空中交通告警與防撞系統發射機的製作方法

2023-04-27 15:45:01

專利名稱：空中交通告警與防撞系統發射機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子通信領域，特別是一種用於空中交通管理的空中交通告警與 防撞系統發射機。
背景技術：
隨著航空事業的迅速發展，空中交通密度日增，航路擁擠。飛行高度層控制的改 進，以至航管雷達所存在的同步竄擾，非同步竄擾和假目標出現的問題更趨嚴重，針對二次 雷達存在的種種問題，除了飛機上使用新的S模式雷達和數據通信系統外，航空工業界在 1955年通過航空運輸協會(ATA)開始尋找能防止飛機碰撞的系統。在1970年集中研究空 中交通通警告防撞系統，上世紀90年代以來波音公司出廠的飛機根據客戶要求管制雷達 應答機(ATCRBS)作為該系統的中心，1981年美國FAA宣告研製交通警告防撞系統(TCAS) 的計劃，是在離散地址信標防撞系統的基礎概念上，採用空中S模式應答機通信格式或對 離散地址通信的技術來製造交基本上都裝有S模式應答機TCAS系統，以減少飛機空中危險 接近。TCAS系統即空中交通告警與防撞系統，是一種獨立的機載防撞系統，用作空中交 通管制(ATC)系統以及「防撞」。TCAS發射機是空中交通告警與防撞系統(TCAS)中的關鍵 部分，其技術成熟度限制了 TCAS系統整機的國產化應用。現有TCAS發射機主要存在衰減器響應時間過長、濾波器體積大但通過功率小等 諸多不足。
發明內容本實用新型旨在解決傳統空中交通告警與防撞系統發射機衰減器響應時間過長、 濾波器體積大但通過功率小等技術問題，以提供一種具有集成度高、功能全面、大功率程控 衰減、自動保護功能、體積小、總量輕、功耗低等特點的空中交通告警與防撞系統發射機。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的。本實用新型的空中交通告警與防撞系統發射機，其中計算機主機19的輸出接口 對應連接複雜可編程邏輯器CPLD13至少九路信號輸入接口，分別為發射使能接口、ASLC碼 接口、DPSIC編碼接口、衰減校準接口、衰減碼0 4接口等；複雜可編程邏輯器CPLD13的 第一個發射使能輸出端20與第三放大器5相連，其第二個ASLC碼輸出端21與第四放大器 6相連，其第三個DPSK整形處理輸出端22連接PSK差分驅動電路16的輸入端，後者的輸出 端與信號源1的輸出端分別與混頻器2的一個輸入端相連；混頻器2的輸出端順次串接放 大器1 5和二功分器A17，二分功器A17和二分功器B18之間並聯有第六放大器8和第七 放大器9，二分功器B18的輸出端連接衰減器10的一個輸入端；複雜可編程邏輯器CPLD13 的驅動控制輸出端連接衰減器驅動控制電路12的輸入端，後者的輸出端與衰減器10的另 一個輸入端相連，衰減器10輸出端連接帶通濾波器11。本實用新型的空中交通告警與防撞系統發射機，其中所述的二功分器頻率為1030士 IOMHz ；峰值功率為2000W ；駐波為1.2 I0本實用新型的空中交通告警與防撞系統發射機，其中所述的衰減器頻率為 1030士 IOMHz ；輸入輸出駐波1. 3 1 ；峰值承受功率為2000W ；控制位5bit ；控制步進ldB。本實用新型的空中交通告警與防撞系統發射機，其中所述的二分功器A17的輸入 端和二分功器B18的輸出端分別串接有50Ω負載。本實用新型空中交通告警與防撞系統發射機的有益效果1.集成度高、功能全面；2.大功率程控衰減；3.具有自動保護功能；4.體積小、重量輕、功耗小。
圖1本實用新型的電路原理圖圖中標號說明1信號源、2混頻器、3第一放大器、4第二放大器、5第三放大器、6 第四放大器、7第五放大器、8第六放大器、9第七放大器、10衰減器、11帶通濾波器、12衰減 器驅動控制電路、13CPLD、14電壓轉換模塊、15電源模塊、16PSK差分驅動電路、17 二功分器 A、18 二功分器B、19整機計算機處理器、20發射使能輸出端、21ASLC碼輸出端、22DPSK整形 處理輸出端具體實施方式
本實用新型詳細結構、應用原理、作用與功效，參照附圖1，通過如下實施方式予以 說明。參閱圖1所示，計算機主機19的輸出接口對應連接複雜可編程邏輯器CPLD13至 少九路信號輸入接口，分別為發射使能接口、ASLC碼接口、DPSIC編碼接口、衰減校準接口、 衰減碼0 4接口 ；複雜可編程邏輯器CPLD13的第一個發射使能輸出端20與第三放大器5 相連，其第二個ASLC碼輸出端21與第四放大器6相連，其第三個DPSK整形處理輸出端22 連接PSK差分驅動電路16的輸入端，後者的輸出端與信號源1的輸出端分別與混頻器2的 一個輸入端相連；混頻器2的輸出端順次串接第一至第五放大器和二功分器A17，二分功器 A17和二分功器B18之間並聯有第六放大器8和第七放大器9，二分功器B18的輸出端連接 衰減器10的一個輸入端；複雜可編程邏輯器CPLD13的驅動控制輸出端連接衰減器驅動控 制電路12的輸入端，後者的輸出端與衰減器10的另一個輸入端相連，衰減器10輸出端連 接帶通濾波器11。