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多模导航系统由仪表着陆系统(ILS)、微波着陆系统(MLS)和精密测距系统(DME/P)组成,它在飞机距离机场200Km时开始工作,并能引导飞机顺利降落。当出现暴雨、雾霾等能见度不足百米的极端恶劣天气状况时,多模导航系统在飞机起飞、着陆过程中起到了十分重要的作用。为了保证多模导航系统正常工作,多模导航系统的定期维护、检修是不可缺少的。在军用航空系统和民用航空系统中,多模导航测试系统最核心的部分都是多模信号模拟器。因此,研制出一款准确、高效的多模导航系统信号模拟器具有很高的价值和意义。针对目前多模导航系统信号模拟器研究中存在的体积大、集成度低等问题,本文对现有多模导航模拟器的整体架构进行了改进,并结合多模导航系统基带信号、射频信号的特点进行了MATLAB仿真研究。具体内容如下:第一,综述了课题研究的背景意义,归纳了国内外的研究现状,分析了多模导航系统信号模拟器的研究方向及其不足之处。第二,根据多模导航系统工作原理,推导了相关理论公式,为信号模拟器的FPGA数字逻辑电路设计奠定了理论基础。第三,结合公式仿真并分析了微波着陆系统方位制导信号、仰角制导信号,精密测距系统信号以及仪表着陆系统航向信标、下滑信标、指点信标的特性,为后续的MATLAB仿真波形文件查找表法奠定了研究基础,同时也为验证信号模拟器产生的实际波形是否正确可用提供了判断依据。第四,研究了信号模拟器的FPGA数字逻辑电路设计,详细分析了各个功能模块的设计思路,并在DDS原理和ROM查找表法的基础上进行改进,给出了一种把MATLAB仿真波形文件导入ROM并生成基带信号的方法。第五,研究了信号模拟器的硬件电路实现,通过归纳总结各个电路的设计思路和功能实现,论证了电路设计方案的可行性,并利用射频矩阵开关和椭圆滤波器设计了一种通道选择电路,实现了仪表着陆、微波着陆、精密测距三种不同模式的射频信号均从一个射频端口输出,有效的减小了信号模拟器的体积,增强了信号模拟器的实用性。第六,分析了多模导航系统信号模拟器上位机软件和底层硬件电路之间的关系并设计了上位机软件。设计时,采用分层设计方案,提高了LabVIEW上位机软件的开发效率。同时,阐述了上位机软件的设计思路,并对后面板程序的重要设计方法做了总结。最后,把信号模拟器产生的实际波形与仿真波形作对比分析,验证了信号模拟器产生波形的可用性与有效性。