某型地面航管系统专用检测设备的设计与实现
发布时间：2022-01-01 07:25
本文从工程设计和应用出发,根据某型地面航管系统的功能性日常维护检测和常规训练需求,提出了采用专用检测设备,按照行业标准和检测要求模拟航管应答、ADS-B（1090ES）目标信号的解决方案;同时,根据系统需求,对设备的功能、性能指标进行了论证分析,提出了设备应满足的指标要求。通过理论分析、数学计算和电路设计等方法和手段,研制出了满足指标要求和应用需求的工程化设备,经过主要功能、性能测试和总结评估,结果表明设备功能性能指标达到了设计使用要求。论文的主要研究内容分为六部分。（1）介绍研究背景、研究意义和国内外现状。本文研究的专用检测设备旨在解决常规仪器仪表缺少对航管询问系统进行功能检测和模拟训练的问题,提出了满足系统需求的专用检测设备的工程研究意义。（2）介绍本论文的背景技术——航管监视技术的历史、发展和现状,为本文研究内容的理论基础。航管监视技术经历了一次雷达、A/C模式二次雷达、S模式二次雷达和ADS-B监视等发展,丰富了监视手段、提高了监视能力。（3）根据系统需求和航管监视技术,通过理论分析和数学计算,论证本研究需满足的功能、性能要求。以模拟应答机的应答处理功能点和ADS-B（1090...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ATC-1400A和S-1403DL外观图
第一章绪论3续表1-1ATC-1400A和S-1403DL主要功能性能表序号主要功能说明3询问模式可控支持模式1、2、A、C、仅A、仅C、A/S、C/S和S4发射重频可控支持1～9999的发射重频设置5脉冲宽度可调2位设置，单位0.01us6接收频率、功率显示能够显示接收的应答信号的频率和功率值7应答信息显示能够显示应答代码信息8应答率显示能够显示应答信号的应答概率IFR6000是Aeroflex公司设计的ATC外场测试仪表，是一种便携性的多功能测试仪表，主要用于外场条件下应答机、DME、ADS-B和TIS-B等功能的测试，IFR6000外观如图1-2所示。在ATC-1400A和S-1403DL基础上，进行了部分功能扩展和加强，主要体现在：IFR6000具有应答机自动测试功能，支持1～4级的应答机测试，具备ADS-B（1090ES）信号的发射和接收功能。图1-2IFR6000外场测试仪1.3.2国内研究现状国内对航管系统的检测、测试技术和产品的研究起步晚于国外，早期主要采取进口的方式，购买国外的航管系统和测试设备。随着国内对航管研究的深入和技术的提高，国内的一些研究所、大型企业也具备了研发航管系统、设备和航管测试设备的能力。目前在用于航管监视系统的应答机和ADS-B设备测试上主要是选用国外的标准仪器仪表（如公司ATC-1400A、S-1403DL、IFR6000和ATC-5000GN），或是根据测试和检测需要厂家进行自研开发检测设备。标准仪器仪表主要用于测试性能指标，如发射功率、接收灵敏度、应答概率等；自研检测设备主要用于测试产品功能，如询问应答是否正常，模式和代码是否正确等，且自研检测设备具有较强的针对性和专用性，能够快速检测生产的航管监视产品的全套功能。
电子科技大学硕士学位论文6二次雷达的工作示意图如图2-1所示。图2-1二次雷达工作示意图A/C模式二次雷达由于产生较早，技术较陈旧，随着应用的加深和航管监视目标的大量增加，期自身体制存在的问题暴露得越来越明显，主要包括目标分辨力弱，监视区域内目标较多时，容易出现窜扰和混扰问题；同时，A模式使用的代码数为212（4096）个，已远不能满足日益增长的民航飞机数量和飞行班次的航管监视需要。在新技术的应用下，单脉冲技术解决了以上大部分问题，提高了A/C模式二次雷达的测向精度，从而使在较窄的波束内能够监视到更多的目标，同时也使询问次数得到降低，较大程度的改善了窜扰问题，但并未从根本上解决窜扰问题，而其使用的有限的A模式代码数量仍然不能满足航管监视的需求。A/C模式二次雷达采用询问-应答方式探测目标和实施监视，其询问、应答信号简单，能够获取目标监视的基本信息，但从长远来看，随着对监视性能的要求逐步提高，A/C模式二次雷达系统自身存在的局限，限制了其监视性能的提高：a)在人烟稀少的山岭、广阔的海洋和荒漠地区覆盖有限；b)雷达机械旋转周期较慢，限制了监视数据的更新率，进而也限制了其监视精度；c)在信息层面上，无法获取目标的计划航路、飞行速度等态势信息，影响其跟踪精度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中频数字接收机的优化设计与FPGA实现[J]. 高博,周晓乐,耿双利,曲韩宾,邢浦旭. 中国集成电路. 2019(Z1)
[2]S模式应答机中频数字信号处理方法研究[J]. 吴秀明,贺星. 现代导航. 2018(05)
[3]浅析基于1090ES的ADS-B系统的CPR算法[J]. 王新虎. 电子世界. 2018(18)
[4]ADS-B数据报文采集与解析系统的设计与实现[J]. 索国伟,王金锁,郭荣华,赵盼. 电子技术应用. 2018(09)
[5]1090ES ADS-B系统中CPR算法与实现[J]. 丁维昊. 指挥信息系统与技术. 2016(02)
