CN206848464U - 便携式航管二次雷达信号近场/远场检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式航管二次雷达信号近场/远场检测仪，包括输入输出模块，接收对检测仪的操作设置，输出并显示反馈信息；控制模块，根据所述操作设置生成控制指令及衰减指令；射频信号收发模块根据所述衰减指令调整信号的发射强度或动态接收范围以获取不同的近场/远场检测信号；数据采集处理模块，根据所述控制指令生成用于发射的信号的编码；对所述近场/远场检测信号进行译码并将译码的结果发送至控制模块；所述用于发射的信号包括应答信号与询问信号；所述控制模块，还根据所述数据采集处理模块的译码的结果得到检测结果。该检测仪解决了航管二次雷达在使用及外场维修保障时的主要功能和性能参数的检测问题。

Description

便携式航管二次雷达信号近场/远场检测仪

技术领域

本实用新型属于专用电子仪表技术领域，具体涉及一种便携式航管二次雷达信号近场/远场检测仪。

背景技术

航管二次雷达通常也称为航空交通管制雷达信标***(ATCRBS)或二次监视雷达(SSR)，简称为二次雷达，它是现代航空交通管制***中的重要组成部分。二次雷达***包括询问机和应答机两个部分，由询问机和应答机采用询问/应答配对的方式，实现目标代码、高度、距离及方位等信息的获取。

航管二次雷达设备在使用寿命期内，都应对设备定期进行功能及性能检测。现阶段对航管二次雷达设备进行性能检测及外场保障维修时，一方面，存在使用仪器设备数量多、不便于运输、资源浪费、操作复杂等缺点。现有技术中通常采用与被检测航管二次雷达设备配套的询问机/应答机，对被检测航管二次雷达设备的应答机/询问机进行检测，以确定被检测航管二次雷达设备工作模式是否工作正常。主要包括采用频谱仪、功率计等通用仪器仪表，确定被检测航管二次雷达设备的信号幅度及工作频率偏差等主要技术参数，为了获得以上检测手段需要使用多种设备。另一方面，现有技术中缺少对二次雷达信号的近场和远程同时进行检测的规划。不能对雷达设备进行全面的检测。

综上，亟需一种结构简单易操作的设备来对航管二次雷达信号的主要功能和性能进行定量或定性检测。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题之一是需要提供一种结构简单易操作的设备来对航管二次雷达信号的主要功能和性能进行定量或定性检测。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例提供了一种便携式航管二次雷达信号近场/远场检测仪，包括输入输出模块，接收对检测仪的操作设置，输出并显示检测仪的状态信息、检测结果，以及对应于所述操作设置的反馈信息；控制模块，与所述输入输出模块相连接，根据所述操作设置生成控制指令及衰减指令；射频信号收发模块，与所述控制模块相连接，接收所述控制模块的衰减指令，根据所述衰减指令调整信号的发射强度或动态接收范围以获取不同的近场/远场检测信号；数据采集处理模块，与所述控制模块相连接，接收所述控制模块的控制指令，根据所述控制指令生成用于发射的信号的编码；与所述射频信号收发模块相连接，对所述近场/远场检测信号进行译码并将译码的结果发送至控制模块；所述用于发射的信号包括应答信号与询问信号；所述控制模块，还根据所述数据采集处理模块的译码的结果得到检测结果。

优选地，所述射频信号收发模块设置有接收通道与发射通道，在对二次雷达进行询问功能检测时，根据所述衰减指令调整所述接收通道的衰减量以获取不同的接收范围，接收二次雷达发送的近场/远场询问信号，并将所述近场/远场询问信号转换为对应的数字脉冲信号，所述数字脉冲信号同步携带基带信号脉冲参数、频率码及幅度码；对应调整所述发射通道的衰减量，将从数据采集处理模块接收的应答信号的编码转换为与所述近场/远场询问信号对应的应答信号。

优选地，所述射频信号收发模块设置有接收通道与发射通道，在对二次雷达进行应答功能检测时，根据衰减指令调整所述发射通道的衰减量，将从数据采集处理模块接收的询问信号的编码转换为具有不同的发射强度的询问信号；对应调整所述接收通道的衰减量以获取不同的接收范围，接收二次雷达发送的近场/远场应答信号，并将所述近场/远场应答信号转换为对应的数字脉冲信号，所述数字脉冲信号同步携带基带信号脉冲参数、频率码及幅度码。

优选地，当所述发射通道处于关闭状态时，所述发射通道不主动发射询问信号或被动发射应答信号，仅对询问信号和/或应答信号的模式、次数、信号幅度及信号工作频率偏差值进行检测。

