雷鳴，葛鑫，董娟，李寶清

（大連長豐實(shí)業(yè)總公司，遼寧大連 116038）

0 引言

儀表著陸信號(hào)發(fā)生器可對(duì)儀表著陸機(jī)載設(shè)備的各項(xiàng)性能進(jìn)行檢測，是飛機(jī)儀表著陸系統(tǒng)重要的內(nèi)場檢測設(shè)備［1］。對(duì)儀表著陸信號(hào)發(fā)生器進(jìn)行有效校準(zhǔn)，建立準(zhǔn)確的量值溯源關(guān)系能夠保障儀表著陸系統(tǒng)的技術(shù)性能［2-3］，確保飛機(jī)的精密進(jìn)近和降落引導(dǎo)，以保障安全著陸。國內(nèi)廣泛應(yīng)用了儀表著陸系統(tǒng)，并使用儀表著陸信號(hào)發(fā)生器對(duì)機(jī)載設(shè)備進(jìn)行檢測、維護(hù)。對(duì)于儀表著陸信號(hào)發(fā)生器的校準(zhǔn)尚無公開發(fā)布的國家、行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，日常工作中一般會(huì)參考相關(guān)裝備測試標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T 14282.4-1993《儀表著陸系統(tǒng)（ILS）航向信標(biāo)接收機(jī)性能要求和測試方法》和GB/T 14282.2-1993《儀表著陸系統(tǒng)（ILS）下滑信標(biāo)接收機(jī)性能要求和測試方法》中裝備測試方法進(jìn)行校準(zhǔn)?？傮w而言，國內(nèi)關(guān)于儀表著陸信號(hào)發(fā)生器的計(jì)量體系尚不完善。

本文通過分析儀表著陸系統(tǒng)的工作過程、運(yùn)行原理，結(jié)合儀表著陸信號(hào)發(fā)生器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)中引出計(jì)量特性，其中如載波頻率、調(diào)制頻率、調(diào)制度差（DDM）等參數(shù)是儀表著陸系統(tǒng)機(jī)載設(shè)備的重要指標(biāo)［4-5］。運(yùn)用無線電電子學(xué)計(jì)量中信號(hào)發(fā)生器計(jì)量理論，選用測量接收機(jī)和頻譜分析儀進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，用GUM 法對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行不確定度評(píng)定，給出擴(kuò)展不確定度評(píng)定過程及結(jié)果，最終形成一套準(zhǔn)確、規(guī)范、可操作性強(qiáng)的儀表著陸信號(hào)發(fā)生器校準(zhǔn)規(guī)范。

1 儀表著陸系統(tǒng)

儀表著陸系統(tǒng)（ILS）是應(yīng)用最廣泛、性能最穩(wěn)定的飛機(jī)精密進(jìn)近著陸引導(dǎo)系統(tǒng)，可以為飛機(jī)進(jìn)近階段提供所需的航向和下滑引導(dǎo)信息，飛機(jī)通過接收儀表著陸系統(tǒng)發(fā)射的引導(dǎo)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)安全著陸［6-7］。儀表著陸系統(tǒng)的維護(hù)分為地面設(shè)備外場測試和機(jī)載設(shè)備檢測兩部分，對(duì)于機(jī)載設(shè)備，需要對(duì)接收機(jī)的各項(xiàng)性能進(jìn)行檢測。儀表著陸信號(hào)發(fā)生器是儀表著陸機(jī)載設(shè)備的專用檢測設(shè)備，能夠模擬儀表著陸系統(tǒng)地面設(shè)備航向信標(biāo)臺(tái)、下滑信標(biāo)臺(tái)和指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)信號(hào)。

1.1 航向信標(biāo)臺(tái)

航向信標(biāo)臺(tái)是為飛機(jī)提供相對(duì)跑道中心線水平方位引導(dǎo)的地面無線電信標(biāo)臺(tái)，其天線陣架設(shè)在跑道末端以外的一定距離處，沿跑道中心面向進(jìn)近飛機(jī)發(fā)射兩個(gè)水平交叉的輻射波瓣［8］，跑道中心線右側(cè)波瓣以90 Hz 調(diào)幅信號(hào)為主，左側(cè)以150 Hz 調(diào)幅信號(hào)為主，在跑道中心線上90 Hz 和150 Hz 調(diào)制信號(hào)電平（幅度）相等，為飛機(jī)提供相對(duì)于跑道的航向道（水平位置）指引［9］，航向信標(biāo)臺(tái)架設(shè)及波束如圖1所示。

