[發(fā)明專利]機(jī)載防撞系統(tǒng)天線自檢及降級(jí)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811067950.0
• 申請(qǐng)日: 2018-09-13
• 公開（公告）號(hào): CN109087536B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李洪偉;付紅;章學(xué)鋒;盧文韜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川九洲空管科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G08G5/04
• 分類號(hào): G08G5/04;H04B17/15;H04B17/29
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 夏琴

本發(fā)明涉及機(jī)載防撞技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種機(jī)載防撞系統(tǒng)天線自檢及降級(jí)方法。具體包括以下過程：針對(duì)全向天線自檢及降級(jí)過程：S模式應(yīng)答機(jī)內(nèi)部周期進(jìn)行上天線、下天線連接狀態(tài)自檢；收集上天線、下天線連接狀態(tài)自檢結(jié)果，向ACAS收發(fā)主機(jī)上報(bào)S模式應(yīng)答機(jī)天線連接狀態(tài)自檢結(jié)果；響應(yīng)詢問信號(hào)，選擇上天線或者下天線為應(yīng)答通道；廣播時(shí)選擇通道發(fā)送控制命令；針對(duì)定向天線的自檢、降級(jí)過程：ACAS收發(fā)主機(jī)內(nèi)部周期進(jìn)行上天線、下天線連接狀態(tài)自檢；收集上天線、下天線連接狀態(tài)自檢結(jié)果，并根據(jù)自檢連接狀態(tài)自檢結(jié)果確認(rèn)天線連接狀態(tài)，自動(dòng)根據(jù)自檢結(jié)果判斷下天線為定向天線還是全向天線；根據(jù)上天線各個(gè)角度連接狀態(tài)，設(shè)置天線是否能發(fā)射信號(hào)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)載防撞技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種機(jī)載防撞系統(tǒng)天線自檢及降級(jí)方法。

背景技術(shù)

機(jī)載防撞系統(tǒng)（即ACAS-Airborne Collision Avoidance System，又稱TCAS-Traffic Alert and Collision Avoidance System）由美國聯(lián)邦航空局（FAA）定義，目前軍民航使用的一般為TCASII型防撞系統(tǒng)，可提供交通告警（TA）和決斷告警（RA）。TCAS是防止空中飛機(jī)危險(xiǎn)接近和相撞事故發(fā)生的必不可少的設(shè)備，可獨(dú)立于地面交通管制系統(tǒng)的進(jìn)行工作。主要用于為飛機(jī)提供空中安全分隔保證.系統(tǒng)采用二次雷達(dá)的方式探測(cè)附近空域的接近飛機(jī)，必要時(shí)，提醒飛行員采取規(guī)避措施與以其它飛機(jī)保持適當(dāng)?shù)陌踩g距，達(dá)到防碰撞的目的。通過近幾年的飛行實(shí)踐證明，該系統(tǒng)是防止飛機(jī)空中相撞的最后一道防線，也是目前最有效的手段之一，它克服了地面空中交通管制的局限性，能提供超出地面交通管制所能提供的飛行安全保證能力，對(duì)應(yīng)付空中突發(fā)的危險(xiǎn)接近，避免空中相撞有巨大的作用。

系統(tǒng)的ACAS收發(fā)主機(jī)是實(shí)現(xiàn)防撞功能的關(guān)鍵，其通過控制天線波束指向，對(duì)飛機(jī)前、后、左、右4個(gè)區(qū)域進(jìn)行掃描詢問，附近裝有空管應(yīng)答機(jī)（S模式/ATCRBS應(yīng)答機(jī)）的飛機(jī)（以下稱為目標(biāo)機(jī)）會(huì)做出應(yīng)答。ACAS收發(fā)主機(jī)根據(jù)收到的應(yīng)答信號(hào)，獲得目標(biāo)機(jī)的高度、相對(duì)距離、方位等信息，并進(jìn)而計(jì)算其高度變化率，相對(duì)距離變化率并結(jié)合本機(jī)的位置和運(yùn)動(dòng)信息，評(píng)估出目標(biāo)機(jī)的威脅級(jí)別（OT：其它飛機(jī)，PT：接近飛機(jī)，TA：交通告警，RA：決斷告警），并將不同目標(biāo)機(jī)以相應(yīng)的圖形方式進(jìn)行顯示。機(jī)載防撞系統(tǒng)典型配置包括：ACAS收發(fā)主機(jī)1個(gè)、S模式應(yīng)答機(jī)2個(gè)、定向天線2個(gè)、全向天線2、交通/決斷顯示器2個(gè)、控制盒1個(gè)。系統(tǒng)架構(gòu)及交聯(lián)關(guān)系如圖1所示。

機(jī)載防撞系統(tǒng)的主要用途如下：

功能1． A、C模式空管應(yīng)答，由S模式應(yīng)答機(jī)實(shí)現(xiàn)；

功能2． S模式應(yīng)答，由S模式應(yīng)答機(jī)實(shí)現(xiàn)；

功能3．空中交通態(tài)勢(shì)監(jiān)視和感知，由ACAS收發(fā)主機(jī)實(shí)現(xiàn)；

功能4．交通告警，有ACAS收發(fā)主機(jī)實(shí)現(xiàn)；

功能5．決斷告警，主要用ACAS收發(fā)主機(jī)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)威脅機(jī)也裝備TCASII設(shè)備時(shí)，通過S模式應(yīng)答機(jī)的數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)行RA協(xié)同，以保證告警的兼容性。

現(xiàn)有技術(shù)中，機(jī)載防撞系統(tǒng)可提高其對(duì)空域態(tài)勢(shì)感知能力，增強(qiáng)探測(cè)空中威險(xiǎn)接近的能力，并具備防撞規(guī)避提示能力，從而提高其飛行的安全性。ACAS收發(fā)主機(jī)基于二次雷達(dá)原理通過上/下兩部定向天線對(duì)空域目標(biāo)進(jìn)行詢問并接收應(yīng)答信號(hào)。每個(gè)定向天線有四個(gè)端口，分別對(duì)應(yīng)0°、90°、180°、270°四個(gè)軸向，每個(gè)軸向的波束寬度為90°。

定向天線每個(gè)端口與ACAS收發(fā)主機(jī)正常連接（沒有錯(cuò)誤連接、且線纜沒有短路、開路現(xiàn)象），是影響設(shè)備對(duì)360°空域進(jìn)行全面監(jiān)視的重要因素。當(dāng)前設(shè)備對(duì)上/下定向天線共八個(gè)端口的連接完好性進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)原理是在定向天線內(nèi)部的每個(gè)端口設(shè)置了匹配電阻，主機(jī)通過對(duì)阻值范圍進(jìn)行測(cè)試，通過測(cè)試結(jié)果評(píng)估某一具體的端口處于：正常、短路、開路狀態(tài)。當(dāng)前的設(shè)計(jì)措施是，當(dāng)八個(gè)端口中的任何一個(gè)端口處于短路或開路故障時(shí)，設(shè)備判定定向天線故障，ACAS主機(jī)報(bào)故，并直接降級(jí)為“待機(jī)”模式，功能3、功能4、功能5全部失效。