优选地，所述衰减量的范围为0～60dB。

优选地，所述数据采集处理模块设置有编码电路与译码电路，在对二次雷达进行询问功能检测时，所述译码电路从射频信号收发模块接收与近场/远场询问信号对应的数字脉冲信号，并根据所述数字脉冲信号同步携带的基带信号脉冲参数、频率码及幅度码对数字脉冲信号进行译码，将译码的结果发送至控制模块；所述编码电路根据控制模块的控制指令生成应答信号的编码，并将所述应答信号的编码发送至射频信号收发模块。

优选地，所述数据采集处理模块设置有编码电路与译码电路，在对二次雷达进行应答功能检测时，所述编码电路根据控制模块的控制指令生成询问信号的编码，并将所述询问信号的编码发送至射频信号收发模块；所述译码电路从射频信号收发模块接收与近场/远场应答信号对应的数字脉冲信号，并根据所述数字脉冲信号同步携带的基带信号脉冲参数、频率码及幅度码对数字脉冲信号进行译码，将译码的结果发送至控制模块。

优选地，还包括检测模块，与所述控制模块相连接，所述检测模块对空间噪声进行检测，检测结果经由控制模块传输至射频信号收发模块，所述射频信号收发模块基于所述检测结果中噪声信号的载频及强度对近场/远场检测信号进行滤波。

优选地，还包括远程控制模块，与远端显示控制设备通信连接，通过所述远端显示控制设备对检测仪进行远程的操作设置，并经由所述远端显示控制设备输出检测仪的状态信息、检测结果，以及对应于所述远程的操作设置的反馈信息。

优选地，还包括射频接口模块，连接检测天线与所述射频信号收发模块以接收二次雷达的近场/远场检测信号。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

通过对航管二次雷达采取近场/远场检测的方式，实现了对航管二次雷达的主要功能和性能参数的定量或定性检测。解决了航管二次雷达在使用及外场维修保障时的主要功能和性能参数的检测问题。

本实用新型的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为根据本实用新型实施例的便携式航管二次雷达信号近场/远场检测仪的结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的射频信号收发模块的结构示意图；

图3为根据本实用新型实施例的近场检测时检测仪与被检测设备的连接示意图；

图4为根据本实用新型实施例的远场检测时检测仪与被检测设备的连接示意图；

图5为根据本实用新型实施例的数据采集处理模块的结构示意图；

图6为根据本实用新型实施例的便携式航管二次雷达信号近场/远场检测仪的外部接口示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。

图1为根据本实用新型实施例的便携式航管二次雷达信号近场/远场检测仪的结构示意图，如图所示，该检测仪包括：

输入输出模块11，接收对检测仪的操作设置，输出检测仪的状态信息、检测结果，以及对应于上述操作设置的反馈信息。

控制模块12，与输入输出模块11相连接，根据操作设置生成控制指令及衰减指令；与数据采集处理模块14相连接，根据数据采集处理模块的译码的结果得到检测结果。

射频信号收发模块13，与控制模块12相连接，根据衰减指令调整信号的发射强度或动态接收范围以获取不同的近场/远场检测信号。

数据采集处理模块14，与控制模块12相连接，根据控制指令生成用于发射的信号的编码；与射频信号收发模块13相连接，对近场/远场检测信号进行译码并将译码的结果发送至控制模块12。

具体的，输入输出模块11主要用于为用户提供指令的输入接口及输出显示。包括安装于检测仪机箱前面板上的数码显示屏、指示灯以及小键盘和/或触摸屏等用于输入输出的单元。其中，指示灯或显示屏可显示包括电源、故障、状态及工作方式指示等检测仪信息，还可以显示手动操作对检测仪进行设置时的反馈信息。当检测仪执行检测功能的过程中，对应显示当前询问/应答信号的工作模式、询问/应答次数、询问/应答信号幅度及询问/应答信号工作频率偏差值等信息。

小键盘或触摸屏可对检测仪进行手动操作设置，包括设置对检测仪进行自检，设置对询问机的询问功能进行检测并做出应答，设置对应答机的应答功能进行检测等，设置对空间噪声检测、设置检测距离、发射通道与接收通道的衰减值。

控制模块12，与输入输出模块11相连接，根据输入的操作设置生成控制指令及衰减指令，用于控制检测过程以及设置检测模式等。与射频信号收发模块13相连接，用于向射频信号收发模块13发送衰减指令以及其他传感器的检测数据。与数据采集处理模块14相连接，用于向数据采集处理模块14发送控制指令，并根据接收到的数据采集处理模块14对近场/远场检测信号的译码的结果生成进一步的控制命令，最终获取二次雷达信号的近场/远场检测结果。控制模块12可以采用通用的处理器实现。