圖1 航向信標(biāo)臺(tái)架設(shè)及波束圖Fig.1 Diagram of ILS localizer and beam

1.2 下滑信標(biāo)臺(tái)

下滑信標(biāo)臺(tái)是為飛機(jī)提供相對(duì)跑道入口下滑角引導(dǎo)的地面無線電信標(biāo)臺(tái)，下滑信標(biāo)位于跑道入口一側(cè)，平行于跑道中心線向飛機(jī)進(jìn)場方向發(fā)射仰角為3°左右的兩個(gè)垂直交叉的輻射波瓣，仰角外側(cè)波瓣以90 Hz 調(diào)幅信號(hào)為主，內(nèi)側(cè)以150 Hz調(diào)幅信號(hào)為主，在仰角線上90 Hz和150 Hz調(diào)制信號(hào)電平（幅度）相等，為飛機(jī)提供相對(duì)于跑道平面的角度（垂直位置）指引［10］，下滑信標(biāo)臺(tái)架設(shè)及波束如圖2所示。

圖2 下滑信標(biāo)臺(tái)架設(shè)及波束圖Fig.2 Diagram of glide path beacon erection and beam

1.3 指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)

指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)是指設(shè)在地面特定位置點(diǎn)向空中垂直發(fā)射窄扇形或倒錐形低功率波束（75 MHz 調(diào)制波）的導(dǎo)航信標(biāo)臺(tái)。指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)架設(shè)在進(jìn)近方向的跑道中心延長線上，由遠(yuǎn)及近分別為外指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)、中指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)和內(nèi)指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)。當(dāng)著陸飛機(jī)經(jīng)過不同的指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)時(shí)，機(jī)載設(shè)備會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)的聲音和燈光指示，作為著陸飛機(jī)的距離參考［11］，指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)架設(shè)示意圖如圖3所示。

圖3 指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)架設(shè)示意圖Fig.3 Diagram of marker beacon erection

1.4 飛機(jī)著陸過程

著陸飛機(jī)首先由航線飛行進(jìn)入到著陸機(jī)場航向引導(dǎo)工作區(qū)，按照著陸儀表指示修正飛機(jī)航向，使飛機(jī)進(jìn)入航向面飛行。當(dāng)飛機(jī)進(jìn)入下滑引導(dǎo)工作區(qū)后，可結(jié)合氣壓高度表、無線電高度表對(duì)飛行高度進(jìn)行修正，按照著陸儀表指示調(diào)整俯仰角進(jìn)入下滑面飛行。此后不斷修正飛行速度和著陸姿態(tài)，使航向、下滑儀表保持在0位指示，同時(shí)根據(jù)指點(diǎn)信標(biāo)不斷得到進(jìn)場高度和距離，在飛機(jī)到達(dá)決斷高度后，由飛行員操縱飛機(jī)進(jìn)行目視著陸。在整個(gè)過程中，航向信標(biāo)臺(tái)提供水平位置指引，下滑信標(biāo)臺(tái)提供垂直位置指引，指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)提供距離位置指引。

2 儀表著陸信號(hào)發(fā)生器的計(jì)量特性

儀表著陸信號(hào)發(fā)生器是根據(jù)儀表著陸系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，能夠針對(duì)不同信標(biāo)臺(tái)的測試要求模擬相應(yīng)的調(diào)制信號(hào)，并且根據(jù)系統(tǒng)導(dǎo)航要求，對(duì)各參數(shù)進(jìn)行可量化的設(shè)置。

2.1 模擬航向信標(biāo)

模擬航向信標(biāo)臺(tái)信號(hào)為雙音調(diào)幅信號(hào)，載波頻率在108.1～111.95 MHz范圍內(nèi)，調(diào)制單音頻率分別為90 Hz 和150 Hz，額定調(diào)制度為20%。當(dāng)90 Hz 調(diào)制幅度占優(yōu)時(shí)，調(diào)制度差（DDM）值大于0；當(dāng)150 Hz調(diào)制幅度占優(yōu)時(shí)，DDM值小于0。

