引言
无线电罗盘是飞机重要的导航设备之一，能测量飞机相对于地面导航台的相对方位角，引导飞机正确航向飞行或着陆[1]。当前无线电罗盘主要采用解算式和软件无线电结构，其原理抽象复杂，不易理解，对教学、维护、测试工作带来一定难度。因此，本文利用C++实现了某型无线电罗盘的信号仿真系统，涵盖了从天线到环匹配器，到接收机的全流程，可用于教学演示以及测试激励。
一、天线信号仿真
罗盘天线包括垂直天线和环1、环2两个环形天线，环形天线主要用于比幅定向，垂直天线用于提供基准[2]。令导航台音频信号为，罗盘相对方位角为，载波角频率为，垂直天线接收信号幅度为，环形天线接收信号幅度为。由于空间中电磁波的电场和磁场同相，垂直天线接收信号的相位与电场一致，环形天线接收信号是磁通量的变化率，即磁场的导数，可得：
垂直天线接收信号：
环1天线接收信号：
环2天线接收信号：
二、环匹配器信号仿真
图1为环匹配器结构[2]，令90Hz信号角频率为，6Hz换相信号为，按照环匹配器工作原理可得，复合调制信号为：
三、接收机信号仿真
在接收机中，复合调制信号经前端处理、下变频、解调后，其包络为
用滤波器可分离出收讯分量和定向分量。
其中定向分量为：
收讯分量为：
令和分别是的同相分量和正交分量，则
对6Hz不同换相状态下的取平均，可得最终的方位角。
其中，6Hz换相用于减小90Hz的调制信号的传输相位误差[3]，可仿真出换相对误差的影响。令90Hz的调制cos信号相对于sin信号有相位误差，则定向分量为：
四、仿真结果
图2是在方位角253°，调制信号相位误差13°条件下，信号流程中关键节点波形的仿真结果，该波形可实时随动于方位角和相位误差的更改。仿真结果表明，该系统能准确反映出罗盘信号处理全流程。此外，流程中的任一仿真节点可直接生成IQ数据流，驱动可编程信号源产生真实信号，作为激励源使用。
参考文献
[1]蒲小勃.现代航空电子与综合［M］.航空工业出版社.2013.
[2]李志鹏，基于FPGA的无线电罗盘方位解调[D]，电子科技大学，2018
[3]张鹏强，无线电罗盘导航基准算法研究[J]，现代导航，2018.9(01):30-33
