基于FPGA的機(jī)載應(yīng)答機(jī)分集處理設(shè)計

1、 基于FPGA的機(jī)載應(yīng)答機(jī)分集處理設(shè)計 夏喜龍 祝正燕Summary本文介紹了一種基于FPGA的機(jī)載應(yīng)答機(jī)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(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求，通過分集功能，能夠有效提高載機(jī)對空、對地以及機(jī)動條件下的識別概率，對提高二次雷達(dá)系統(tǒng)監(jiān)視性能有著重要的意義?！綤ey】分集 FPGA 機(jī)載應(yīng)答機(jī) diversitytransponder1 引言具備分集（diversity）特性的機(jī)載應(yīng)答機(jī)裝有上下兩個天線，可根據(jù)上下天線的信號強(qiáng)弱、到達(dá)時間作出應(yīng)答處理，能夠有效提高應(yīng)答機(jī)的覆蓋范圍，對提高二次雷達(dá)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-18

2、1E中對機(jī)載應(yīng)答機(jī)的要求，機(jī)載應(yīng)答機(jī)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0.125s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(qiáng)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0.375s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）

3、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(jìn)行幅度判決，如果無，則進(jìn)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(yàn)證4.1 軟件仿真結(jié)果依次進(jìn)行了時間判別機(jī)制和幅度判決機(jī)制仿真，如圖2所示，上通道信號提前下通道信號0.375us到達(dá)，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(jī)制有效。如圖3所示，下通道信號提前下通道信號0.125us到達(dá)，幅度指示信號（ant_sel_in）為下通

4、道，天線選擇輸出（ant_select）為下通道，證明幅度判別機(jī)制有效。4.2 系統(tǒng)測試依托于JZ/YD 126XD機(jī)載應(yīng)答機(jī)進(jìn)行了地面測試及空中試驗(yàn)，測試表明，系統(tǒng)分集特性滿足ICAO附件10及DO-181中對機(jī)載應(yīng)答機(jī)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(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求，通過分集功能，能夠有效提高載機(jī)對空、對地以及機(jī)動條件下的識別概率，對提高二次雷達(dá)監(jiān)視性能有著重要的意義。Reference1黎廷璋編著.空中交通管制應(yīng)答機(jī)M.國防工業(yè)出版社，1992（07）.2國際民用航空公約附件10.3Minimum Operational PerformanceStandards for Air Traffic ControlRadar Beacon System/Mode Select（ATCRBS/Mode S