二功分器A (17)和二分功器B (18)頻率為1030 士 IOMHz ；峰值功率為2000W ；駐波 為 1. 2 1。衰減器頻率為1030 士 IOMHz ；輸入輸出駐波1.3:1 ；峰值承受功率為2000W ；控制 位5bit ；控制步進IdB0二分功器A17的輸入端和二分功器B18的輸出端分別串接有50 Ω負載。以下通過具體實例對本實用新型的作用原理等作進一步的說明。本空中交通告警與防撞系統發射機可以分為編碼調製(PSK調製)、放大器、衰減 網絡、頻譜濾波器、電源轉化及處理、數據採集及處理(CPLD處理器)幾大部分。為了便於 系統調試及最優化系統指標，設計中把系統編碼及控制信號採集到CPLD中進行處理，從而克服硬體等其他因素對這些數位訊號的影響。編碼的調製在系統中至關重要，調製的正確與否直接關係到系統詢問的準確性及 成功率(誤碼率)，通過直接使用混頻器把PSK碼與信號直接混頻，其電路簡單且容易實現。 系統中PSK碼的實際調製碼率誤差要與系統要求完全吻合，否則應答系統將產生誤判。整個放大電路採用了常推挽方式，為了有效保證系統中關於發射脈衝時沿及發射 頻率的要求，設計時對每一級放大器的選擇儘可能滿足剛好把輸入信號放大到壓縮點(考 慮彡IdB壓縮點3dB附近)，原因有兩方面其一，剛好在壓縮點可以更好的保證脈衝下降 及上升時間；其二，壓縮太深會將信號的旁瓣放大幹擾二次雷達的其它頻段，甚至可能造成 頻率失真。故通過合理選擇放大器可實現指標要求，也可以在級間用衰減網絡來進行增益 再分配實現指標要求。衰減器10輸出端連接帶通濾波器11，可有效解決信號旁瓣在被放大時惡化非常 嚴重的情況，避免了幹擾其他頻段，也滿足了系統對於頻譜的要求。本實用新型的空中交通告警與防撞系統發射機與傳統產品的技術指標對比表如 下
技術指標本實用新型產品傳統產品衰減器響應時間Ius2 3us輸出功率59. 9dBm60士2dBm下降時間0. 06uS0. 05 0. 2uS 由上可見，本實用新型的空中交通告警與防撞系統發射機，具有集成度高、功能全 面；大功率程控衰減；具有自動保護功能；體積小、重量輕、功耗小等諸多優點。
權利要求一種空中交通告警與防撞系統發射機，其特徵在於計算機主機(19)的輸出接口對應連接複雜可編程邏輯器CPLD(13)至少九路信號輸入接口，分別為發射使能接口、ASLC碼接口、DPSIC編碼接口、衰減校準接口、衰減碼0～4接口；複雜可編程邏輯器CPLD(13)的第一個發射使能輸出端(20)與第三放大器(5)相連，其第二個ASLC碼輸出端(21)與第四放大器(6)相連，其第三個DPSK整形處理輸出端(22)連接PSK差分驅動電路(16)的輸入端，後者的輸出端與信號源(1)的輸出端分別與混頻器(2)的一個輸入端相連；混頻器(2)的輸出端順次串接第一至第五放大器和二功分器A(17)，二分功器A(17)和二分功器B(18)之間並聯有第六放大器(8)和第七放大器(9)，二分功器B(18)的輸出端連接衰減器(10)的一個輸入端；複雜可編程邏輯器CPLD(13)的驅動控制輸出端連接衰減器驅動控制電路(12)的輸入端，後者的輸出端與衰減器(10)的另一個輸入端相連，衰減器(10)輸出端連接帶通濾波器(11)。
2.如權利要求1所述的空中交通告警與防撞系統發射機，其特徵在於所述的二功分 器A(17)和二分功器B(18)頻率為1030士 IOMHz ；峰值功率為2000W ；駐波為1. 2 1。
3.如權利要求1所述的空中交通告警與防撞系統發射機，其特徵在於所述的衰減器 頻率為1030 士 IOMHz ；輸入輸出駐波1. 3 1 ；峰值承受功率為2000W ；控制位5bit ；控制步 進 IdB0
4.如權利要求1所述的空中交通告警與防撞系統發射機，其特徵在於所述的二分功 器A (17)的輸入端和二分功器B (18)的輸出端分別串接有50 Ω負載。
專利摘要本實用新型的空中交通告警與防撞系統發射機，涉及電子通信領域，旨在解決傳統空中交通告警與防撞系統發射機衰減器響應時間過長、濾波器體積大但通過功率小等技術問題。本實用新型由編碼調製、放大器、衰減網絡、頻譜濾波器、電源轉化及處理、數據採集及處理構成。本實用新型適用於空中交通管理的空中交通告警與防撞系統發射機設計。
文檔編號G01S13/93GK201716872SQ200920243329
公開日2011年1月19日 申請日期2009年11月19日 優先權日2009年11月19日
發明者萬遠志, 姚華, 牛書強, 王文軍, 鄧鴻洲 申請人:成都九洲迪飛科技有限責任公司