CN202837534U - 分布式接收机及使用该分布式接收机的外部有源标校装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种分布式接收机及使用该分布式接收机的外部有源标校装置，分布式接收机包括依次连接的低噪声放大器、高斯匹配滤波器、射频对数检波器、匹配电路、AD变化电路和光电转换光纤传输器。外部有源标校装置包括应答信号模拟器、1：n功分器、n个分布式接收机和n个信号处理器。本实用新型所采用的射频直接对数检波技术能避免混频环节给应答脉冲的失真度尤其是给脉冲上升沿所带来的恶化，同时省去了混频器、1030MHz频综器和60MHz中频滤波器等硬件电路单元，减小了MDS***设备量与***成本。采用的外部有源标校装置对分布式接收机自身传输和处理延迟进行校正，提高了MDS***的时差定位精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种用于多点定位机场场面监视***的接收机，尤其涉及的是一种分布式接收机及使用该分布式接收机的外部有源标校装置。
背景技术
多点定位机场场面监视***（Multi-static Dependent Surveillance, MDS）是一种应用于目标识别和空域监管的新型***，该***是在目前基于二次雷达（Secondary Surveillance Radar, SSR）空管***的基础上，利用分布式接收机接收全球通用的SSR应答信号，通过信号到达各接收机的到达时差进行定位，MDS技术是缓解目前日益增长的空中交通管制压力、提升复杂环境下机场附近监管能力的关键技术之一。典型的MDS***一般配置15～20个分布式接收机，接收机捕捉机场附近来自不同平台的应答机信号，完成低噪声放大、低失真滤波、包络提取、高速采样、时间标定与数据传输等功能。
对于MDS***，精确的到达时差（Time Difference of Arrival,TDOA）估计是实现高精度定位的关键。分布式接收机对应答信号的多个处理环节如滤波、采样等都可能会影响应答脉冲的失真度，进而影响时差估计精度和定位精度。由于MDS***是在SSR基础上构建的，MDS接收机与SSR接收机的功能类似，都是要完成对1090MHz应答信号的接收和射频处理，因此与SSR接收机一样，MDS接收机一般也是采用中频对数检波方案，如图1所示。在该方案中，接收机首先对1090MHz应答信号进行低噪声放大与滤波，然后与1030MHz本振进行混频下变频至60MHz，对该中频信号进行滤波和放大以后进行中频对数检波，最后对视频脉冲进行AD变换，著名的MDS***全球供应商ERA公司即采用的是该方案。但是这种方案存在着以下不足：1）信号的混频环节会给应答脉冲的失真度尤其是脉冲上升沿带来额外影响；2）混频过程需要1030MHz频综器和60MHz中频滤波器，增加了***设备量与***成本。另外，MDS***通过分布式接收机捕捉应答器的应答信号，应答脉冲到达每个接收机的到达时间（Time of Arrival ，TOA）为空间传输部分，而信号在接收机中的传输延迟应予以扣除，因此对分布式接收机进行精确延迟校正是保证MDS***准确定位的关键问题之一。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种分布式接收机及使用该分布式接收机的外部有源标校装置，能够在更少设备量的前提下，实现对应答信号的高精度与低失真接收，并能够对分布式接收机的传输延迟进行精确校正。
本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括依次连接的低噪声放大器、高斯匹配滤波器、射频对数检波器、匹配电路、AD变化电路和光电转换光纤传输器。
作为本实用新型的优选方式之一，所述高斯匹配滤波器为五阶高斯型射频滤波器，带宽为30MHz。
使用所述分布式接收机的外部有源标校装置，包括应答信号模拟器、1：n功分器、n个分布式接收机和n个信号处理器，应答信号模拟器和1：n功分器相连以传输产生的AC模式和S模式应答信号，1：n功分器和n个分布式接收机的输入端相连将应答信号分为n路分别传输给每个分布式接收机，n个分布式接收机的输出端分别与对应的信号处理器相连，n≥2且为整数。
本实用新型相比现有技术具有以下优点：本实用新型所采用的射频直接对数检波技术能避免混频环节给应答脉冲的失真度尤其是给脉冲上升沿所带来的恶化，同时省去了混频器、1030MHz频综器和60MHz中频滤波器等硬件电路单元，减小了MDS***设备量与***成本；
本实用新型所采用的高斯匹配滤波技术有效减小了减少了接收机带宽和匹配滤波类型对应答脉冲失真度的影响，尤其是大大缓解了上升沿的恶化以及消除了脉冲边沿过冲现象，从而提高了TDOA估计精度和***定位精度；
采用的外部有源标校装置对分布式接收机自身传输和处理延迟进行校正，该技术装置简单、可实现性很强，能精确测出接收机自身的传输与处理延迟，使得MDS***可以获得更加精确的真实目标TDOA，从而提高了MDS***的时差定位精度。
附图说明
图1是现有技术中采用中频对数检波的接收机的***框图；
图2是本实用新型采用射频直接对数检波的接收机的***框图；
图3是接收机带宽与接收输出脉冲上升沿的关系示意图；
图4是采用平顶滤波器3dB带宽=10MHz的接收机输出脉冲示意图；
图5是采用高斯匹配滤波器3dB带宽=10MHz的接收机输出脉冲示意图；
图6是采用平顶滤波器3dB带宽=30MHz的接收机输出脉冲示意图；
图7是采用高斯匹配滤波器3dB带宽=30MHz的接收机输出脉冲示意图；
图8为外部有源标校装置的结构框图；
图9为校正时各电路单元延迟示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
如图2所示，本实施例的接收机包括依次连接的低噪声放大器11、高斯匹配滤波器12、射频对数检波器13、匹配电路14、AD变化电路15和光电转换光纤传输器16。
所述的射频对数检波器13是指接收机对1090MHz频段的应答脉冲进行低噪声放大与滤波以后，在射频段直接进行对数检波，提取应答脉冲包络，而不同于常规方案中对射频信号进行下变频到60MHz中频后才进行对数检波。射频直接对数检波方案既避免了混频环节给应答脉冲失真度尤其是脉冲上升沿带来的影响，又节省了混频器、1030MHz频综器、60MHz中频滤波器等硬件电路单元。