射频信号收发模块13，与控制模块12相连接，接收控制模块12的衰减指令，并根据衰减指令调整信号的发射强度或动态接收范围。与射频接口模块16相连接，通过射频接收模块16(检测天线)获取二次雷达的近场/远场询问信号或近场/远场应答信号，并对询问信号和/或应答信号进行处理。与数据采集处理模块14相连接，将处理后的二次雷达的近场/远场询问信号或应答信号上报给数据采集处理模块14做进一步处理。本实用新型实施例中的射频信号收发模块13具有如图2所示的结构。射频信号收发模块13包括发射通道21、接收通道22以及收发开关23。

在对二次雷达进行询问功能检测时，根据衰减指令调整接收通道的衰减量以获取不同的接收范围，接收二次雷达发送的近场/远场询问信号，并将接收到的近场/远场询问信号转换为数字脉冲信号，该数字脉冲信号同步携带基带信号脉冲参数、频率码及幅度码。具体的，接收通道22通过收发开关23接收射频接口模块16(检测天线)送来的近场/远场询问信号。在接收通道22内设置有大功率保护装置，用于外部大功率信号输入时保证接收通道器件不被烧毁。设置有介质滤波器，用于滤除接收的信号中除询问信号工作频带以外的干扰信号。设置有低噪声放大器，用于提高询问信号的灵敏度，可以将询问信号放大到一定的幅度以满足数字处理的需要。设置有混频器，用于对询问信号进行混频。设置有数模转换器，用于将询问信号转换为数字脉冲信号。在上述处理过程中，可以同步得到该近场/远场询问信号的基带信号脉冲参数、频率码及幅度码等信息，将数字脉冲信号、基带信号脉冲参数、频率码及幅度码一起发送至数据采集处理模块14。

进一步地，对应调整发射通道21的衰减量，利用设置在发射通道21内的调制器、放大器以及滤波器，将从数据采集处理模块14接收到的应答信号的编码进行调制与放大，并对输出的调制信号进行滤波，最终转换为与上述近场/远场询问信号对应的应答信号，发送给射频接收模块16(检测天线)输出。

在对二次雷达进行应答功能检测时，根据衰减指令调整接发射通道的衰减量，将从数据采集处理模块14接收到的询问信号的编码转换为具有不同的发射强度的询问信号。对应调整接收通道的衰减量以获取不同的接收范围，接收二次雷达发送的近场/远场应答信号，并将近场/远场应答信号转换为对应的数字脉冲信号，该数字脉冲信号同步携带基带信号脉冲参数、频率码及幅度码。

具体的，发射通道21接收数据采集处理模块14的编码脉冲信号，对编码脉冲信号进行调制、放大以及滤波，以保证输出具有设定的发射强度的调制信号。该过程与对二次雷达进行询问功能检测时发射应答信号的过程相同，此处不再赘述。

进一步地，将接收通道22的衰减量调整到与发射通道21对应的数值以接收二次雷达的近场/远场应答信号，对接收到的应答信号的处理过程与对二次雷达进行询问功能检测时对询问信号的处理过程相同，此处不再赘述。

在上述过程中，通过调整发射通道21或接收通道22的衰减量来实现信号的近场和远场检测。

具体的，当近场检测时，一般检测仪与被检测设备之间的射频信号采用信号直接注入(即信号不通过天线辐射)方式进行功能及性能检测。如图3所示，检测仪射频接口外接不小于10dB大功率固定衰减器，此时检测仪输入输出模块11设置为近场检测(信号注入)并将外接不小于10dB大功率固定衰减器的衰减值校准入设置值，检测仪将自动将发射通道21或接收通道22衰减60dB，保证检测仪的接收通道22经衰减后的信号不大于0dB，同时保证检测仪发射通道21发射出去的信号不大于-20dB。

当远场检测时，一般检测仪与被检测设备之间的射频信号采用信号天线辐射方式进行功能及性能检测，如图4所示。两者间天线距离一般不小于10米，此时检测仪输入输出模块11设置为远场检测并将两者之间距离校准入设置值，输入输出模块11将根据距离设置值显示对应距离的衰减值，检测仪对发射通道21或接收通道22进行自动衰减，保证被检测设备辐射的信号经空间衰减后仍满足检测仪接收通道22接收灵敏度要求，同时保证检测仪发射通道21发射出去的信号经空间衰减后仍满足检测设备接收灵敏度要求。

