[發(fā)明專利]一種集成射頻的ADS-B芯片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711097370.1
• 申請(qǐng)日: 2017-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN108021060B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉剛;張鋒烽;徐丁海;葛成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空無線電電子研究所
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): G05B19/042
• 代理公司: 上海和躍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31239
• 代理人: 楊慧

本發(fā)明公開了一種集成射頻的ADS?B芯片，包含模擬電路部分和數(shù)字電路部分，模擬電路部分包含射頻發(fā)射模塊、射頻接收模塊以及收發(fā)開關(guān)，數(shù)字電路部分包含連接在高速總線上的ADC模塊、DAC模塊、1090ES接口模塊、信號(hào)編解碼模塊、CPR及數(shù)據(jù)編解碼模塊和數(shù)據(jù)流控制模塊。本發(fā)明通過半導(dǎo)體工藝集成技術(shù)將ADS?B系統(tǒng)設(shè)備中的模擬射頻1090ES數(shù)據(jù)鏈模塊，數(shù)字電路中的邏輯控制模塊、信號(hào)處理模塊、ADS?B協(xié)議處理模塊、GNSS接口模塊、存儲(chǔ)器模塊、ADC/DAC前端模塊、以及電源提供和功耗管理模塊集成于單一專用集成芯片中，從而實(shí)現(xiàn)ADS?B系統(tǒng)設(shè)備的微小型化、低功耗，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)監(jiān)視廣播、接收處理、顯示控制等多種功能的集成整合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種航空技術(shù)領(lǐng)域的集成電路技術(shù)，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)ADS-B功能的專用芯片。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的便攜式ADS-B終端系統(tǒng)往往由中央處理模塊(包含GNSS模塊、信號(hào)處理模塊、S模式和ADS-B協(xié)議處理模塊等)、發(fā)射模塊、接收模塊、電源模塊等一系列分立設(shè)備組成，其中中央處理模塊將本機(jī)的導(dǎo)航信息組成ADS-B信息發(fā)送給發(fā)射模塊對(duì)外發(fā)射，完成ADS-B OUT功能；對(duì)接收模塊發(fā)送的ADS-B信息、進(jìn)行解碼和報(bào)文解析，將解析后的ADS-B信息與本機(jī)的導(dǎo)航信息輸出至后端裝置，完成ADS-B IN功能；電源模塊采用內(nèi)置充電電池，為整機(jī)提供電源輸入。盡管通過緊湊式結(jié)構(gòu)布局和適當(dāng)?shù)募呻娐肪C合技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)ADS-B系統(tǒng)的小型化，但是這種手段效果有限，即使不考慮成本因素，完全依賴高性能小封裝元器件，產(chǎn)品的小型化程度也無法滿足通航飛機(jī)，特別是目前發(fā)展迅猛的無人機(jī)的裝機(jī)要求。

隨著低空空域的逐步開放，通用航空迅速發(fā)展，同時(shí)也對(duì)ADS-B終端設(shè)備提出了更進(jìn)一步的要求，設(shè)備低功耗、微小型化、輕型化是ADS-B機(jī)載終端的發(fā)展趨勢(shì)，因此，專用芯片是解決通航領(lǐng)域?qū)DS-B設(shè)備微小型化需求的最佳途徑。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種集成射頻的ADS-B芯片架構(gòu)，通過半導(dǎo)體工藝集成技術(shù)將ADS-B系統(tǒng)設(shè)備中的模擬射頻1090ES數(shù)據(jù)鏈模塊，數(shù)字電路中的邏輯控制模塊、信號(hào)處理模塊、ADS-B協(xié)議處理模塊、GNSS接口模塊、存儲(chǔ)器模塊、ADC/DAC前端模塊、以及電源提供和功耗管理模塊集成于單一專用集成芯片中，從而實(shí)現(xiàn)ADS-B系統(tǒng)設(shè)備的微小型化、低功耗，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)監(jiān)視廣播、接收處理、顯示控制等多種功能的集成整合。

本發(fā)明的發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種集成射頻的ADS-B芯片，包含模擬電路部分和數(shù)字電路部分，模擬電路部分包含射頻發(fā)射模塊、射頻接收模塊以及收發(fā)開關(guān)，數(shù)字電路部分包含連接在高速總線上的ADC模塊、DAC模塊、1090ES接口模塊、信號(hào)編解碼模塊、CPR及數(shù)據(jù)編解碼模塊和數(shù)據(jù)流控制模塊等；

當(dāng)ADS-B芯片工作于ADS-B IN功能狀態(tài)時(shí)，收發(fā)開關(guān)接通射頻接收模塊，射頻接收模塊接收外部天線接收的他機(jī)的ADS-B消息報(bào)文電磁波，并生成1090ES檢波信號(hào)，1090ES接口模塊根據(jù)數(shù)據(jù)流控制模塊的控制啟動(dòng)ADC模塊接收并采樣1090ES檢波信號(hào)；數(shù)據(jù)流控制模塊控制信號(hào)編解碼模塊對(duì)采樣后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，生成ADS-B原始數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)流控制模塊控制CPR及數(shù)據(jù)編解碼模塊對(duì)ADS-B原始數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)文解析、數(shù)據(jù)濾波，生成可顯示信息；數(shù)據(jù)流控制模塊將可顯示信息傳送至外部監(jiān)視終端；其中，可顯示信息包含他機(jī)的飛行識(shí)別碼、位置、狀態(tài)、高度、航向等；

當(dāng)ADS-B芯片工作于ADS-B OUT功能狀態(tài)時(shí)，收發(fā)開關(guān)接通射頻發(fā)射模塊，數(shù)據(jù)流控制模塊控制CPR及數(shù)據(jù)編解碼模塊對(duì)本機(jī)的飛行態(tài)勢(shì)信息進(jìn)行報(bào)文編碼、數(shù)據(jù)濾波，生成ADS-B原始數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)流控制模塊控制信號(hào)編解碼模塊對(duì)ADS-B原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)組幀，合成適合1090ES數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)腁DS-B消息報(bào)文；1090ES接口模塊根據(jù)數(shù)據(jù)流控制模塊的控制啟動(dòng)DAC模塊將ADS-B消息報(bào)文送至射頻發(fā)射模塊，射頻發(fā)射模塊將ADS-B消息報(bào)文調(diào)制成1090MHz載波信號(hào)并通過外部天線完成發(fā)射。