通用矢量信号源可用于各种卫星导航、无线电导航接收机的测试。通用矢量信号源可模拟各种导航信号，可通过加性高斯白噪声产生特定信噪比的信号，支持添加各种干扰信号，可全面的测试导航接收机的性能。

与专用导航信号模拟器相比，通用矢量信号源具有频率范围更宽、射频性能更好、功能和用途更多、可进行接收机抗干扰和多种信号共存测试、可回放外场采集的真实导航信号等优点。

卫星导航接收机测试

卫星导航系统包括GPS、GLONASS、北斗、GALILEO等，其中GPS系统、GLONASS系统和中国的北斗导航系统是最主要的全球卫星导航系统。

全球定位系统(GPS)是至今为止世界最具有代表性的卫星导航系统。GPS 星座有 24 颗工作卫星组成，均匀分布在6个倾角为 55°的轨道上，每个轨道有四颗卫星，星上装在 300 万年才相差一秒的铯原子钟。发射伪码调制扩频信号: L1=1575.42 兆赫; L2=1227.6 兆赫，伪码为 P 码、Y 码与 C/A 码。卫星运行在地球表面以上约 20230 km 的近圆轨道，运行周期为 12 h。这种由多颗卫星组成的星座，可在全天任何时间为地球任何地方提供 4-8 颗仰角在 15° 以上的同时可观测卫星。如果将遮蔽仰角 (在此角度之上的卫星才能被用户观测) 降到 10°，最多颗观测到 10颗卫星; 若将遮蔽仰角进一步下降到 5°，那么最多可同时见到 12 颗卫星。1994年4月18日正式投人运行。提供标准定位业务 (SPS)和精密定位业务(PPS)，SPS的定位精度为 20-30 米，定时精度 340毫微秒，PPS可在10米以内。

北斗是中国自主研制的卫星导航系统，初期系统覆盖我国及周边地区，现在已发展成全球定位导航系统。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并且具备短报文通信能力。北斗卫星信号使用如下三个频段：

B1:1559.052~1591.788MHz，

B2:1166.22~1217.37MHz，

B3:1250.618~1286.423MHz。

图1 GNSS卫星导航系统频段划分

卫星导航接收机的常见测试项目包括：

冷启动、 温启动、 热启动状态下的定位时间

导航仪初次开机进行定位，此次所需的定位时间称为冷启动定位时间；如果导航仪关机一段时间或电力耗尽且已经移动了一段距离，再次开机时，导航仪能偶根据以前保存的数据大概知道时间信息，但是不知道位置信息，此时开机后定位所需要的时间称之为温启动定位时间；如果导航仪关机很短时间且位置信息基本没有变化，再次开机后导航仪能够在很短时间内进行定位，此时开机后定位所需要的时间称之为热启动定位时间。针对该测试项目，可以利用信号发生器模拟导航卫星信号输入到导航仪内部，然后计算导航仪的定位时间。

灵敏度

导航仪能够进行定位所需的最小电平信号。针对该测试项目，可以逐渐减小信号发生器模拟的导航卫星信号的输出功率，最终找到导航仪能够进行定位所需的最小电平。

再次捕获时间

卫星发送至导航仪的信号被突然大幅度衰减或者打断之后，例如汽车通过一段隧道，导航仪再次捕获到卫星信号并定位所需要的时间。针对该测试项目，可以人为的将信号发生器输出的导航卫星信号关断一段时间，然后再打开信号发生器，模拟导航信号突然丢失一段时间后导航设备的进行再次捕获需要多少时间。

抗干扰测试

用于评估出现干扰信号时，导航仪捕获时间、灵敏度等参数的恶化情况。针对该测试项目，需要利用两台信号发生器，一台产生卫星导航信号，另一台产生干扰信号，将两路信号利用合路器输入至导航设备，检查此时导航设备能否正常工作。

澳门威利斯游戏下载 VSG03通用矢量信号源具有任意波形发生器（ARB）功能，可通过播放波形文件产生卫星导航信号。波形文件可以来自于matlab等波形计算软件、专用的导航信号计算软件和外场实际采集的波形文件。

VSG03频率范围为4kHz至7.5GHz，可覆盖卫星导航的频率。VSG03在载波6GHz以下可产生调制带宽500MHz的各种调制信号，可同时覆盖卫星导航的L1、L2、L5频段，可同时产生双模、三模的卫星导航信号。VSG03的波形文件存储深度标配为1G 采样点，在采样率为20MHz时，可以播放时长为50秒的波形文件。VSG03的波形文件存储深度还可升级至6T byte，满足更长时间信号播放的要求。

这种利用通用矢量信号源来模拟卫星导航信号的实验室环境测试方案，具有以下优点：

可重复性

利用模拟卫星信号发生器，测试场景是可重复的，这就保证了所有产品的测试环境是一致的，测试结果是可以复现的。这在真实环境下几乎是不可能的，因为在真实环境下，每颗卫星与导航仪中间的相对位置在不停变化，大气的参数也在变化，所以真实环境是不可重复的。

