[發(fā)明專利]一種復(fù)用全向天線的混合監(jiān)視防撞告警方法及其系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310652599.2
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN103617750A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張鋒烽;王琳;趙強
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空無線電電子研究所
• 主分類號: G08G5/04
• 分類號: G08G5/04
• 代理公司: 上海和躍知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31239
• 代理人: 杜林雪

1.一種基于復(fù)用全向天線的混合監(jiān)視防撞告警方法，通過對復(fù)用S模式應(yīng)答機的上下兩個全向天線，通過對基帶和射頻前端的控制，實現(xiàn)S模式應(yīng)答機和ACAS系統(tǒng)的天線系統(tǒng)的共用，具體包含以下步驟：

1)將飛機監(jiān)視范圍分為主動監(jiān)視區(qū)和被動監(jiān)視區(qū)；

2)入侵飛機處于被動監(jiān)視區(qū)時，本機在S模式應(yīng)答間隙通過全向天線接受入侵飛機廣播的ADS-B信號信息，本機不對入侵飛機發(fā)起ACAS詢問，完全依賴被動接受的ADS-B信息對入侵飛機進行跟蹤；

3)當入侵飛機處于主動監(jiān)視區(qū)時，本機在S模式應(yīng)答間隙，通過上下全向天線對入侵飛機發(fā)送ACAS詢問信號，并通過上下兩個全向天線接收該飛機發(fā)送的應(yīng)答信號以及ADS-B信息，根據(jù)對應(yīng)答信號的延時計算、解碼解調(diào)等算法處理，計算出入侵飛機的距離、高度等信息；

4)融合TCAS測量數(shù)據(jù)與ADS-B信息后最終得出入侵飛機與本機的最近接近點，并向飛行員提供相應(yīng)TA/RA告警來避免飛機相撞。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于復(fù)用全向天線的混合監(jiān)視防撞告警方法，所述S模式應(yīng)答機和ACAS系統(tǒng)的天線系統(tǒng)共用包含以下策略：

a)、S模式應(yīng)答信號存在對全向天線的優(yōu)先使用權(quán)，應(yīng)答時間固定且滿足協(xié)議要求，確保本機相對于地面以及其他飛機可見，滿足航空安全需求；

b)、每次發(fā)送ACAS詢問信號的間隔周期存在一定偏差的擾動，使得每次發(fā)射周期不完全一樣；

c)、大數(shù)據(jù)量重復(fù)ACAS詢問過程，在發(fā)射次數(shù)足夠的情況下，一定會存在接收ACAS應(yīng)答和發(fā)射S模式應(yīng)答完全區(qū)分的情況，使得飛機同時保證S模式應(yīng)答和ACAS詢問功能。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于復(fù)用全向天線的混合監(jiān)視防撞告警方法，其特征在于所述步驟3）中主動監(jiān)視區(qū)根據(jù)ACAS主機的詢問頻率又可以分為低頻混合監(jiān)視區(qū)和正常混合監(jiān)視區(qū)，在保證本機安全的前提下低頻混合監(jiān)視區(qū)通過降低ACAS主機的詢問頻率減少和避免ACAS詢問和S模式應(yīng)答信號對全向天線系統(tǒng)的占用沖突問題，確保本機在地面控制中心始終可見。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于復(fù)用全向天線的混合監(jiān)視防撞告警方法，其特征在于所述步驟4）融合TCAS測量數(shù)據(jù)與ADS-B信息后最終得出入侵飛機與本機的最近接近點，具體包含以下步驟：

41）、通過ACAS發(fā)射詢問信號的時間和ACAS接收應(yīng)答信號的時間兩個測量數(shù)據(jù)通過計算得到入侵飛機的與本機的距離；

42）、通過全向天線接收ADS-B廣播信號，經(jīng)過ADS-B接收通道解碼得到ADS-B擴展電文；解算電文密碼提取得到入侵飛機的方位信息，結(jié)合本機衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)給出的本機航空參數(shù)計算出入侵飛機與本機的角度和相位信息；

43）將ADS-B給出的方位信息和ACAS接收通道給出的距離信息等帶入ACAS防撞算法邏輯計算出入侵飛機與本機的最近接近點，并向飛行員提供相應(yīng)TA/RA告警來避免飛機相撞。

5.一種基于復(fù)用全向天線的混合監(jiān)視防撞告警系統(tǒng)，包含全向天線系統(tǒng)、開關(guān)矩陣、接收通道、發(fā)射通道、中頻處理模塊、綜合處理模塊，所述全向天線系統(tǒng)包含上全向天線、下全向天線，其特征在于：

系統(tǒng)在發(fā)射過程中，發(fā)射通道通過基帶處理模塊選擇發(fā)送1030MHz的ACAS詢問信號或者1090MHz的S模式應(yīng)答信號，通過開關(guān)矩陣將發(fā)射數(shù)據(jù)源送入全向天線系統(tǒng)，全向天線系統(tǒng)將經(jīng)過調(diào)制、衰減、功率放大以后的射頻信號對外發(fā)射；

接收過程中，接收模塊通過開關(guān)矩陣，從全向天線系統(tǒng)中接收1030MHz的ACAS詢問信號、1090MHz的S模式應(yīng)答信號和ADS-B擴展電文信號通過1030/1090MHz的雙工器實現(xiàn)兩個頻點信號的分離，下變頻中頻FI輸出到中頻處理模塊，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換到數(shù)字信號輸出到綜合處理模塊；

所述綜合處理模塊根據(jù)入侵飛機的位置控制開關(guān)矩陣的開關(guān)，以及根據(jù)對應(yīng)答信號的延時計算、解碼解調(diào)等算法處理，計算出入侵飛機的距離、高度等信息。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種基于復(fù)用全向天線的混合監(jiān)視防撞告警系統(tǒng)，其特征在于所述接收通道為二條。