[發明專利]一種航空二次雷達信號的發射裝置及編碼方法

在審

• 申請號: 201711177773.7
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107966699A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 李曉慧;吳恒奎;成華強;顧軍
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: G01S13/76
• 分類號: G01S13/76;G01S13/78
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司37252
• 代理人: 種艷麗

技術領域

本發明屬于航空電子技術領域，具體涉及一種航空二次雷達信號的發射裝置及編碼方法。

背景技術

空中交通管制應答機(ATC Transponder)和測距機(Distance Measure Equipment,DME)都是飛機正常飛行的必備設備。應答機的功用是向地面管制中心報告飛機的識別代碼和飛機的氣壓高度。測距機是用來測量飛機與地面測距信標臺之間的斜距。

應答機和測距機都是用二次雷達體制。應答機需要發射1030MHz的脈沖詢問信號。測距機需要發射962MHz-1213MHz的測距應答信號。

目前，應答機和測距機都采用復雜的模擬電路，其元器件眾多，電路結構復雜龐大，可靠性也較低。現有的航空二次雷達信號的發射部分電路，采用一個聲表面波振蕩器，以產生需要頻率的等幅信號；再經兩次緩沖放大達到需要的功率電平，加到雙刀雙擲的二極管開關。由處理器電路產生的括號脈沖(也叫幀脈沖)，用以調制二極管開關、脈沖放大器，處理器所控制的輸入數據脈沖經脈沖調制器后對放大器做調制，進而產生需要發射的航空二次雷達信號。這種采用模擬電路技術的航空二次雷達信號的發射電路，電路復雜、龐大，可靠性低。

發明內容

針對現有技術中存在的上述技術問題，本發明提出了一種航空二次雷達信號的發射裝置及編碼方法，設計合理，克服了現有技術的不足，具有良好的效果。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種航空二次雷達信號的發射裝置，包括FPGA和D/A轉換器；

FPGA，被配置為用于產生各個測試模式下的報文信號，并對報文信號進行基帶重采樣、插值濾波處理后，通過全數字上變頻的方式將脈沖信號調制到數字載波信號上；

D/A轉換器，被配置為用于將FPGA生成的數字信號轉換為射頻發射信號。

優選地，D/A轉換器采用AD9739芯片，其采樣率設置為Fs＝1.5GHz。

此外，本發明還提到一種航空二次雷達信號的編碼方法，該方法采用如上所述的一種航空二次雷達信號的發射裝置，包括如下步驟：

步驟1：通過FPGA產生需要發射的各個模式下的報文信號；

采用FPGA進行信號處理，并輔以包括通過DSP進行部分編碼和控制在內的數字信號運算，根據CPU的命令準備需要發射的各個模式下的報文信號；

步驟2：經基帶重采樣、插值濾波處理后，在FPGA內部將脈沖基帶信號通過全數字上變頻的方式將脈沖信號調制到數字載波信號上；

步驟3：FPGA生成的數字信號經過D/A轉換器轉換后輸出需要的射頻發射信號。

本發明所帶來的有益技術效果：

本發明使用無線電體制，盡量減少應答機和測距機的二次雷達發射信號電路的模擬成分，將信號編碼和上變頻等都放在數字電路中進行處理，通過FPGA產生各個測試模式下的報文信號，即ATCRBS和S模式應答機測試模式下的詢問報文，并經基帶重采樣、插值濾波等處理后，在FPGA內部通過全數字上變頻的方式將脈沖信號調制到數字載波信號上，再經過高速D/A變換后直接產生需要的射頻脈沖信號，通過FPGA和高速的D/A實時生成各種模式下需要的發射信號，電路簡潔可靠，且調制性能好。

附圖說明

圖1為ATCRBS模式詢問信號示意圖。

圖2為A/C/S模式全呼詢問信號示意圖。

圖3為僅S模式詢問信號示意圖。

圖4為本發明信號的發射裝置的硬件原理圖。

圖5為本發明的八路并行數據處理框圖。

具體實施方式

下面結合附圖以及具體實施方式對本發明作進一步詳細說明：

本發明公開了一種針對航空應答機和測距機的航空二次雷達信號的發射裝置及編碼方法，應答機分為ATCRBS模式應答機和S模式應答機。

ATCRBS模式的應答機將包含3/A、B、C、D等四種詢問信號模式，3/A兼用于民用識別和軍用識別；B模式只用于民用識別；C模式用于高度詢問；D模式作為備用詢問。實際現在的航管二次雷達使用的是3/A模式、C模式交替詢問的模式。其信號的具體形式為P1和P3兩個脈沖，如圖1所示，各種詢問模式是以P1和P3的間隔來區別的。3/A、B、C、D等四種模式中P1和P3的間隔分別為8、17、21、25us。此外還有一個抑制旁瓣方向上的應答機應答的旁瓣抑制脈沖P2。