[發明專利]一種TCAS鏡像頻率抑制系統及其設計方法、裝置和電子設備

有效

• 申請號: 202010950798.1
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112039541B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 吳耀君;史志舉;薛婧
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司雷華電子技術研究所
• 主分類號: H04B1/10
• 分類號: H04B1/10;H04B1/16
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 張卓

本公開實施例提供一種TCAS鏡像頻率抑制系統及其設計方法、裝置和電子設備，屬于雷達信號處理技術領域。包括：選取滿足鏡像頻率抑制度要求的模擬寬帶濾波器，并確定模擬寬帶濾波器的阻帶截止頻率；計算TCAS詢問信號的采樣率區間和TCAS應答信號的采樣率區間；計算同時覆蓋TCAS詢問信號的采樣率區間和TCAS應答信號的采樣率區間的共用采樣率區間；選取可配置采樣率區間覆蓋共用采樣率區間的模數轉換器；在模擬寬帶濾波器和模數轉換器之間連接放大器，在模數轉換器的輸出端連接數字下變頻處理單元，形成用于TCAS的鏡像頻率抑制系統。這樣，使得模擬?數字采樣器更加接近天線，具有明顯的體積和重量優勢，同時具備優良的拓展性、開發靈活性以及可移植性。

技術領域

本公開涉及雷達信號處理技術領域，尤其涉及一種TCAS鏡像頻率抑制系統及其設計方法、裝置和電子設備。

背景技術

空中交通防撞系統(英文：Traffic Alert and Collision Avoidance System，簡稱TCAS)，是保證民用客機全天候安全飛行的綜合監視系統中的重要子系統，其需要同時接收工作頻率為 1030MHz的詢問信號和工作頻率為1090MHz的應答信號并進行解碼處理。為提高TCAS系統的抗干擾能力，航空無線電技術委員會Do-181E 標準中嚴格規定了TCAS系統在指定頻點和波形輸入下的信號抑制指標，TCAS接收機對于干擾信號的衰減和抑制性能決定了TCAS系統的整體性能，因此在TCAS處理架構中會通過模擬濾波器和數字濾波器的針對性設計實現對帶外信號的抑制。

由于實數信號的雙邊幅度譜特征，TCAS詢問信號和應答信號分別存在與工作頻率相同幅度譜的鏡像頻率，同時由于信號處理架構中模擬-數字轉換器的使用，該鏡像頻率會以模擬-數字采樣率為周期重復出現，由于與TCAS的工作頻率具有相同的幅度譜，該鏡像頻率在測試標準要求的輸入波形下會使得TCAS進行詢問或應答信號的解碼，且無法通過數字下變頻中的數字濾波器進行濾除。現有的TCAS接收系統采用多級模擬濾波器串聯的鏡像頻率抑制方法，該方法在模擬前端寬帶濾波器濾波和模擬混頻器下變頻處理之后，將信號功分到兩個頻率通道分別進行雙頻的模擬窄帶濾波、放大處理，雙頻鏡像頻率從而可以通過兩路模擬窄帶濾波分別濾除。但該方案需要配置相應的模擬混頻器，同時需要為兩個工作頻率分別設計模擬信號處理通道，在每個處理通道中均需配置與工作頻率相匹配的模擬濾波器和多級放大器及周邊電路，因此該方案的模擬前端存在電路復雜、體積大、重量重的缺點，該劣勢在無人機等對重量敏感的低載荷、小型化平臺上尤為突出；同時基于該方法設計的模擬電路接收系統也不具備良好的拓展性和可移植性。

發明內容

有鑒于此，本公開實施例提供一種TCAS鏡像頻率抑制系統及其設計方法、裝置和電子設備，至少部分解決現有技術中存在的問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種TCAS鏡像頻率抑制系統的設計方法，所述方法包括：

選取滿足鏡像頻率抑制度要求的模擬寬帶濾波器，并確定所述模擬寬帶濾波器的阻帶截止頻率；

基于TCAS詢問與TCAS應答信號進行離散傅里葉變換主周期頻譜以及離散傅里葉變換的隱含周期性，以及所述模擬寬帶濾波器的阻帶截止頻率，計算TCAS詢問信號的采樣率區間和TCAS應答信號的采樣率區間；

計算同時覆蓋所述TCAS詢問信號的采樣率區間和所述TCAS應答信號的采樣率區間的共用采樣率區間；

選取可配置采樣率區間覆蓋所述共用采樣率區間的模數轉換器；

在所述模擬寬帶濾波器和所述模數轉換器之間連接放大器，在所述模數轉換器的輸出端連接數字下變頻處理單元，形成用于TCAS的鏡像頻率抑制系統。

可選的，所述基于離散傅里葉變換主周期信號頻譜特征以及離散傅里葉變換的隱含周期性，以及所述模擬寬帶濾波器的阻帶截止頻率，計算TCAS詢問信號的采樣率區間和TCAS應答信號的采樣率區間的步驟，包括：