基于FPGA的機(jī)載應(yīng)答機(jī)分集處理設(shè)計(jì)

夏喜龍 祝正燕

摘要

本文介紹了一種基于FPGA的機(jī)載應(yīng)答機(jī)分集設(shè)計(jì)，通過仿真測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試表明：分集處理設(shè)計(jì)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(duì)空、對(duì)地以及機(jī)動(dòng)條件下的識(shí)別概率，對(duì)提高二次雷達(dá)系統(tǒng)監(jiān)視性能有著重要的意義。

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

1 引言

具備分集（diversity）特性的機(jī)載應(yīng)答機(jī)裝有上下兩個(gè)天線，可根據(jù)上下天線的信號(hào)強(qiáng)弱、到達(dá)時(shí)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(duì)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-181E中對(duì)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(hào)范圍內(nèi)，且上天線和下天線接收的詢問信號(hào)延時(shí)≤0.125μs內(nèi)時(shí)：

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

2.當(dāng)兩天線接收到的詢問信號(hào)功率≤3dB時(shí)，應(yīng)答發(fā)射信號(hào)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(hào)范圍內(nèi)，且上天線和下天線接收的詢問信號(hào)延時(shí)≥0.375μs內(nèi)時(shí)：

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

3 分集處理設(shè)計(jì)

分集判別設(shè)計(jì)

如圖1所示，分集判別分上通道（top）和下通道（bot）和兩個(gè)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(hào)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(hào)，如果有，則進(jìn)行幅度判決，如果無，則進(jìn)行時(shí)間判別;

（3）最終生成幅度和時(shí)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(cè)試驗(yàn)證

4.1 軟件仿真結(jié)果

依次進(jìn)行了時(shí)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(hào)提前下通道信號(hào)0.375us到達(dá)，幅度指示信號(hào)（ant_sel_in）為下通道，天線選擇輸出（ant_select）為上通道，證明時(shí)間判別機(jī)制有效。如圖3所示，下通道信號(hào)提前下通道信號(hào)0.125us到達(dá)，幅度指示信號(hào)（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(jī)制有效。

4.2 系統(tǒng)測(cè)試

依托于JZ/YD 126XD機(jī)載應(yīng)答機(jī)進(jìn)行了地面測(cè)試及空中試驗(yàn)，測(cè)試表明，系統(tǒng)分集特性滿足ICAO附件10及DO-181中對(duì)機(jī)載應(yīng)答機(jī)的要求。

5 結(jié)語(yǔ)

通過仿真測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試表明，分集處理設(shè)計(jì)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(duì)空、對(duì)地以及機(jī)動(dòng)條件下的識(shí)別概率，對(duì)提高二次雷達(dá)監(jiān)視性能有著重要的意義。

參考文獻(xiàn)

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