根據(jù)航向信標(biāo)臺(tái)的導(dǎo)航原理，信標(biāo)發(fā)射機(jī)的載波頻率、載波功率和調(diào)制信號(hào)為基本計(jì)量參數(shù)。航向信標(biāo)共有40 個(gè)信道，應(yīng)對(duì)信道內(nèi)各信號(hào)載波頻率，由低至高選取典型值進(jìn)行校準(zhǔn)，載波功率按儀表著陸信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)特點(diǎn)，一般應(yīng)在-120～0 dBm 連續(xù)可調(diào)，校準(zhǔn)時(shí)按實(shí)際輸出范圍校準(zhǔn)，調(diào)制單音頻率90，150 Hz 和識(shí)別信號(hào)1020 Hz 應(yīng)分別校準(zhǔn)。

還需引入間接參數(shù)調(diào)制度差（DDM），DDM 值能夠體現(xiàn)兩個(gè)調(diào)制信號(hào)幅度的差異程度，即反映了飛機(jī)和跑道中心線的偏離程度［12］。DDM 計(jì)算公式為

式中：M90，M150分別為90 Hz 和150 Hz 頻率調(diào)幅深度，%。

當(dāng)DDM 值等于0 時(shí)，飛機(jī)航向與跑道中心線夾角為0°；當(dāng)DDM 值大于0 時(shí)，即90 Hz 調(diào)制信號(hào)占優(yōu)，飛機(jī)航向相對(duì)跑道中心線偏左；當(dāng)DDM 值小于0時(shí)，飛機(jī)航向相對(duì)跑道中心線偏右。在對(duì)機(jī)載儀表著陸系統(tǒng)進(jìn)行測試時(shí)，DDM 值的輸出范圍一般在-0.4～0.4之內(nèi)。

針對(duì)上文提及的各參數(shù)，對(duì)照GB/T 14282.4-1993 引入相應(yīng)技術(shù)要求：頻率穩(wěn)定度為±50×10-6；輸出功率范圍為-120～-6 dBmW；輸出誤差為±2.5 dB；航向調(diào)制：調(diào)制度差精度為0.002（0.1 dB）；音頻輸出頻率為90 Hz±0.3%，150 Hz±0.3%，1020 Hz±1%；上述三種信號(hào)失真度均小于1%，且可以單獨(dú)或同時(shí)對(duì)射頻信號(hào)發(fā)生器調(diào)幅，調(diào)幅度各為20%±1%（90 Hz 和150 Hz）和30%±3%（1020 Hz）［9］。根據(jù)以上技術(shù)要求，結(jié)合儀表著陸信號(hào)發(fā)生器工作原理，得到模擬航向信標(biāo)臺(tái)計(jì)量特性，見表1。

表1 模擬航向信標(biāo)臺(tái)計(jì)量特性Tab.1 Measurement characteristics of simulated ILS localizer

2.2 模擬下滑信標(biāo)

模擬下滑信標(biāo)臺(tái)信號(hào)為雙音調(diào)幅信號(hào)，載波頻率在329.15～335 MHz 范圍內(nèi)，調(diào)制單音頻率分別為90 Hz 和150 Hz，額定調(diào)制度為40%，當(dāng)90 Hz 調(diào)制幅度占優(yōu)時(shí)，DDM 值大于0，當(dāng)150 Hz調(diào)制幅度占優(yōu)時(shí)，DDM 值小于0。

根據(jù)下滑信標(biāo)臺(tái)的導(dǎo)航原理，信標(biāo)發(fā)射機(jī)的載波頻率、載波功率和調(diào)制信號(hào)為基本計(jì)量參數(shù)。下滑信標(biāo)一共有40 個(gè)信道，應(yīng)對(duì)信道內(nèi)各信號(hào)載波頻率，由低至高選取典型值進(jìn)行校準(zhǔn)，載波功率一般應(yīng)在-120～0 dBm 連續(xù)可調(diào)，調(diào)制單音頻率90 Hz和150 Hz應(yīng)分別校準(zhǔn)。

