[發(fā)明專利]航管應(yīng)答機旁瓣抑制時間檢測工作方式

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010568396.1
• 申請日: 2010-12-01
• 公開（公告）號: CN102175997A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧興;顏伏虎;譚源泉;李洪鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 四川九洲電器集團有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 徐宏;吳彥峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種航管應(yīng)答機旁瓣抑制時間檢測工作方式。

背景技術(shù)

目前，國際航管二次雷達領(lǐng)域為了防止空中處于詢問主波束以外的應(yīng)答機產(chǎn)生回答信號，導(dǎo)致地面雷達無法分清飛機目標所在的方位和距離，系統(tǒng)采用了旁瓣抑制技術(shù)。航管二次雷達詢問機發(fā)射的詢問信號采用三脈沖抑制方式，即除了由詢問機具有較強方向性的、可360°旋轉(zhuǎn)的天線主波束發(fā)射大功率的P1和P3脈沖之外，另外由全向天線在P1脈沖前沿之后2μs以后較小功率發(fā)射P2旁瓣抑制脈沖作為旁瓣抑制（SLS）。

航管二次雷達詢問機天線方向圖如下圖所示，包括詢問主波束、旁波瓣和控制波束。P1和P3詢問脈沖對間隔分別為8μs（模式A）和21μs（模式C），它由詢問主波束發(fā)射出去。P2是旁瓣抑制脈沖，它由控制波束發(fā)射出去，其方向圖為一個圓；P2脈沖輻射功率電平比詢問主波束額定峰值功率電平小18dB以上。所以，當(dāng)飛機處于主波束方位時，航管應(yīng)答機接收到P1和P3詢問脈沖幅度遠遠大于P2脈沖幅度；反之，當(dāng)飛機處于旁瓣方位時，航管應(yīng)答機接收到P2脈沖幅度大于P1和P3詢問脈沖幅度；應(yīng)答機通過比較P1和P2的相對幅度來判斷接收到的信號是來自旁瓣（P2>P1）還是主瓣(P1>P2)。如果強度上P1比P2高9dB，就必須對詢問信號進行應(yīng)答；如果P1比P2小，應(yīng)答機不能應(yīng)答；如果P1比P2的差值在0dB到9dB之間，應(yīng)答機可以應(yīng)答也可以不應(yīng)答，旁瓣抑制系統(tǒng)脈沖幅度關(guān)系如下圖所示。當(dāng)應(yīng)答機接收到滿足要求的P2旁瓣抑制脈沖時，將立即啟動抑制功能，對所有詢問進行抑制，旁瓣抑制保持時間為35±10μs。

國內(nèi)外對于航管應(yīng)答機的檢測儀器儀表很多，但大多數(shù)的檢測儀器儀表沒有對航管應(yīng)答機旁瓣抑制時間參數(shù)檢測的功能或能力；同時，要通過無線手段檢測出該參數(shù)也存在一定難度。航管應(yīng)答機旁瓣抑制時間檢測技術(shù)就是針對旁瓣抑制時間參數(shù)進行快速檢測，能夠快速、準確獲取其參數(shù)值，以檢驗應(yīng)答機設(shè)備該項參數(shù)是否滿足ICAO的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為航管應(yīng)答機提供一種對旁瓣抑制時間參數(shù)的檢測手段，能夠快速、準確獲取其旁瓣抑制時間。

本發(fā)明利用二次雷達詢問－應(yīng)答工作原理，首先向航管應(yīng)答機發(fā)射檢測編碼信號，觸發(fā)應(yīng)答機產(chǎn)生回答信號，再對應(yīng)答信號進行檢測。通過統(tǒng)計和計算檢測編碼信號的變化規(guī)律獲取應(yīng)答機的旁瓣抑制時間。

航管應(yīng)答機旁瓣抑制時間檢測系統(tǒng)包括：電源、發(fā)射機、接收機、信號處理單元（包括FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）和DSP（高速數(shù)字信號處理器））、控制計算機、接口電路等組成，完成對航管應(yīng)答機旁瓣抑制時間的快速檢測和顯示。

系統(tǒng)中電源是為各組成部分提供所需的電壓。其輸入為交流220V/50Hz，輸出即為各分機或模塊所需的直流工作電壓，并保證每組電壓的輸出功耗；同時，對于發(fā)射機所需的低壓和高壓電源，采用了延遲設(shè)計，即高壓電源較低壓電源延遲啟動約2秒，從而保護發(fā)射機功率放大電路。

發(fā)射機主要是將旁瓣抑制時間檢測編碼信號進行調(diào)制、放大輸出。本發(fā)射機工作頻率為1030MHz±0.5MHz，發(fā)射功率滿足距離要求。工作時，首先將編碼信號進行ASK調(diào)制，調(diào)制中心頻率為1030MHz；再將完成調(diào)制的編碼信號通過功率放大電路進行功率放大，最后通濾波后輸出。同時，發(fā)射機具有對輸出信號檢波的功能，可以直觀檢測發(fā)射機輸出信號是否正確。

接收機主要用于對應(yīng)答機回答的編碼信號進行接收、濾波、解調(diào)，輸出應(yīng)答編碼信號。本接收機接收頻率范圍為1087MHz～1093MHz，接收動態(tài)范圍為50dB，接收靈敏度優(yōu)于-72dBm。本系統(tǒng)中的接收機采用了射頻數(shù)字化技術(shù)，工作時，首先進行濾波、放大和選頻，然后進行了高頻A/D，最后通過高速數(shù)字信號處理，完成數(shù)字解調(diào)，輸出TTL編碼信號；同時，接收機具有自檢能力，通過自檢命令完成接收機自檢，并輸出自檢結(jié)果。

控制計算機主要是對系統(tǒng)進行控制和結(jié)果數(shù)據(jù)顯示。系統(tǒng)工作時，通過控制計算機顯示控制軟件對系統(tǒng)進行控制，啟動旁瓣抑制時間檢測功能后，接收檢測結(jié)果數(shù)據(jù)，并將結(jié)果數(shù)據(jù)顯示、存儲。

接口電路是為接收、發(fā)射、信號處理、顯示控制功能進行信號格式、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，完成系統(tǒng)各組成部分的信號連接。

本發(fā)明的重點在于旁瓣抑制時間參數(shù)檢測算法的實現(xiàn)：

檢測系統(tǒng)核心處理和檢測算法由信號處理單元完成，而信號處理單元主要包括FPGA和DSP。