[发明专利]一种TCAS镜像频率抑制系统及其设计方法、装置和电子设备

说明书

本公开实施例提供一种TCAS镜像频率抑制系统及其设计方法、装置和电子设备，属于雷达信号处理技术领域。包括：选取满足镜像频率抑制度要求的模拟宽带滤波器，并确定模拟宽带滤波器的阻带截止频率；计算TCAS询问信号的采样率区间和TCAS应答信号的采样率区间；计算同时覆盖TCAS询问信号的采样率区间和TCAS应答信号的采样率区间的共用采样率区间；选取可配置采样率区间覆盖共用采样率区间的模数转换器；在模拟宽带滤波器和模数转换器之间连接放大器，在模数转换器的输出端连接数字下变频处理单元，形成用于TCAS的镜像频率抑制系统。这样，使得模拟‑数字采样器更加接近天线，具有明显的体积和重量优势，同时具备优良的拓展性、开发灵活性以及可移植性。

技术领域

本公开涉及雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种TCAS镜像频率抑制系统及其设计方法、装置和电子设备。

背景技术

空中交通防撞系统(英文：Traffic Alert and Collision Avoidance System，简称TCAS)，是保证民用客机全天候安全飞行的综合监视系统中的重要子系统，其需要同时接收工作频率为 1030MHz的询问信号和工作频率为1090MHz的应答信号并进行解码处理。为提高TCAS系统的抗干扰能力，航空无线电技术委员会Do-181E 标准中严格规定了TCAS系统在指定频点和波形输入下的信号抑制指标，TCAS接收机对于干扰信号的衰减和抑制性能决定了TCAS系统的整体性能，因此在TCAS处理架构中会通过模拟滤波器和数字滤波器的针对性设计实现对带外信号的抑制。

由于实数信号的双边幅度谱特征，TCAS询问信号和应答信号分别存在与工作频率相同幅度谱的镜像频率，同时由于信号处理架构中模拟-数字转换器的使用，该镜像频率会以模拟-数字采样率为周期重复出现，由于与TCAS的工作频率具有相同的幅度谱，该镜像频率在测试标准要求的输入波形下会使得TCAS进行询问或应答信号的解码，且无法通过数字下变频中的数字滤波器进行滤除。现有的TCAS接收系统采用多级模拟滤波器串联的镜像频率抑制方法，该方法在模拟前端宽带滤波器滤波和模拟混频器下变频处理之后，将信号功分到两个频率通道分别进行双频的模拟窄带滤波、放大处理，双频镜像频率从而可以通过两路模拟窄带滤波分别滤除。但该方案需要配置相应的模拟混频器，同时需要为两个工作频率分别设计模拟信号处理通道，在每个处理通道中均需配置与工作频率相匹配的模拟滤波器和多级放大器及周边电路，因此该方案的模拟前端存在电路复杂、体积大、重量重的缺点，该劣势在无人机等对重量敏感的低载荷、小型化平台上尤为突出；同时基于该方法设计的模拟电路接收系统也不具备良好的拓展性和可移植性。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种TCAS镜像频率抑制系统及其设计方法、装置和电子设备，至少部分解决现有技术中存在的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种TCAS镜像频率抑制系统的设计方法，所述方法包括：

选取满足镜像频率抑制度要求的模拟宽带滤波器，并确定所述模拟宽带滤波器的阻带截止频率；

基于TCAS询问与TCAS应答信号进行离散傅里叶变换主周期频谱以及离散傅里叶变换的隐含周期性，以及所述模拟宽带滤波器的阻带截止频率，计算TCAS询问信号的采样率区间和TCAS应答信号的采样率区间；

计算同时覆盖所述TCAS询问信号的采样率区间和所述TCAS应答信号的采样率区间的共用采样率区间；

选取可配置采样率区间覆盖所述共用采样率区间的模数转换器；

在所述模拟宽带滤波器和所述模数转换器之间连接放大器，在所述模数转换器的输出端连接数字下变频处理单元，形成用于TCAS的镜像频率抑制系统。

可选的，所述基于离散傅里叶变换主周期信号频谱特征以及离散傅里叶变换的隐含周期性，以及所述模拟宽带滤波器的阻带截止频率，计算TCAS询问信号的采样率区间和TCAS应答信号的采样率区间的步骤，包括：