[发明专利]TCAS与S模式应答机的综合化数字中频接收系统

说明书

技术领域

本发明涉及电子通信，具体是一种基于现场可编程逻辑阵列(Field ProgrammableGate Array，以下简称为FPGA)的空中交通警戒与防撞系统(Traffic Collision AvoidanceSystem，以下简称为TCAS)和S模式应答机的综合化数字中频接收系统。

背景技术

目前国内没有关于空中交通警戒与防撞系统(缩写为：TCAS)与S模式应答机综合的研究与设计，而国外的系统至多是形式上的联合式综合系统，并未实现一体化全面综合，即平台共用、软硬件资源共享、信息融合、功能综合等。而且，当今在各种型号的飞机上应用甚为广泛的TCASII系统也是基于独立的TCAS与S模式应答机架构而共同完成空中交通态势的感知。

由上述研究现状可知，目前关于TCAS与S模式应答机的研制主要存在以下两点不足：一方面，本机的TCAS与S模式应答机均利用自己独立的天线系统、射频前端电路以及处理模块等来收发无线电信号并做相应处理，从某种程度上来讲，在同时配备了TCAS和S模式应答机的飞机上就会造成资源浪费，不仅加重了机组人员的负担，同时独立子系统也使飞机备件库加大、飞机重量加重、可维护性降低，不利于减少飞机全寿命周期成本等等；另一方面，很少运用软件无线电的设计思想，使得航空电子系统的灵活性不够，给机载设备未来的升级维护带来了一些障碍，不易扩展。

FPGA相对于适用于串行处理的数字信号处理(缩写：DSP)来讲，具有优越的并行处理能力；而相对于采用硬连接逻辑的ASIC来讲，具有满足软件无线电实现中的灵活性需求的特点。所以，FPGA技术由于其一系列的优点而在软件无线电领域中有广阔的应用前景，并很有可能成为实现软件无线电平台的最佳选择，而且高速、大容量FPGA的高性能信号处理、灵活性和可升级性，使其在极其苛刻的软件无线电数字处理系统中是不可或缺的。同时，StratixIII系列的FPGA具有容量大、速度快等特点，使得基于StratixIII系列FPGA的本发明能够满足系统功能及性能需求。

经过对现有技术的检索发现，电子科技大学的陈莹等做过独立的TCAS的研究与设计(陈莹.TCAS系统的相关研究与设计[D].成都：电子科技大学，2008.)；中国西南电子技术研究所的姚元飞等做过独立的S模式应答机中频信号处理的研究(姚元飞，佟力，严国荣.S模式机载应答机的中频数字化处理[J].电讯技术，2009，49(6)：70-73.)。

但是该现有技术都未能从综合化的角度进行航空电子系统的研究与设计，而且前者也未能在整个设计中运用软件无线电技术。这些都导致了机载设备的备件库繁重、资源浪费、不易升级维护等。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足，提供一种TCAS与S模式应答机的综合化数字中频接收系统，该系统能够在不消耗过多资源、有足够快的处理速度情况下，实现综合化的信号处理与检查。

本发明的解决技术方案如下：

一种TCAS与S模式应答机的综合化数字中频接收系统，其点征在于该系统包括数字下变频模块、TCAS基带预处理模块和S模式应答机基带预处理模块，所述数字下变频模块的输出端经信号线分别与所述的TCAS基带预处理模块和S模式应答机基带预处理模块的输入端相连。

数字下变频模块包括四个结构相同的数字下变频分模块，每个数字下变频分模块又包括同相路和正交路、两路共用的平方开方单元和系统时钟单元，所述的同相路和正交路都由依次的数字混频状态机单元、CIC4倍抽取单元、HB2倍抽取单元、FIR低通单元组成，所述的同相路和正交路的FIR低通单元的输出端接所述的平方开方单元，对由射频频率/天线接收通道输入的四路数字中频信号实行并行处理，经下变频处理后的四路数字基带信号分别向所述的TCAS基带预处理模块或S模式应答机基带预处理模块输出。

一种利用所述的综合化数字中频接收系统的接收方法，其特点在于该方法包括如下步骤：

步骤1：所述的数字下变频模块接收来自由射频前端电路提供的射频频率/天线接收通道的四路数字中频信号经处理得到四路数字基带信号；