下滑信標(biāo)臺(tái)各項(xiàng)參數(shù)除載波頻率和額定調(diào)幅深度與航向信標(biāo)不同外，沒有1020 Hz 調(diào)制識(shí)別信號(hào)，其他各項(xiàng)指標(biāo)與航向信標(biāo)臺(tái)一致，對(duì)照GB/T 14282.2-1993 引入相應(yīng)技術(shù)要求：頻率穩(wěn)定度為±50×10-6；輸出功率范圍為-120～-6 dBmW；輸出誤差為±2.5 dB；下滑調(diào)制：調(diào)制度差精度為0.002（0.1 dB）；音頻輸出頻率為90 Hz±0.3%和150 Hz±0.3%；兩種信號(hào)失真度均小于1%，可單獨(dú)或同時(shí)對(duì)射頻信號(hào)發(fā)生器調(diào)幅，調(diào)幅度各為40%±1%［10］。根據(jù)以上技術(shù)要求，結(jié)合儀表著陸信號(hào)發(fā)生器工作原理，梳理模擬下滑信標(biāo)臺(tái)計(jì)量特性，見表2。

表2 下滑信標(biāo)臺(tái)計(jì)量特性Tab.2 Measurement characteristics of simulated glide path beacon

2.3 模擬指點(diǎn)信標(biāo)

模擬指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)信號(hào)為單音調(diào)幅信號(hào)，載波頻率固定為75 MHz，調(diào)制單音頻率分別為外指點(diǎn)信標(biāo)為400 Hz；中指點(diǎn)信標(biāo)為1300 Hz；內(nèi)指點(diǎn)信標(biāo)為3000 Hz，額定調(diào)制度為95%。指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)的調(diào)制信號(hào)是通過鍵控的形式發(fā)射出去，稱為識(shí)別信號(hào)或鍵控信號(hào)，頻率為6 Hz或2 Hz。

根據(jù)指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)的導(dǎo)航原理，信標(biāo)發(fā)射機(jī)的載波頻率、載波功率、調(diào)制信號(hào)、鍵控頻率為基本計(jì)量參數(shù)。對(duì)照GB/T 9026-2000《指點(diǎn)信標(biāo)性能要求和測試方法》引入相應(yīng)技術(shù)要求：射頻頻率準(zhǔn)確度不應(yīng)劣于±5×10-5；調(diào)制頻率準(zhǔn)確度不應(yīng)劣于±2.5%；每個(gè)調(diào)制信號(hào)頻率的總諧波成分不應(yīng)超過±15%；調(diào)制度應(yīng)為95%，誤差不應(yīng)超過±4%；音頻調(diào)制的鍵控速度變化率應(yīng)小于±15%［11］。根據(jù)以上技術(shù)要求，結(jié)合儀表著陸信號(hào)發(fā)生器工作原理，梳理模擬指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)計(jì)量特性見表3。

表3 指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)計(jì)量特性Tab.3 Measurement characteristics of simulated marker beacon

3 校準(zhǔn)方法及不確定分析

儀表著陸信號(hào)發(fā)生器是內(nèi)場修理用設(shè)備，為方便維護(hù)人員對(duì)機(jī)載儀表著陸系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試、調(diào)修，針對(duì)每項(xiàng)參數(shù)均可單獨(dú)控制、單獨(dú)測試，因此，可選用測量接收機(jī)或頻譜分析儀對(duì)各參數(shù)分別進(jìn)行校準(zhǔn)。儀表著陸載波信號(hào)在甚高頻頻段，儀表著陸信號(hào)發(fā)生器信號(hào)輸入端子一般設(shè)計(jì)為N型接頭。頻譜分析儀則根據(jù)帶寬不同分為N 型接頭、3.5 mm 接頭、2.92 mm 接頭或2.4 mm 接頭等形式。因此在校準(zhǔn)時(shí)一般選用與頻譜分析儀端子形式相同的同軸電纜，在與儀表著陸信號(hào)發(fā)生器連接端匹配轉(zhuǎn)接頭進(jìn)行連接。