所述的高斯匹配滤波器12是指接收机采用了五阶高斯型射频滤波器进行匹配滤波。TDOA估计精度下限与应答脉冲的上升沿成正比，而脉冲的上升沿与接收机的带宽以及滤波类型相关，因此接收机匹配滤波带宽与类型的选择是设计的重点考虑问题之一。如图3所示，针对MDS应答脉冲的信号特点，分析与仿真指出：当接收机带宽小于10MHz时，接收机带宽决定了输出脉冲上升沿的大小；当接收机带宽大于30MHz时，接收机对脉冲上升沿的影响很小，输出脉冲上升沿主要取决于输入脉冲自身。另外，对于采用脉冲调制方式的1090MHz应答脉冲，其信号频谱的包络为sinc函数，当接收机的通频特性与其相匹配时，接收机输出脉冲失真度最低、信噪比最大，如图4～7所示。针对MDS***对时间测量精度上的需求以及应答脉冲信号的特点，本实施例提出接收机的优化设计带宽为30MHz，采用了五阶高斯型射频滤波器进行匹配滤波的解决方案，使得接收机对实际应答信号的上升沿大小几乎没有恶化，对脉冲失真度影响很小，能更好地满足MDS***的应用需求。
如图8所示，使用所述分布式接收机的外部有源标校装置，包括应答信号模拟器2、1：n功分器3、n个分布式接收机和n个信号处理器4，应答信号模拟器2和1：n功分器3相连以传输产生的AC模式和S模式应答信号，1：n功分器3和n个分布式接收机的输入端相连将应答信号分为n路分别传输给每个分布式接收机，n个分布式接收机的输出端分别与对应的信号处理器4相连，n≥2且为整数。
本实施例的外部有源标校装置是采用应答信号模拟器2作为外部标校源，产生的AC模式和S模式应答信号，通过等相位1:n功分器将信号送至n个分布式接收机的输入端，信号在接收机内部经过低噪声放大、低失真滤波、射频对数检波、AD变换，电光-光电转换后送至信号处理器4（DSP）进行TOA测量。
如图9所示，接收机进行延迟校正时，中心站信号处理***以高精度时间同步***送来的10MHz时钟作为参考，产生1毫秒为周期的毫秒脉冲送至应答信号模拟器2，应答信号模拟器2以该信号的上升沿作为触发，延迟一定的时间之后产生应答信号的AC码和S码的调制脉冲串，并通过对1090MHz射频连续波信号进行调制产生从而应答脉冲信号，该射频应答信号通过等相位1:n功分器和等长射频电缆后送至n个接收机的输入端，通过n个接收机的处理将其TOA信息送至DSP***，测得第i（i=1,2,…,n）个接收机的应答脉冲的前沿与毫秒脉冲前沿之差为τi，考虑到毫秒脉冲传输延迟τi1、应答信号模拟器2内部毫脉冲触发与调制延迟τi2、1:n功分器和等长射频电缆传输延迟τi3，则第i个接收机自身的传输与处理延迟Δτi应为：
Δτi=τi-τi1-τi2-τi3
采用该装置准确测出接收机自身的传输延迟后，将数据进行记录，然后在***测定真实目标的TOA后，对该部分延迟进行校除。由于应答信号模拟器2可以产生高信噪比、低失真的模拟应答信号，并且在校正时没有多个目标信号叠加和多径干扰问题，MDS***可以更加精确地测出该信号的TOA，另外校正***中各辅助电路设备的传输延迟τi1、τi2、τi3可以用矢量网络分析仪、示波器等仪表精确测出，因此通过上式可以计算出接收机自身精确的传输与处理延迟，于是***可以获得更加精确的TDOA，从而提高了MDS***的时差定位精度。
Claims (3)
1.一种分布式接收机，其特征在于，包括依次连接的低噪声放大器、高斯匹配滤波器、射频对数检波器、匹配电路、AD变化电路和光电转换光纤传输器。
2.根据权利要求1所述的分布式接收机，其特征在于：所述高斯匹配滤波器为五阶高斯型射频滤波器，带宽为30MHz。
3.一种使用如权利要求1所述分布式接收机的外部有源标校装置，包括应答信号模拟器、1：n功分器、n个分布式接收机和n个信号处理器，应答信号模拟器和1：n功分器相连以传输产生的AC模式和S模式应答信号，1：n功分器和n个分布式接收机的输入端相连将应答信号分为n路分别传输给每个分布式接收机，n个分布式接收机的输出端分别与对应的信号处理器相连，n≥2且为整数。
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| CN106199531A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-12-07 | 芜湖航飞科技股份有限公司 | 一种航空交通管制雷达二次雷达数据控制*** |
| CN108120964A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-06-05 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 动态测试二次雷达本机时延数据提高测距精度的方法 |
| CN110611514A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-12-24 | 盛纬伦(深圳)通信技术有限公司 | 分布式接收机的信号解调***、方法及计算机存储介质 |
| CN111740781A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-10-02 | 复旦大学 | 一种w波段矢量qpsk毫米波信号的产生装置和方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| CN108120964A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-06-05 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 动态测试二次雷达本机时延数据提高测距精度的方法 |
| CN108120964B (zh) * | 2017-11-22 | 2021-12-07 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 动态测试二次雷达本机时延数据提高测距精度的方法 |
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