[6]雷达、通信、导航技术在低空空域监管中的应用[J]. 王惠倩. 现代导航. 2014(04)
[7]ADS-B在空中交通管制中的应用[J]. 尹刚,秦晴. 数字技术与应用. 2013(07)
[8]改进的S模式纠错算法[J]. 梁丰. 电讯技术. 2013(06)
[9]ADS-B在空管中的发展与应用[J]. 宋大明. 中国民用航空. 2013(06)
[10]ADS-B系统信号纠检错算法及FPGA实现[J]. 高汉昆,高鹏. 机械工程与自动化. 2013(02)
本文编号：3561895
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ATC-1400A和S-1403DL外观图
第一章绪论3续表1-1ATC-1400A和S-1403DL主要功能性能表序号主要功能说明3询问模式可控支持模式1、2、A、C、仅A、仅C、A/S、C/S和S4发射重频可控支持1～9999的发射重频设置5脉冲宽度可调2位设置，单位0.01us6接收频率、功率显示能够显示接收的应答信号的频率和功率值7应答信息显示能够显示应答代码信息8应答率显示能够显示应答信号的应答概率IFR6000是Aeroflex公司设计的ATC外场测试仪表，是一种便携性的多功能测试仪表，主要用于外场条件下应答机、DME、ADS-B和TIS-B等功能的测试，IFR6000外观如图1-2所示。在ATC-1400A和S-1403DL基础上，进行了部分功能扩展和加强，主要体现在：IFR6000具有应答机自动测试功能，支持1～4级的应答机测试，具备ADS-B（1090ES）信号的发射和接收功能。图1-2IFR6000外场测试仪1.3.2国内研究现状国内对航管系统的检测、测试技术和产品的研究起步晚于国外，早期主要采取进口的方式，购买国外的航管系统和测试设备。随着国内对航管研究的深入和技术的提高，国内的一些研究所、大型企业也具备了研发航管系统、设备和航管测试设备的能力。目前在用于航管监视系统的应答机和ADS-B设备测试上主要是选用国外的标准仪器仪表（如公司ATC-1400A、S-1403DL、IFR6000和ATC-5000GN），或是根据测试和检测需要厂家进行自研开发检测设备。标准仪器仪表主要用于测试性能指标，如发射功率、接收灵敏度、应答概率等；自研检测设备主要用于测试产品功能，如询问应答是否正常，模式和代码是否正确等，且自研检测设备具有较强的针对性和专用性，能够快速检测生产的航管监视产品的全套功能。
电子科技大学硕士学位论文6二次雷达的工作示意图如图2-1所示。图2-1二次雷达工作示意图A/C模式二次雷达由于产生较早，技术较陈旧，随着应用的加深和航管监视目标的大量增加，期自身体制存在的问题暴露得越来越明显，主要包括目标分辨力弱，监视区域内目标较多时，容易出现窜扰和混扰问题；同时，A模式使用的代码数为212（4096）个，已远不能满足日益增长的民航飞机数量和飞行班次的航管监视需要。在新技术的应用下，单脉冲技术解决了以上大部分问题，提高了A/C模式二次雷达的测向精度，从而使在较窄的波束内能够监视到更多的目标，同时也使询问次数得到降低，较大程度的改善了窜扰问题，但并未从根本上解决窜扰问题，而其使用的有限的A模式代码数量仍然不能满足航管监视的需求。A/C模式二次雷达采用询问-应答方式探测目标和实施监视，其询问、应答信号简单，能够获取目标监视的基本信息，但从长远来看，随着对监视性能的要求逐步提高，A/C模式二次雷达系统自身存在的局限，限制了其监视性能的提高：a)在人烟稀少的山岭、广阔的海洋和荒漠地区覆盖有限；b)雷达机械旋转周期较慢，限制了监视数据的更新率，进而也限制了其监视精度；c)在信息层面上，无法获取目标的计划航路、飞行速度等态势信息，影响其跟踪精度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中频数字接收机的优化设计与FPGA实现[J]. 高博,周晓乐,耿双利,曲韩宾,邢浦旭. 中国集成电路. 2019(Z1)
[2]S模式应答机中频数字信号处理方法研究[J]. 吴秀明,贺星. 现代导航. 2018(05)
[3]浅析基于1090ES的ADS-B系统的CPR算法[J]. 王新虎. 电子世界. 2018(18)
[4]ADS-B数据报文采集与解析系统的设计与实现[J]. 索国伟,王金锁,郭荣华,赵盼. 电子技术应用. 2018(09)
[5]1090ES ADS-B系统中CPR算法与实现[J]. 丁维昊. 指挥信息系统与技术. 2016(02)
[6]雷达、通信、导航技术在低空空域监管中的应用[J]. 王惠倩. 现代导航. 2014(04)
[7]ADS-B在空中交通管制中的应用[J]. 尹刚,秦晴. 数字技术与应用. 2013(07)
[8]改进的S模式纠错算法[J]. 梁丰. 电讯技术. 2013(06)
[9]ADS-B在空管中的发展与应用[J]. 宋大明. 中国民用航空. 2013(06)
[10]ADS-B系统信号纠检错算法及FPGA实现[J]. 高汉昆,高鹏. 机械工程与自动化. 2013(02)
本文编号：3561895
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3561895.html
