆脱了GPS受制于人的缺陷。因此，研究MLS信号的高精度解调具有十分重要的意义。

MLS信号中的数字信息采用2DPSK调制方式，采用相干解调精度较高，对MLS信号进行相干接收时，要求本地载波与接收信号载波同频同相，载波同步的方法包括直接法和插入导频法，其中插入导频法要求输入信号含有载频信息，此处并不适用。直接法包括Costas环和平方环［2］，平方环法需要倍频，频率较高时在工程上难以实现。Costas环是一种闭环自适应系统，能够高速高精度地完成载波同步和2DPSK解调，传统的模拟Costas环因存在同相支路与正交支路的不平衡性从而使环路的性能受到一定的影响，且模拟电路还存在直流零点漂移、难以调试等缺点，采用全数字的实现方式则可有效地避免这些问题［3］。另外，采用数字解调方式还具有体积小、重量轻、功耗低，调试简单等优点。……