[发明专利]一种TCAS系统锁频滤波方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及机载防撞系统的信号滤波，属于空中交通管理和空中交通安全领域。

背景技术

飞机上的防撞系统(美国航空体系称为空中交通预警和防撞系统，以下简称TCAS)的应用越来越广泛，逐渐从民航飞机扩展到军机和无人机上。因为应用环境、限制条件、功能要求不同，军机和无人机不能直接使用TCAS系统，需要对TCAS系统进行改造；军机对TCAS系统的一种改造方案是使用功能更强大的控制器代替现在普遍使用的TCAS控制器；这种改进的控制器需要保证接口和TCAS控制器完全兼容；同时它需要能够识别民用飞机和军用飞机，并在显示器上区分这两类飞机；无论是美国现有的TCAS系统或各国新研制的TCAS系统上，TCAS的接收信号频率都在1090MHz，而且频率变化非常小；飞机机载TCAS或地面接收设备如何能够在干扰等复杂环境下正确接收和发送信号，信号正确提取将是非常关键的技术；目前的TCAS都是将天线接收的信号用硬件电路滤波，然后再采用各类数字滤波技术进行滤波，以保证系统能够正确解码。

对于各类数字滤波而言，大都是采用固定系数的带通滤波器；这些数字滤波器在设置较窄带通时，系统的阶次很高，不仅计算困难，而且容易产生信号滞后、积累误差大等计算稳定性问题；如果降低数字滤波器阶次，又容易使得通频带过宽使得系统容易受到干扰；这一问题很难取得折中解。

发明内容

为了减小数字滤波的复杂度、提高系统整形的抗干扰能力，本发明提出一种TCAS系统锁频滤波方法，该方法是将TCAS接收电路的信号首先分别乘以不同的可调系数再进行求和，以TCAS标准信号的频率为中心进行锁频限幅滤波，滤波后的信号进行整形后传送至TCAS中心处理系统进行识别，以提高识别的准确率；

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种TCAS系统锁频滤波方法，其特征包括以下步骤：

1选定需要TCAS系统频率(1090Mhz，M为兆赫兹)设定滤波周期及n个可变系数；

2在存储单元中存储Ci(kT)(i＝1，2，…，n)，(k＝0，1，…，N-1，且T为周期即TCAS系统频率的倒数)，C1(kT)＝sin(1090MkT)，C2(kT)＝cos(1090kT)，C3(kT)＝sin(MkT)，C4(kT)＝cos(MkT)，…，Cn(kT)＝cos[(n/2-1)MkT]，如果k＝N，则k＝0；

3对输入信号g(kT)按照公式进行滤波，滤波后经过整形、解码送到TCAS中心处理系统。

锁频滤波方法以TCAS系统的信号频率为中心，按照信号的整数进行变加权求和，可以实现多个窄带通滤波器的效果，可以为信号正确解码提供基本保证，并避免了硬件实现的困难性。

附图说明

附图1是TCAS系统锁频滤波方法结构框图；

附图2是TCAS系统锁频滤波的应用实例结构框图；

附图3是Ci(kT)的自动更新框图。

具体实施方式

1选定需要TCAS系统频率1090Mhz，设定滤波周期4T及4个可变系数；

2在存储单元中存储Ci(kT)(i＝1，2，3，4)，(k＝0，1，…，4)，设T为周期即TCAS系统频率的倒数，取C1(kT)＝sin(1090MkT)，C2(kT)＝cos(1090kT)，C3(kT)＝sin(MkT)，C4(kT)＝cos(MkT)，如果k＝5，则k＝0；

3对输入信号g(kT)按照公式进行滤波，滤波后经过整形、解码送到TCAS中心处理系统。

TCAS系统锁频滤波的应用实例结构框图如图2所示；Ci(kT)(i＝1，2，3，4)，(k＝0，1，…，4)的自动更新如图3所示。