[发明专利]航管应答机旁瓣抑制时间检测工作方式

说明书

技术领域

本发明涉及一种航管应答机旁瓣抑制时间检测工作方式。

背景技术

目前，国际航管二次雷达领域为了防止空中处于询问主波束以外的应答机产生回答信号，导致地面雷达无法分清飞机目标所在的方位和距离，系统采用了旁瓣抑制技术。航管二次雷达询问机发射的询问信号采用三脉冲抑制方式，即除了由询问机具有较强方向性的、可360°旋转的天线主波束发射大功率的P1和P3脉冲之外，另外由全向天线在P1脉冲前沿之后2μs以后较小功率发射P2旁瓣抑制脉冲作为旁瓣抑制（SLS）。

航管二次雷达询问机天线方向图如下图所示，包括询问主波束、旁波瓣和控制波束。P1和P3询问脉冲对间隔分别为8μs（模式A）和21μs（模式C），它由询问主波束发射出去。P2是旁瓣抑制脉冲，它由控制波束发射出去，其方向图为一个圆；P2脉冲辐射功率电平比询问主波束额定峰值功率电平小18dB以上。所以，当飞机处于主波束方位时，航管应答机接收到P1和P3询问脉冲幅度远远大于P2脉冲幅度；反之，当飞机处于旁瓣方位时，航管应答机接收到P2脉冲幅度大于P1和P3询问脉冲幅度；应答机通过比较P1和P2的相对幅度来判断接收到的信号是来自旁瓣（P2>P1）还是主瓣(P1>P2)。如果强度上P1比P2高9dB，就必须对询问信号进行应答；如果P1比P2小，应答机不能应答；如果P1比P2的差值在0dB到9dB之间，应答机可以应答也可以不应答，旁瓣抑制系统脉冲幅度关系如下图所示。当应答机接收到满足要求的P2旁瓣抑制脉冲时，将立即启动抑制功能，对所有询问进行抑制，旁瓣抑制保持时间为35±10μs。

国内外对于航管应答机的检测仪器仪表很多，但大多数的检测仪器仪表没有对航管应答机旁瓣抑制时间参数检测的功能或能力；同时，要通过无线手段检测出该参数也存在一定难度。航管应答机旁瓣抑制时间检测技术就是针对旁瓣抑制时间参数进行快速检测，能够快速、准确获取其参数值，以检验应答机设备该项参数是否满足ICAO的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为航管应答机提供一种对旁瓣抑制时间参数的检测手段，能够快速、准确获取其旁瓣抑制时间。

本发明利用二次雷达询问－应答工作原理，首先向航管应答机发射检测编码信号，触发应答机产生回答信号，再对应答信号进行检测。通过统计和计算检测编码信号的变化规律获取应答机的旁瓣抑制时间。

航管应答机旁瓣抑制时间检测系统包括：电源、发射机、接收机、信号处理单元（包括FPGA（现场可编程门阵列）和DSP（高速数字信号处理器））、控制计算机、接口电路等组成，完成对航管应答机旁瓣抑制时间的快速检测和显示。

系统中电源是为各组成部分提供所需的电压。其输入为交流220V/50Hz，输出即为各分机或模块所需的直流工作电压，并保证每组电压的输出功耗；同时，对于发射机所需的低压和高压电源，采用了延迟设计，即高压电源较低压电源延迟启动约2秒，从而保护发射机功率放大电路。

发射机主要是将旁瓣抑制时间检测编码信号进行调制、放大输出。本发射机工作频率为1030MHz±0.5MHz，发射功率满足距离要求。工作时，首先将编码信号进行ASK调制，调制中心频率为1030MHz；再将完成调制的编码信号通过功率放大电路进行功率放大，最后通滤波后输出。同时，发射机具有对输出信号检波的功能，可以直观检测发射机输出信号是否正确。

接收机主要用于对应答机回答的编码信号进行接收、滤波、解调，输出应答编码信号。本接收机接收频率范围为1087MHz～1093MHz，接收动态范围为50dB，接收灵敏度优于-72dBm。本系统中的接收机采用了射频数字化技术，工作时，首先进行滤波、放大和选频，然后进行了高频A/D，最后通过高速数字信号处理，完成数字解调，输出TTL编码信号；同时，接收机具有自检能力，通过自检命令完成接收机自检，并输出自检结果。

控制计算机主要是对系统进行控制和结果数据显示。系统工作时，通过控制计算机显示控制软件对系统进行控制，启动旁瓣抑制时间检测功能后，接收检测结果数据，并将结果数据显示、存储。

接口电路是为接收、发射、信号处理、显示控制功能进行信号格式、数据转换，完成系统各组成部分的信号连接。

本发明的重点在于旁瓣抑制时间参数检测算法的实现：

检测系统核心处理和检测算法由信号处理单元完成，而信号处理单元主要包括FPGA和DSP。