基于FPGA的機載應答機分集處理設計

夏喜龍 祝正燕

摘要

本文介紹了一種基于FPGA的機載應答機分集設計，通過仿真測試、系統測試表明：分集處理設計達到相關標準的技術要求，通過分集功能，能夠有效提高載機對空、對地以及機動條件下的識別概率，對提高二次雷達系統監視性能有著重要的意義。

【關鍵詞】分集 FPGA 機載應答機 diversitytransponder

1 引言

具備分集（diversity）特性的機載應答機裝有上下兩個天線，可根據上下天線的信號強弱、到達時間作出應答處理，能夠有效提高應答機的覆蓋范圍，對提高二次雷達系統的性能有著重要的意義。

2 技術需求

按照ICAO附件10及DO-181E中對機載應答機的要求，機載應答機分集特性應具備如下特性：

（1）從最低觸發電平MTL+3dB到-21dBm的詢問信號范圍內，且上天線和下天線接收的詢問信號延時≤0.125μs內時：

1.當兩天線接收到的詢問信號功率≥3dB時，應答發射信號從信號強的天線發射出去;

2.當兩天線接收到的詢問信號功率≤3dB時，應答發射信號可從任一天線發射出去;

（2）從最低觸發電平MTL+3dB到-21dBm的詢問信號范圍內，且上天線和下天線接收的詢問信號延時≥0.375μs內時：

采用先到先響應原則，應答發射信號將選擇先收到詢問信號的通道/天線。

3 分集處理設計

分集判別設計

如圖1所示，分集判別分上通道（top）和下通道（bot）和兩個通道，以上通道為例，判決流程如下：

（1）當收到編碼觸發信號后，首先將編碼觸發延遲0.2us;

（2）判斷下通道是否有編碼觸發信號，如果有，則進行幅度判決，如果無，則進行時間判別;

（3）最終生成幅度和時間判別結果。

判決融合模塊將上下通道的判決結果融合輸出。

4 測試驗證

4.1 軟件仿真結果

依次進行了時間判別機制和幅度判決機制仿真，如圖2所示，上通道信號提前下通道信號0.375us到達，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，證明時間判別機制有效。如圖3所示，下通道信號提前下通道信號0.125us到達，幅度指示信號（ant_sel_in）為下通道，天線選擇輸出（ant_select）為下通道，證明幅度判別機制有效。

4.2 系統測試

依托于JZ/YD 126XD機載應答機進行了地面測試及空中試驗，測試表明，系統分集特性滿足ICAO附件10及DO-181中對機載應答機的要求。

5 結語

通過仿真測試、系統測試表明，分集處理設計達到相關標準的技術要求，通過分集功能，能夠有效提高載機對空、對地以及機動條件下的識別概率，對提高二次雷達監視性能有著重要的意義。

參考文獻

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