測量接收機(jī)為射頻信號(hào)經(jīng)典分析儀，具有極高的電平測量精度，同時(shí)還能完成頻率測量、解調(diào)分析?？芍苯佑脺y量接收機(jī)對(duì)儀表著陸信號(hào)發(fā)生器載波頻率、載波功率、調(diào)制頻率及調(diào)制深度進(jìn)行校準(zhǔn)，DDM 值根據(jù)調(diào)制深度校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算。受限于測量接收機(jī)工作原理，對(duì)混合調(diào)制信號(hào)的調(diào)制參數(shù)難以準(zhǔn)確測量，需設(shè)置儀表著陸信號(hào)發(fā)生器先后輸出各調(diào)制頻率信號(hào)，進(jìn)行逐一校準(zhǔn)，且無法測量鍵控信號(hào)，另需借助示波器來完成校準(zhǔn)。

頻譜分析儀為射頻測試領(lǐng)域最常用的儀器，具有測試手段靈活、效率高的優(yōu)點(diǎn)。使用頻譜分析儀可對(duì)被測信號(hào)在頻域內(nèi)進(jìn)行快速分析、測量，完成信號(hào)頻率、功率等指標(biāo)的分析、校準(zhǔn)［13］。在選裝模擬解調(diào)分析軟件后還可對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行頻域和時(shí)域分析［14］。其中的音頻頻譜功能通過對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉變換（FFT），可直觀地反映基帶信號(hào)在頻域中的行為，能夠同時(shí)觀測通道帶寬內(nèi)全部頻譜，并對(duì)每個(gè)頻譜信號(hào)的調(diào)制參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，實(shí)現(xiàn)對(duì)混調(diào)信號(hào)多個(gè)調(diào)制波的同時(shí)測量，極大地提高了測量速度及信號(hào)觀測的可靠性。利用頻譜分析儀對(duì)儀表著陸信號(hào)發(fā)生器各參數(shù)的校準(zhǔn)流程如圖4所示。

圖4 校準(zhǔn)流程圖Fig.4 Calibration flow chart

測量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度直接影響儀表著陸信號(hào)發(fā)生器校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度，以是德科技N9020B頻譜分析儀為例［15］，簡述各項(xiàng)參數(shù)校準(zhǔn)方法，并對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果中測量標(biāo)準(zhǔn)引入的不確定度進(jìn)行簡要分析。

3.1 載波頻率

設(shè)定儀表著陸信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)后可直接用頻譜分析儀進(jìn)行測量，按校準(zhǔn)頻點(diǎn)設(shè)置中心頻率值，根據(jù)被測信號(hào)的穩(wěn)定程度可適當(dāng)設(shè)定頻譜分析儀的頻率寬度（Span）、視頻帶寬（Video bandwidth，VBW）和分辨力帶寬（Resolution bandwidth，RBW），用Mark功能標(biāo)記信號(hào)電平峰值，讀取頻率測量值如圖5所示。

圖5 載波頻率測量結(jié)果Fig.5 Carrier frequency measurement results

載波頻率的測量不確定度主要來源于頻譜分析儀的時(shí)基年老化率和頻率測量固有誤差，N9020B 在加裝PFR 選件后的年老化率為±1×10-7，頻率測量固有誤差為0.1 Hz，標(biāo)準(zhǔn)裝置重復(fù)性忽略不計(jì)，以航向信號(hào)1 波道108.1 MHz 信號(hào)為例計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)裝置引入不確定度。

老化率引入不確定度按均勻分布計(jì)算

固有誤差引入不確定度按均勻分布計(jì)算

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

ucrel=5.8×10-8

k取2，擴(kuò)展不確定度為

Urel=1.2×10-7（k=2）

標(biāo)準(zhǔn)裝置引入不確定度優(yōu)于被測指標(biāo)兩個(gè)數(shù)量級(jí)，完全滿足量傳要求。

3.2 載波功率

對(duì)于未加調(diào)制的載波信號(hào)，頻譜分析儀在設(shè)置中心頻率、Span，VBw 和RBw 后，用Mark 功能標(biāo)記信號(hào)峰值，可直接讀取載波功率值。對(duì)于加載了調(diào)制的載波信號(hào)，著重關(guān)注信號(hào)的峰值功率，可用信號(hào)保持（Mark Hold）功能，當(dāng)頻譜分析儀捕獲足夠的采樣信息后，在屏幕顯示出峰值頻譜，再用Mark功能標(biāo)記信號(hào)峰值，讀取載波峰值功率。或者使用頻譜分析儀通道功率測量功能，設(shè)置適當(dāng)?shù)耐ǖ缼?，? MHz，可直接讀取通道功率測量值。此外，用于載波功率測量的同軸電纜應(yīng)取得各頻點(diǎn)的插損校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并對(duì)頻譜分析儀的功率測量結(jié)果進(jìn)行修正。

