夏喜龍 祝正燕

摘要

本文介紹了一種基于FPGA的機載應(yīng)答機分集設(shè)計，通過仿真測試、系統(tǒng)測試表明：分集處理設(shè)計達到相關(guān)標(biāo)準的技術(shù)要求，通過分集功能，能夠有效提高載機對空、對地以及機動條件下的識別概率，對提高二次雷達系統(tǒng)監(jiān)視性能有著重要的意義。

【關(guān)鍵詞】分集 FPGA 機載應(yīng)答機 diversitytransponder

1 引言

具備分集（diversity）特性的機載應(yīng)答機裝有上下兩個天線，可根據(jù)上下天線的信號強弱、到達時間作出應(yīng)答處理，能夠有效提高應(yīng)答機的覆蓋范圍，對提高二次雷達系統(tǒng)的性能有著重要的意義。

2 技術(shù)需求

按照ICAO附件10及DO-181E中對機載應(yīng)答機的要求，機載應(yīng)答機分集特性應(yīng)具備如下特性：

（1）從最低觸發(fā)電平MTL+3dB到-21dBm的詢問信號范圍內(nèi)，且上天線和下天線接收的詢問信號延時≤0.125μs內(nèi)時：

1.當(dāng)兩天線接收到的詢問信號功率≥3dB時，應(yīng)答發(fā)射信號從信號強的天線發(fā)射出去;

2.當(dāng)兩天線接收到的詢問信號功率≤3dB時，應(yīng)答發(fā)射信號可從任一天線發(fā)射出去;

（2）從最低觸發(fā)電平MTL+3dB到-21dBm的詢問信號范圍內(nèi)，且上天線和下天線接收的詢問信號延時≥0.375μs內(nèi)時：

采用先到先響應(yīng)原則，應(yīng)答發(fā)射信號將選擇先收到詢問信號的通道/天線。

3 分集處理設(shè)計

分集判別設(shè)計

如圖1所示，分集判別分上通道（top）和下通道（bot）和兩個通道，以上通道為例，判決流程如下：

（1）當(dāng)收到編碼觸發(fā)信號后，首先將編碼觸發(fā)延遲0.2us;

（2）判斷下通道是否有編碼觸發(fā)信號，如果有，則進行幅度判決，如果無，則進行時間判別;

（3）最終生成幅度和時間判別結(jié)果。

判決融合模塊將上下通道的判決結(jié)果融合輸出。

4 測試驗證

4.1 軟件仿真結(jié)果

依次進行了時間判別機制和幅度判決機制仿真，如圖2所示，上通道信號提前下通道信號0.375us到達，幅度指示信號（ant_sel_in）為下通道，天線選擇輸出（ant_select）為上通道，證明時間判別機制有效。如圖3所示，下通道信號提前下通道信號0.125us到達，幅度指示信號（ant_sel_in）為下通道，天線選擇輸出（ant_select）為下通道，證明幅度判別機制有效。

4.2 系統(tǒng)測試

依托于JZ/YD 126XD機載應(yīng)答機進行了地面測試及空中試驗，測試表明，系統(tǒng)分集特性滿足ICAO附件10及DO-181中對機載應(yīng)答機的要求。

5 結(jié)語

通過仿真測試、系統(tǒng)測試表明，分集處理設(shè)計達到相關(guān)標(biāo)準的技術(shù)要求，通過分集功能，能夠有效提高載機對空、對地以及機動條件下的識別概率，對提高二次雷達監(jiān)視性能有著重要的意義。

參考文獻

[1]黎廷璋編著.空中交通管制應(yīng)答機[M].國防工業(yè)出版社，1992（07）.

[2]國際民用航空公約附件10.

[3]Minimum Operational PerformanceStandards for Air Traffic ControlRadar Beacon System/Mode Select（ATCRBS/Mode S）Airborne Equipment.

[4]周嘉賓，夏喜龍.航管應(yīng)答機退敏與恢復(fù)的設(shè)計研究[J].電子制作，2017（12）.