可控性

利用模拟卫星信号发生器，可以按照用户的需求设置卫星的数目，每颗星的延时，多径效应等参数，这样就允许用户测试各种有可能出现的各种不同状况。而这在真实环境下，很多参数是用户不可知的而且不可控的。

准确性

利用模拟卫星信号发生器，我们可以很准确设置每颗星的功率、 干扰信号的大小等参数，这也是真实环境下我们无法得知的。

极限性能测试

利用模拟卫星信号发生器，我们可以轻松地设置各种极端环境，例如极低的功率，很少的卫星数目等，用于检测此时的导航设备是否能够正常工作，而我们几乎无法把握这些极限环境何时会在真实情况下出现。

无线电导航接收机测试

无线电导航系统主要是利用地面无线电导航台和飞机上的无线电导航设备对飞机进行定位和引导。无线电导航系统按所测定的导航参数分为 5 类: 测角系统，如无线电罗盘和伏尔导航系统; 测距系统，如无线电高度表和测距器 (DME); 测距差系统，即双曲线无线电导航系统，如罗兰C导航系统和奥米加导航系统; 测角测距系统,如塔康导航系统和伏尔-DME 系统; 测速系统，如多普勒导航系统。随着 GPS 全球卫星定位系统的出现，逐渐发展了通过 GPS 实现飞机导航。无线电导航的另一个主要应用是保证飞机的安全着陆，包括仪表着陆系统 ILS 和微波着陆系统 MLS。

DME

测距器DME: 是 Distance Measuring Equipment 的英文缩写。DME 系统是一种无线电测距导航系统，是目前民用航空广泛运用的一种近程航空无线电导航系统。DME系统是询问 — 回答式脉冲测距系统，飞机上的 DME 设备向所有方向都发送一系列的双脉冲，DME 台站接收到来自飞机的 DME 询问脉冲信号，然后 DME 台站再将接收信号发射出去，这个信号也就叫做应答信号，又被飞机所接收，根据发射和接受信号的时间差，就能得出飞机与 DME 台站之间的距离，是斜距而并不是水平距离。

询问和应答都采用双脉冲，脉冲间隔有两种，X通道12us，Y通道36us。询问和应答频率用pp/s描述。应答机接收到信号和产生应答信号间的应答延时固定为50us（Y通道有细微区别）。应答频率和询问频率不同，相差63MHz。DME询问机频率为1025MHz至1150MHz，应答机为962MHz至1213MHz。每个信道带宽1MHz。DME的脉冲波形包络有特殊的要求。一般要求是脉宽3.3us，上升沿和下降沿都是2.2us。

VOR

伏尔VOR: 是甚高频全方位测向 (Very High Frequency Omni directional Range) 的英文缩写，是一种近程无线电导航测角系统，目前已是空中交通管制不可分割的一部分，是陆地上无线电近程导航和飞机进近的国际标准系统。VOR 发射机发送的信号有两个: 一个 30 赫信号是固定的基准相位信号，先在 9960 赫副载频上以 ±480 赫频偏调频，用副载频再对甚高频调幅，以全向方式辐射; 另一个信号 (30 赫可变相位信号) 的相位随着围绕信标台的圆周角度是连续变化的，也就是说各个角度发射的信号的相位都是不同的。向 360 度 (指向磁北极) 发射的与基准信号是同相的 (相位差为 0)，而向 180 度 (指向磁南极) 发射的信号与基准信号相位差 180 度。天线系统两种辐射输出合成为旋转 30 次每秒的心脏形场型。飞行器上的伏尔 VOR 接收机根据所收到的两个信号的相位差就可以计算出自身处于信标台向哪一个角度发射的信号上。具体方法是在接收端，外来信号经放大、调幅检波后分成三路: 一路经副载频滤波、限幅、鉴频和 30 赫滤波后输入比相器,这是固定相位信号;一路经 30 赫滤波直接至比相器，这是可变相位信号; 再一路是莫尔斯识别码和话音输出。比相器对两个相位信号比相，得出飞机对伏尔地面台的磁方位角。

ILS

ILS 为Instrument landing system 的缩写，意为：仪器着陆系统。通过接收此系统提供的导航信号，飞行器可以在恶劣的天气环境下进行降落。系统提供了飞行器相对于理想降落位置的位置信息。系统共包含了 5 种不同的信号：航向信标（ Localizer Signal），下滑信标（ Glide Slope Signal），外、中、内指点信标（ Outer、Middle and Inner Marker）。

航向信标信号向飞行器提供在水平面方向与理想着落位置的方向偏差，航向信标信号包含了两个同频率的调幅信号，调幅信号的调制信号频率一个为 90Hz，另一个为150Hz，调制深度同为 20%，载波频率在 108MHz 到 112MHz 之间。两个信号使用不同的方向性天线进行发射，天线的中央对准降落跑到的中线。飞行器通过接收航向信标信号并检测两种调制信号的调制度差别，可以准确的判定飞行器与跑道中心位置的相对偏差。

下滑信标信号向飞行器提供在垂直面方向与理想着落位置的方向偏差，下滑信标包含了两个同频率的调幅信号，调幅信号的调制信号频率一个为 90Hz，另一个为 150Hz，调制幅度同为 40%，与航向信标 20%不同。载波频率在 329.9MHz 到 335MHz 之间。同样通过检测调制度偏差可以得到与理想下滑面的相对偏差。下滑信标不包含 声音和识别码。下滑信标和航向信标所使用的频率信道一一对应。

