[发明专利]一种航空二次雷达信号的发射装置及编码方法

说明书

技术领域

本发明属于航空电子技术领域，具体涉及一种航空二次雷达信号的发射装置及编码方法。

背景技术

空中交通管制应答机(ATC Transponder)和测距机(Distance Measure Equipment,DME)都是飞机正常飞行的必备设备。应答机的功用是向地面管制中心报告飞机的识别代码和飞机的气压高度。测距机是用来测量飞机与地面测距信标台之间的斜距。

应答机和测距机都是用二次雷达体制。应答机需要发射1030MHz的脉冲询问信号。测距机需要发射962MHz-1213MHz的测距应答信号。

目前，应答机和测距机都采用复杂的模拟电路，其元器件众多，电路结构复杂庞大，可靠性也较低。现有的航空二次雷达信号的发射部分电路，采用一个声表面波振荡器，以产生需要频率的等幅信号；再经两次缓冲放大达到需要的功率电平，加到双刀双掷的二极管开关。由处理器电路产生的括号脉冲(也叫帧脉冲)，用以调制二极管开关、脉冲放大器，处理器所控制的输入数据脉冲经脉冲调制器后对放大器做调制，进而产生需要发射的航空二次雷达信号。这种采用模拟电路技术的航空二次雷达信号的发射电路，电路复杂、庞大，可靠性低。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种航空二次雷达信号的发射装置及编码方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种航空二次雷达信号的发射装置，包括FPGA和D/A转换器；

FPGA，被配置为用于产生各个测试模式下的报文信号，并对报文信号进行基带重采样、插值滤波处理后，通过全数字上变频的方式将脉冲信号调制到数字载波信号上；

D/A转换器，被配置为用于将FPGA生成的数字信号转换为射频发射信号。

优选地，D/A转换器采用AD9739芯片，其采样率设置为Fs＝1.5GHz。

此外，本发明还提到一种航空二次雷达信号的编码方法，该方法采用如上所述的一种航空二次雷达信号的发射装置，包括如下步骤：

步骤1：通过FPGA产生需要发射的各个模式下的报文信号；

采用FPGA进行信号处理，并辅以包括通过DSP进行部分编码和控制在内的数字信号运算，根据CPU的命令准备需要发射的各个模式下的报文信号；

步骤2：经基带重采样、插值滤波处理后，在FPGA内部将脉冲基带信号通过全数字上变频的方式将脉冲信号调制到数字载波信号上；

步骤3：FPGA生成的数字信号经过D/A转换器转换后输出需要的射频发射信号。

本发明所带来的有益技术效果：

本发明使用无线电体制，尽量减少应答机和测距机的二次雷达发射信号电路的模拟成分，将信号编码和上变频等都放在数字电路中进行处理，通过FPGA产生各个测试模式下的报文信号，即ATCRBS和S模式应答机测试模式下的询问报文，并经基带重采样、插值滤波等处理后，在FPGA内部通过全数字上变频的方式将脉冲信号调制到数字载波信号上，再经过高速D/A变换后直接产生需要的射频脉冲信号，通过FPGA和高速的D/A实时生成各种模式下需要的发射信号，电路简洁可靠，且调制性能好。

附图说明

图1为ATCRBS模式询问信号示意图。

图2为A/C/S模式全呼询问信号示意图。

图3为仅S模式询问信号示意图。

图4为本发明信号的发射装置的硬件原理图。

图5为本发明的八路并行数据处理框图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

本发明公开了一种针对航空应答机和测距机的航空二次雷达信号的发射装置及编码方法，应答机分为ATCRBS模式应答机和S模式应答机。

ATCRBS模式的应答机将包含3/A、B、C、D等四种询问信号模式，3/A兼用于民用识别和军用识别；B模式只用于民用识别；C模式用于高度询问；D模式作为备用询问。实际现在的航管二次雷达使用的是3/A模式、C模式交替询问的模式。其信号的具体形式为P1和P3两个脉冲，如图1所示，各种询问模式是以P1和P3的间隔来区别的。3/A、B、C、D等四种模式中P1和P3的间隔分别为8、17、21、25us。此外还有一个抑制旁瓣方向上的应答机应答的旁瓣抑制脉冲P2。