一種二次監(jiān)視雷達(dá)接收機(jī)靈敏度的自動(dòng)測量方法

四川九洲空管科技有限責(zé)任公司 李 樞 杜世勇 唐 川

在當(dāng)今民航事業(yè)迅猛發(fā)展的環(huán)境下，二次監(jiān)視雷達(dá)作為空中交通管制的重要設(shè)備，在空域監(jiān)視和保障飛行安全方面發(fā)揮著不可或缺的作用。因此，二次監(jiān)視雷達(dá)必須具備很高的可靠性和穩(wěn)定性，為了實(shí)時(shí)掌握二次監(jiān)視雷達(dá)的設(shè)備狀態(tài)，需要對(duì)二次監(jiān)視雷達(dá)的接收機(jī)靈敏度等重要性能指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控。本文所述的二次監(jiān)視雷達(dá)接收機(jī)靈敏度的自動(dòng)測量方法，通過周期性地向接收機(jī)施加測試激勵(lì)信號(hào)，接收機(jī)反饋與自身靈敏度相關(guān)聯(lián)的模擬信號(hào)，對(duì)該模擬信號(hào)進(jìn)行A/D量化處理后，獲得模擬信號(hào)幅度，經(jīng)過轉(zhuǎn)換函數(shù)計(jì)算出二次監(jiān)視雷達(dá)的接收機(jī)靈敏度。該方法十分簡便，無需使用ATC-1400A測試測距儀等昂貴專用測試設(shè)備，同時(shí)不會(huì)影響二次監(jiān)視雷達(dá)的正常工作。

圖1 測試激勵(lì)信號(hào)時(shí)序圖

圖2 轉(zhuǎn)換模擬視頻電路圖

1 現(xiàn)有測量方法的缺點(diǎn)

在通常情況下，二次監(jiān)視雷達(dá)的接收機(jī)靈敏度只能通過ATC-1400A測試測距儀等昂貴專用測試設(shè)備進(jìn)行測量，尤其是在航管站，二次監(jiān)視雷達(dá)全天候、全天時(shí)不間斷工作，不能暫停使用來進(jìn)行測量，因此傳統(tǒng)測量方法十分不便。

2 技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)

2.1 施加測試激勵(lì)信號(hào)

二次監(jiān)視雷達(dá)的數(shù)字信號(hào)處理板FPGA產(chǎn)生測試門和測試編碼信號(hào)，在每一個(gè)詢問觸發(fā)周期的前100us內(nèi)作為激勵(lì)信號(hào)施加給接收機(jī)，測試門和測試編碼信號(hào)在正常發(fā)射的詢問編碼信號(hào)之前，不會(huì)與接收的應(yīng)答信號(hào)產(chǎn)生混淆，因此對(duì)二次監(jiān)視雷達(dá)的正常工作不會(huì)造成影響。測試激勵(lì)信號(hào)時(shí)序圖如圖1所示。

圖3 A/D量化電路圖

圖4 整體流程圖

2.2 接收機(jī)耦合模擬視頻

接收機(jī)收到測試激勵(lì)信號(hào)后，檢測到測試門信號(hào)有效，通過對(duì)數(shù)檢波器耦合出與測試編碼同步的模擬視頻信號(hào)，模擬視頻信號(hào)的幅度反映接收機(jī)的靈敏度。圖2為二次監(jiān)視雷達(dá)接收機(jī)通過對(duì)數(shù)檢波器轉(zhuǎn)換為模擬視頻信號(hào)電路圖。

2.3 A/D量化

二次監(jiān)視雷達(dá)的數(shù)字信號(hào)處理板對(duì)接收機(jī)反饋的模擬視頻通過A/D轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行A/D量化。A/D量化電路圖如圖3所示。

2.4 A/D采樣

FPGA對(duì)8位A/D量化值進(jìn)行采樣后，獲得樣本點(diǎn)20個(gè)，剔除最大值和最小值后，對(duì)余下的18個(gè)樣本點(diǎn)求得平均值，從而得出模擬視頻信號(hào)幅度值。

2.5 靈敏度換算

得出模擬視頻信號(hào)幅度值后，換算出接收機(jī)靈敏度，換算公式如下：

該換算公式中，Sen表示接收機(jī)靈敏度，A表示模擬視頻信號(hào)幅度值（單位為V）。

3 整體流程

二次監(jiān)視雷達(dá)接收機(jī)靈敏度的自動(dòng)測量方法的整體流程如圖4所示。

結(jié)論：本文所述的二次監(jiān)視雷達(dá)接收機(jī)靈敏度的自動(dòng)測量方法，十分簡便快捷，實(shí)時(shí)性高，無需使用ATC-1400A測試測距儀等昂貴專用測試設(shè)備，同時(shí)不會(huì)影響二次監(jiān)視雷達(dá)的正常工作，具有很高的實(shí)用價(jià)值。