載波功率的測量不確定度主要來源于頻譜分析儀的電平測量基本誤差、頻率響應(yīng)誤差以及電纜插損校準(zhǔn)值引入不確定度，對(duì)于測量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度分析，暫不考慮失配誤差。N9020B 頻譜分析儀手冊(cè)中直接給出了在20 Hz～3.6 GHz 頻率范圍內(nèi)的典型測量誤差為±0.23 dB（此項(xiàng)指標(biāo)包括了基本誤差和頻率響應(yīng)），插損校準(zhǔn)值測量不確定度為0.02 dB，標(biāo)準(zhǔn)裝置重復(fù)性忽略不計(jì)，可計(jì)算擴(kuò)展不確定度。

功率電平測量誤差引入不確定度按均勻分布計(jì)算

電纜插損校準(zhǔn)值引入不確定度按均勻分布計(jì)算

u2=0.02 dB÷2=0.1 dB

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

uc=0.13 dB

k取2，則擴(kuò)展不確定度為

U=0.3 dB（k=2）

標(biāo)準(zhǔn)裝置引入不確定度按1∶3量傳要求，可量傳輸出功率最大允許誤差±0.9 dB，滿足對(duì)儀表著陸信號(hào)發(fā)生器載波功率校準(zhǔn)的量傳要求。

3.3 調(diào)制頻率

測量調(diào)制信號(hào)時(shí)，需進(jìn)入頻譜分析儀的模擬解調(diào)分析功能。在此功能中，調(diào)用音頻頻譜分析模塊，設(shè)置中心頻率、中心電平及掃頻寬度，音頻掃描跨度需高于被測信號(hào)調(diào)制頻率。若校準(zhǔn)航向信號(hào)調(diào)制頻率為90 Hz和150 Hz雙頻，則音頻掃描跨度可設(shè)置為85～155 Hz，用Mark 功能標(biāo)記需讀取頻譜信號(hào)電平峰值，即可讀出相應(yīng)調(diào)制頻率測量值，如圖6 所示。對(duì)于識(shí)別信號(hào)1020 Hz 測量方法類似。

圖6 調(diào)制頻率測量結(jié)果Fig.6 Modulation frequency measurement results

調(diào)制頻率的測量不確定度主要來源于頻譜分析儀模擬解調(diào)測量中調(diào)制深度影響量和調(diào)制頻率影響量。調(diào)制深度影響量計(jì)算式為

式中：fm為調(diào)制頻率測量調(diào)制深度影響量，Hz；fAM為調(diào)制頻率，Hz；m為調(diào)制深度，%。

調(diào)制頻率影響量計(jì)算公式為

式中：f△為調(diào)制頻率測量調(diào)制頻率影響量，Hz，Q為時(shí)基年老化率。

以90 Hz 調(diào)制頻率，40%調(diào)制深度為例計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)裝置引入不確定度。

調(diào)制深度影響量引入不確定度按均勻分布計(jì)算

調(diào)制頻率影響量引入不確定度按均勻分布計(jì)算

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

uc=3.3×10-4Hz

k取2，擴(kuò)展不確定度為

U=6.6×10-4Hz

計(jì)算相對(duì)擴(kuò)展不確定度為

標(biāo)準(zhǔn)裝置引入不確定度優(yōu)于被測指標(biāo)3個(gè)數(shù)量級(jí)，完全滿足量傳要求。

3.4 音頻失真度

頻譜分析儀進(jìn)入模擬解調(diào)分析功能，在解調(diào)波形模塊中根據(jù)被測音頻頻率值設(shè)置調(diào)制深度采樣系數(shù)和時(shí)間跨度，使信號(hào)觸發(fā)適當(dāng)，并顯示穩(wěn)定的波形。若信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)為多音頻調(diào)制，則還需開啟濾波器，過濾掉其他有效信號(hào)。當(dāng)被測音頻信號(hào)在解調(diào)波形面板中穩(wěn)定顯示后，在指標(biāo)測量模塊中可直接讀取總諧波失真測量值。

