[發明專利]動態測試二次雷達本機時延數據提高測距精度的方法

有效

• 申請號: 201711174077.0
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN108120964B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 王波;聶鑫;劉俊;秦莉梅;甘翼
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所（中國電子科技集團公司第十研究所）
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40;G01S13/76;G01S13/91
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

本發明公開了一種動態測試二次雷達本機時延數據提高測距精度的方法，利用本發明可以顯著提高二次雷達系統的測距精度。本發明通過下述技術方案予以實現：詢問機和應答機將本機的射頻電纜長度帶來的延時存入非易失性存儲器中，周期性地自動發送檢測信號測試收發延時，動態測量引入現有系統測距誤差的因素，將從發射通路發出經接收通路耦合回來的信號進行解碼和延時測試，計算詢問機和應答機本機各自的收發延時，將周期性測試的收發延時和安裝時測試的射頻電纜延時相加作為本機的內部延時；在詢問應答機過程中各自扣除本機的內部延時，自動使用最新的內部延時數據，詢問機將計算的最終延時除以2再乘以光速，對詢問機與應答機之間的距離進行測距。

技術領域

本發明是關于二次雷達系統中采用詢問應答方式工作時，通過動態測試本機內部延時數據、在詢問應答過程中各設備自動扣除本機延時來提高系統測距精度的處理方法。

背景技術

在空中交通管制系統中，單脈沖二次監視雷達可提供合作目標的方位、距離、高度和識別等信息。二次雷達系統包括詢問機和應答機，詢問機用于發送經調制、編碼的詢問信號，接收、解碼應答信號。應答機用于接收、解碼詢問信號，發射經調制、編碼的應答信號。二次雷達系統通常采用雙向數據鏈路直接詢問應答協同方式工作獲取目標航跡信息，詢問機根據詢問信號與應答信號之間的延時來進行測距。詢問機和應答機主要采用數字處理電路產生詢問和應答的基帶信號，通過收發通道進行基帶信號與射頻信號之間的轉換，并通過天線進行無線收發。詢問機根據系統信號格式規定發送詢問信號，應答機收到詢問信號后，從詢問信號中提取幀同步標識來確定詢問信號發送時間，并按照規定進行延時后，在約定的位置發送應答信號；詢問機收到應答信號后，提取其同步標識，通過測量詢問信號與應答機應答的同步延時，計算詢問機與應答機之間的距離。詢問和應答信號的發射參數是以時間結構體系內的時隙、子時隙為基礎的，即每次詢問要先選定某一發射時隙，時隙主要用于收發雙方正確的發射與接收，根據時間同步系統原理，應答機可以根據自身的時間參數來接收詢問信號。應答機收到詢問信號后，根據系統信號格式規定獲取確定性延時，在應答窗內隨機選擇一個應答時隙，將確定性延時和隨機選擇應答時隙的隨機延時相加作為應答延時，應答機在相應應答延時后發送應答信號。

詢問機與應答機之間的延時T包含以下內容：詢問機的發送處理延時(即詢問信號的選定的發送時間起始點與其從天線輻射的射頻包絡之間的延時)；詢問機與應答機之間的距離延時(空中傳播時間)；應答機接收支路中的射頻/中頻延時(如濾波器造成的延時，與溫度有關)；應答機接收支路中的同步處理延時(如相關器引發的延時，本地時鐘與接收信號不同步等)；確定應答窗位置的確定性延時；應答窗起始標志與應答信號選定的發送時隙位置之間的隨機延時(由隨機數產生，有的系統中不含該延時)；應答機中應答信號選定發送時間的起始點與其射頻包絡之間的發送處理延時；應答機與詢問機之間的距離延時(空中傳播時間)；詢問機接收支路中的射頻/中頻延時(如由濾波器等造成的延時，與溫度有關)；詢問機接收支路中的同步處理延時(如相關器引發的延時，本地時鐘與接收信號不同步等)。因此詢問機所測定的整個延時：T＝(詢問機Tx處理延時)+(詢問機至應答機距離延時)+(應答機射頻/中頻延時)+(應答機同步處理延時)+(應答機確定性延時)+(應答機隨機延時)+(應答機Tx處理延時)+(應答機至詢問機距離延時)+(詢問機射頻/中頻延時)+(詢問機同步處理延時)。

目前，二次雷達系統中應答機不自動扣除接收和發射處理延時，主要依靠詢問機來進行處理延時的扣除。詢問機通過開機后的閉環自測試測量本機的收發延時，不考慮射頻電纜帶來的延時，也不考慮運行過程中溫度變化帶來的延時誤差。詢問機在測距時，主要將本機的收發延時開機測試值和應答機的處理延時估計值進行扣除，測距結果誤差較大，引入的誤差包括詢問機射頻電纜長度帶來的誤差、應答機射頻電纜長度帶來的延時與估計值之間的誤差、不同應答機收發處理延時與估計值之間的誤差、溫度變化帶來的收發通道延時誤差等。尤其是部分艦載平臺，射頻電纜長度長達數十米，導致現有二次雷達系統的測距精度較低。