指点信标指示飞行器相对于降落跑道入点的距离。三个指点信标的工作频率都在 74.5MHz 到 75.4MHz 之间。信号通过分散在扇形界面上的全向天线进行发射。外指点信标（ Outer Marker）放置在距离跑道 5 英里的位置，发送调制频率为 400Hz 的 调幅信号，中指点信标（ Middle Marker）放置在距离跑道 3500 英尺的位置，发送调制 频率为 1300Hz 的调幅信号，内指点信标（ Inner Marker）放置在跑道入点位置，发送 调制频率为 3000Hz 的调幅信号，指点信标信号的调制幅度统一置为 95%。

MLS

微波着陆系统 MLS: 工作于微波频段 (5031.0~5090.7 兆赫)、由机上设备获得引导数据的无线电着陆系统。其优点是: 系统精度高，能满足全天候工作要求; 允许飞机任意选择机场航道，适用于作各种起落的各型飞机; 系统容量大 (200 个通道)，能满足空中交通量增加的要求; 设备体积小，对场地要求低; 系统抑制多径干扰能力强。国际民航组织于1978年选定时基扫描波束微波着陆系统作为新的标准着陆系统。它能提供连续的、精确的 3 坐标 (方位、仰角、距离) 信息。

TACAN

塔康 TACAN:是一种近程极坐标式无线电导航系统，1952 年研制成功的，作用距离为 400~500 公里，能同时测定地面台相对飞机的方位角和距离，测向原理与伏尔 VOR 导航系统相似，测距原理与测距器 DME 相同，工作频段为 962~1213 兆赫。从飞机上每秒发射 30 对、间隔为 12 微秒的询问脉冲对 (成对发射的脉冲)，地面台收到询问脉冲对后发射同样间隔的回答脉冲对。在飞机上把收到回答脉冲对的时间与询问脉冲对的时间相比较，得出脉冲电波在空间传播的时间，从而得到飞机到地面台的距离。地面台天线发射电波的方向图呈有 9 个波瓣的心脏形，并以 900 转/分转动。飞机接收到的脉冲信号是调幅形式的，这一调幅包络包括由旋转心脏形方向图产生的 15 赫方位信号和由 9个波瓣旋转产生的 135 赫方位信号，这两个信号的相位与地面台相对飞机的空间方位有关。为测定相位需要有基准信号，因此当心脏形方向图转过正东方向时，发射一组由 12 个脉冲对组成的基准脉冲信号，当 8 个波瓣 (除去与心脏形最大值重合的那个波瓣) 中每一个的最大值转过正东方向时，还发射一组由 6 对脉冲组成的辅助基准脉冲信号。比较 15 赫方位信号和基准脉冲信号的相位，得到地面台相对飞机的粗略方位，用它来消除精测方位时的多值性。比较 135 赫方位信号和辅助基准脉冲信号的相位即得到地面台相对飞机精确的方位值。

澳门威利斯游戏下载 VSG03通用矢量信号源可以产生包含DME、VOR、ILS、MLS、TACAN等各种制式的无线电导航信号。VSG03具有任意波形发生器（ARB）功能，可通过播放波形文件产生各种制式的无线电导航信号。波形文件可以来自于matlab等波形计算软件、专用的导航信号计算软件和外场实际采集的波形文件。

澳门威利斯游戏下载的雷达信号生成软件可编辑产生自定义的DME、TACAN等脉冲体制的无线电导航信号。雷达信号生成软件的脉冲信号编辑相关的主要功能有：

1) 脉冲编辑功能，脉冲形状包括脉冲宽度、上升沿、下降沿、脉冲顶降、纹波的设置，脉内调制支持线性调频、巴克码、FSK、MSK、QPSK等调制方式。

2) 波形文件导入功能。

3) 脉冲串编辑功能，脉冲串编辑是指将波形基本元素进行顺序组合，实现自定义的复杂脉冲波形。在进行脉冲串编辑时，可以设置每个基本元素的重复次数、脉冲重复间隔。脉冲串编辑也支持重频抖动与频率捷变的设置。

图8 雷达信号生成软件可产生带识别码的DME信号

总结

澳门威利斯游戏下载 VSG03矢量信号源可用于卫星导航、无线电导航接收机的测试中。VSG03型覆盖4kHz～7.5GHz频率范围，在载波6GHz以下可产生调制带宽500MHz的各种调制信号，信号质量优异，其内置基带信号发生器设置简单、性能灵活，调制样式多，还可以根据用户需要编辑、下载配置所需要的波形，进行各种复杂信号模拟。

VSG03矢量信号源可广泛用于GNSS全球卫星导航、包括DME、VOR、ILS、MLS、TACAN的无线电导航等领域。

通用矢量信号源与专用导航信号模拟器相比，具有频率范围更宽、射频性能更好、功和用途更多、可进行接收机抗干扰和多种信号共存测试、可回放外场采集的真实导航信号等优点。