[发明专利]一种航空二次雷达信号的接收装置及解码方法

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接收装置及解码方法。

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。应答机需要接收1090MHz的脉冲应答信号。测距机需要接收1025MHz-1150MHz的测距询问信号。

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接收部分电路，接收信号首先加到二极预选器、频段前置放大器等，然后将信号加到混频器上，与本地振荡先进行混频，等到60MHz的中频信号，然后加到中频预放器和中频预选器上，以达到带通滤波要求；然后通过一系列对数放大器以提供视频等信号进行分析，这个电路由差动相移键控解调器来处理，以选择出所接收的信号；解调器输出的信号经滤波后转换为晶体管-晶体管逻辑(TTL)电平，然后进行报文处理。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接收装置及解码方法，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接收装置，包括A/D转换器以及FPGA；

A/D转换器，被配置为用于对1025MHz到1150MHz信号进行采样；

FPGA，被配置为用于进行数字下变频、抽取滤波处理，并对抽取滤波后的IQ信号取模；

AD转换器对1025MHz到1150MHz信号进行采样，采样后的数据进入FPGA，通过FPGA进行数字下变频，变成IQ基带信号后，进行去直流操作，并进行正交解调以及多相滤波处理，通过抽取滤波处理降低采样率，FPGA对降速后的IQ信号取模后进行射频分析和脉冲信号分析，进行ATCRBS模式应答机应答信号解析和S模式应答机应答信号解析。

优选地，A/D转换器采用ADS5400芯片，其采样率设置为Fs＝880MHz。

此外，本发明还提到一种航空二次雷达信号的解码方法，该方法采用如上所述的一种航空二次雷达信号的接收装置，具体包括如下步骤：

步骤1：AD转换器对1025MHz到1150MHz信号进行采样后输出至FPGA；

步骤2：通过FPGA进行数字下变频，变成IQ基带信号；

步骤3：通过FPGA进行去直流操作，并进行正交解调以及多相滤波处理，通过抽取滤波处理降低采样率；

步骤3：通过FPGA进行抽取滤波降低采样率；

步骤4：FPGA对降速后的IQ信号取模后进行射频分析和脉冲信号分析，射频分析包括频率测量、功率测量、调制分析在内的实时分析；脉冲信号分析包括脉冲信号检波、脉冲位置测量、脉冲宽度测量、脉冲格式分析、脉冲信息分析在内的实时分析。

本发明所带来的有益技术效果：

本发明尽量减少应答机和测距机的二次雷达接收信号电路的模拟成分，使用脉冲信号直接采样分析技术，利用FPGA设计灵活的特点，使用高速AD和FPGA来进行信号分析，基于正交分析模型，实现射频分析和脉冲信号分析功能，分析带宽大，可生产性强，将信号接收和译码等都放在数字电路中进行处理，电路简洁可靠。

附图说明

图1为ATCRBS模式应答机应答信号示意图。

图2为S模式应答机应答信号示意图。

图3为一种航空二次雷达信号的接收装置的硬件原理图。

图4为本发明的接收信号处理框图。

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接收装置及信号解码方法，应答机分为ATCRBS模式应答机和S模式应答机。