THALES RSM970 型二次雷達(dá)接收機(jī)信號(hào)處理分析

潘浩

摘? ?要：在空中交通流量迅速發(fā)展的今天，航管雷達(dá)作為監(jiān)視設(shè)備為空中交通管理提供了必要且穩(wěn)定的監(jiān)視手段。大連空管站THALES一、二次合裝雷達(dá)于2006年投入使用，是大連地區(qū)空中交通監(jiān)視的主要設(shè)備之一，本文詳細(xì)分析了RSM970型二次雷達(dá)接收信號(hào)處理流程，為設(shè)備維護(hù)檢測(cè)提供參考。

關(guān)鍵詞：二次雷達(dá)? 接收機(jī)? 設(shè)備故障

近年來，隨著民航事業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)航班量增長(zhǎng)迅速，給空中交通管制帶來了巨大的壓力。二次雷達(dá)作為主要的監(jiān)視設(shè)備，在空中交通管制中扮演的重要角色。因此，對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性，故障率和修復(fù)故障時(shí)間要求嚴(yán)格。本文簡(jiǎn)要分析了THALES RSM970型二次雷達(dá)接收機(jī)的組成和信號(hào)處理流程，主要內(nèi)容如下。

1? 系統(tǒng)組成

RSM970型二次雷達(dá)的發(fā)射和接收系統(tǒng)（TRC）采用雙通道配置，每個(gè)通道包括發(fā)射模塊（STX2000）、MDRP、供電單元和風(fēng)扇單元，其中STX2000包括驅(qū)動(dòng)接口模塊、控制模塊、和模塊。

機(jī)柜中與雙通道通信的設(shè)備包括本振頻率監(jiān)控單元（LO MONITORING BOX）和射頻切換單元（RFUC）;系統(tǒng)外部通信設(shè)備包括供電系統(tǒng)、用于交換數(shù)據(jù)的千兆以太網(wǎng)、角度編碼器等。

2? 各組件功能

2.1 射頻切換單元

包括設(shè)備發(fā)射接收單元和切換單元兩個(gè)部分。發(fā)射和接收單元主要包括和、控制信號(hào)的環(huán)路器、差通道可調(diào)移相器。射頻切換單元主要包括射頻切換繼電器、假負(fù)載、差信號(hào)移相器。

2.2 本振頻率監(jiān)控單元

本振頻率監(jiān)控單元主要用于對(duì)比監(jiān)控雙通道的本振頻率，雙通道本振頻率產(chǎn)生器產(chǎn)生的1030MHz射頻信號(hào)送至LO MONITORING BOX的信號(hào)分配器，1路進(jìn)行混頻對(duì)比2路1030MHz的信號(hào)頻率差，如果頻率差大于22kHz，將會(huì)產(chǎn)生告警信息返回RECEIVER。

2.3 STX2000組件

該組件主要功能是提供系統(tǒng)內(nèi)部連接驅(qū)動(dòng)接口、功率放大和控制、模式選擇、旁瓣抑制等。其中驅(qū)動(dòng)接口模塊：接收本振產(chǎn)生的1030MHz調(diào)制信號(hào);預(yù)放大本振頻率以驅(qū)動(dòng)高功率放大模塊;調(diào)制信號(hào)1分2，其中1路進(jìn)行DPSK處理后送和模塊，另1路送控制模塊。和模塊：射頻信號(hào)放大12dB，監(jiān)控反向功率?？刂颇K：射頻信號(hào)放大12dB，旁瓣抑制可調(diào)衰減范圍0～6dB。

2.4 MDRP組件

MDRP由數(shù)字接收機(jī)和信號(hào)處理器組成。主要用于數(shù)據(jù)的接收和處理;接收處理數(shù)字視頻應(yīng)答信號(hào);為DPC提供二次雷達(dá)應(yīng)答信息;處理天線角度信息;控制監(jiān)控。

射頻接收處理部分：放大并處理和、控制、差通道信號(hào)，產(chǎn)生logΣ、logΩ、logΔ信號(hào)，通過分別對(duì)比Σ和Ω，Σ和Δ產(chǎn)生QRSLS視頻信號(hào)，通過Σ和Ω的比較，抑制由旁瓣波束產(chǎn)生的應(yīng)答信息。通過Σ和Δ的比較，生成OBA方位信息。單脈沖二次雷達(dá)接收機(jī)通道具有對(duì)數(shù)特性，將Σ和Δ兩個(gè)通道的輸出信號(hào)間的除法運(yùn)算轉(zhuǎn)換成對(duì)數(shù)后的減法運(yùn)算，為了保持與Σ通道一致，Ω通道也具備對(duì)數(shù)特性。采用對(duì)數(shù)特性的主要優(yōu)勢(shì)是可擴(kuò)展接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍。

3? 接收處理過程分析

信號(hào)就收處理過程可依次分為本振頻率產(chǎn)生、模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)字信號(hào)處理3個(gè)階段，各階段的主要工作流程如下。

3.1 本振頻率的產(chǎn)生

本振頻率由溫度補(bǔ)償晶振芯片產(chǎn)生，初始頻率為40MHz。其中1路40MHz直接送至接收機(jī)，用于AD轉(zhuǎn)換。1路40MHz進(jìn)行3倍頻，輸出120MHz頻率用于混頻。同時(shí)，120MHz1/2倍頻形成60MHz頻率與1030MHz混頻形成1090MHz測(cè)試型號(hào)。最后1路通過鎖相環(huán)和壓控振蕩器輸出1030MHz送發(fā)射機(jī)，1200MHz用于混頻。

3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換

模數(shù)轉(zhuǎn)換由3個(gè)相同的線性接收通道組成分別用于Σ、Δ和Ω。接收信號(hào)先進(jìn)入外部帶通濾波器，該濾波器主要防止環(huán)形器泄露大功率的1030MHz信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)系統(tǒng)，導(dǎo)致接收機(jī)損壞。1090MHz通過分別與1200MHz和120MHz的2次混頻，形成10MHz信號(hào)，然后分2路，1路直接進(jìn)入ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，另1路通過27dBM衰減器進(jìn)入ADC，衰減器的作用主要是衰減近距離較強(qiáng)的應(yīng)答信號(hào)。該系統(tǒng)對(duì)強(qiáng)弱信號(hào)分開轉(zhuǎn)換，可增加接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍。ADC的采樣頻率為40MHz。

3.3 數(shù)字信號(hào)處理

Σ、Δ和Ω信號(hào)經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后，分別形成14bit的MSB、LSB信號(hào)送信號(hào)處理部分，首先通過ADC Switching進(jìn)行信號(hào)選擇，然后送至APD（幅度相位檢測(cè)）電路，在APD中通過插入1090MHz和110MHz的脈沖調(diào)制信號(hào)調(diào)整Σ和Δ信號(hào)的幅度和相位，確保信號(hào)在處理過程中的幅度相位一致。在該電路中Ω信號(hào)只做幅度調(diào)整。

在信號(hào)處理階段，通過對(duì)Σ、Δ信號(hào)的歸一化處理形成OBA信息。最后，該部分對(duì)Σ、Δ、Ω 三路數(shù)字信號(hào)進(jìn)行對(duì)數(shù)編碼，最終輸出log Σ、log Δ、log Ω和f（Δ/Σ）信息。

上述文章對(duì)THALES RSM970型二次雷達(dá)進(jìn)行了簡(jiǎn)要梳理分析，可為工作中遇到的設(shè)備故障提供分析判斷流程，縮短解決故障時(shí)間，緩解空中交通管制壓力。

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