音頻失真度測量不確定度主要來源于頻譜分析儀模擬解調(diào)失真度測量的調(diào)幅深度影響量和固有誤差。調(diào)制深度影響量計(jì)算公式為

式中：Km為音頻失真度調(diào)制深度影響量，%；m為調(diào)制深度，%。

以90 Hz 調(diào)制頻率，40%調(diào)制深度為例計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)裝置引入不確定度。

調(diào)制深度影響量引入不確定度按均勻分布計(jì)算

固有誤差引入不確定度按均勻分布計(jì)算

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

uc=0.036%

k取2，則擴(kuò)展不確定度為

U=0.07%（k=2）

音頻失真度指標(biāo)為信號(hào)發(fā)生器音頻信號(hào)的質(zhì)量保證參數(shù)，而非量傳指標(biāo)，因此沒有量值傳遞關(guān)系。頻譜分析儀音頻失真度測量的擴(kuò)展不確定度完全可以滿足儀表著陸信號(hào)發(fā)生器信號(hào)失真度的測量要求。

3.5 調(diào)制深度

調(diào)制深度的測量方法與調(diào)制頻率測量方法一致，在按調(diào)制頻率測量方法觀測到穩(wěn)定波形后，用Mark 功能標(biāo)記信號(hào)電平峰值，即可讀出相應(yīng)調(diào)制頻率下調(diào)制深度測量值，如圖6所示。

調(diào)制深度的測量不確定度主要來源于頻譜分析儀模擬解調(diào)測量中調(diào)制深度測量誤差和調(diào)制深度測量固有誤差。調(diào)制深度測量誤差為±0.1%，固有誤差為±0.07%。以40%調(diào)制深度為例計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)裝置引入不確定度。

測量誤差引入不確定度按均勻分布計(jì)算

固有誤差引入不確定度按均勻分布計(jì)算

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

uc=0.047%

k取2，則擴(kuò)展不確定度為

U=0.09%（k=2）

標(biāo)準(zhǔn)裝置引入不確定度滿足1∶3量傳要求。

根據(jù)調(diào)制深度測量不確定度計(jì)算DDM 不確定度，用方和根法對(duì)兩次調(diào)幅深度測量不確定度進(jìn)行合成，得出DDM 值擴(kuò)展不確定度為0.0007，可滿足與儀表著陸信號(hào)發(fā)生器1∶3的量傳比。

3.6 鍵控頻率

鍵控頻率信號(hào)是在調(diào)制信號(hào)的基礎(chǔ)上加入了固定的開關(guān)頻率，在時(shí)域上體現(xiàn)為周期性的包絡(luò)信號(hào)，在頻域上以諧波分量的形式體現(xiàn)，測量方法類似于調(diào)制頻率測量。如測量6 Hz 鍵控頻率，則需在音頻頻譜分析模塊中設(shè)置音頻掃描跨度從0～6 Hz，之后用Mark 功能標(biāo)記需讀取頻譜信號(hào)的峰值，即可讀出鍵控頻率測量值。

鍵控頻率測量標(biāo)準(zhǔn)引入的測量不確定度與調(diào)制頻率測量不確定度相一致，完全滿足量傳要求。

4 結(jié)論

通過介紹儀表著陸信號(hào)發(fā)生器的計(jì)量特性，結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)測量標(biāo)準(zhǔn)的選用進(jìn)行了分析，給出了使用頻譜分析儀對(duì)儀表著陸信號(hào)發(fā)生器的校準(zhǔn)方法，同時(shí)對(duì)測量標(biāo)準(zhǔn)的測量不確定度進(jìn)行了分析和計(jì)算。通過試驗(yàn)、分析可知，基于快速傅立葉變換的現(xiàn)代頻譜分析儀在儀表著陸信號(hào)發(fā)生器校準(zhǔn)中具有較大的優(yōu)勢(shì)：極高的測量效率和較高的測量精度，一臺(tái)儀器就能完成全部參數(shù)的校準(zhǔn)，且各項(xiàng)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度可滿足被測設(shè)備的量傳要求。尤其是模擬解調(diào)音頻頻譜分析功能，可同時(shí)測量多音頻調(diào)制參量，直接對(duì)原始采集信號(hào)進(jìn)行分析，不需進(jìn)行濾波抑制，測量結(jié)果更為準(zhǔn)確、客觀。