本实施例衰减量的调整范围为0～60dB，在检测时，检测仪会根据检测方式和检测距离自动计算并调整设置发射通道21或接收通道22衰减量，本实施例0～60dB的调整范围是基于接收通道22的接收动态范围和被检测设备接收通道的接收动态范围选取的。控制模块12还通过输入输出模块11显示当前衰减量等信息。

另外，还可以将发射通道21设置为关闭状态，此时发射通道将不再主动发射询问信号或被动发射应答信号，仅对询问信号和/或应答信号的模式、次数、信号幅度及信号工作频率偏差值等信息进行检测，不触发应答/询问发射，检测仪处以接收检测状态，保证原始空间电磁环境，不对其他航电设备进行电磁影响。

本实施例中，通过调整发射通道和接收通道的衰减量来进行衰减设置，同时实现二次雷达信号的近场和远场检测，扩大了二次雷达性能检测的检测范围。

数据采集处理模块14，与控制模块12相连接，接收控制模块12的控制指令，根据控制指令生成用于发射的信号的编码。与射频信号收发模块13相连接，根据控制指令对接收到的二次雷达的近场/远场检测信号进行译码。本实用新型实施例中的数据采集处理模块14具有如图5所示的结构。数据采集处理模块14包括编码电路51、译码电路52以及相关处理电路53。

在对二次雷达进行询问功能检测时，译码电路52从射频信号收发模块13(具体为射频信号收发模块13的接收通道22)接收与近场/远场询问信号对应的数字脉冲信号，在接收数字脉冲信号的同时，接收数字脉冲信号同步携带的基带信号脉冲参数、频率码及幅度码等信息，译码电路52根据上述基带信号脉冲参数、频率码及幅度码对数字脉冲信号进行译码，并将译码的结果发送至控制模块12。译码的结果包括询问信号的工作模式、询问/应答次数、工作频率偏差及信号幅度等信息。

同时，编码电路51根据控制模块的控制指令生成应答信号的编码，并将该应答信号的编码发送至射频信号收发模块13(具体为射频信号收发模块13的发射通道21)。

在对二次雷达进行应答功能检测时，由检测仪主动输出满足要求的询问信号。具体为，编码电路51根据控制模块12的控制指令生成询问信号的编码，并将该询问信号的编码发送至射频信号收发模块13(具体为射频信号收发模块13的发射通道21)。

译码电路52从射频信号收发模块13(具体为射频信号收发模块13的接收通道22)接收与近场/远场应答信号对应的数字脉冲信号，在接收数字脉冲信号的同时，接收数字脉冲信号同步携带的基带信号脉冲参数、频率码及幅度码等信息，译码电路52根据上述基带信号脉冲参数、频率码及幅度码对数字脉冲信号进行译码，并将译码的结果发送至控制模块12。译码的结果包括询问信号的工作模式、询问/应答次数、工作频率偏差及信号幅度等信息。

本实用新型实施例可以在近场/远场对航管二次雷达设备进行询问检测和应答检测，给出航管二次雷达信号的工作模式、询问/应答次数、信号幅度及工作频率偏差等信息，解决航管二次雷达在使用及外场维修保障时的主要功能和性能参数的检测问题。

如图1所示，本实用新型实施例的检测仪还包括检测模块18，与控制模块12相连接，用于对空间噪声进行检测。控制模块12将检测模块18检测到的噪声信号的载频及强度发送至射频信号收发模块13，射频信号收发模块13基于噪声信号的载频及强度调整其发射通道21与接收通道22内的滤波器，对近场/远场检测信号进行滤波。控制模块12还通过输入输出模块11显示当前空间噪声载频及噪声信号强度。

如图1所示，本实用新型实施例的检测仪还包括远程控制模块15，远程控制模块15通过检测仪壳体上的通信接口与远端显示控制设备通信连接(如图4所示)。可以通过远端显示控制设备对检测仪进行远程的操作设置，并经由远端显示控制设备输出检测仪的状态信息、检测结果，以及对应于操作设置的反馈信息。使测试人员能够远离测试区域，提高了检测仪使用时的安全性能。

如图1所示，本实用新型实施例的检测仪还包括电源模块17，电源模块17通过检测仪壳体上的电源接口与电源适配器相连接，电源适配器与外部交流220V市电连接，将交流转换成直流后给检测仪主机供电。电源模块17将电源适配器送入的电源经DC/DC转换后，给机箱内其它模块供电。

如图1所示，本实用新型实施例的检测仪的射频接口模块16，用于向外辐射射频信号收发模块13的发射通道21送来的射频信号，或接收空间航管二次雷达信号。射频接口模块16通过检测仪壳体上的射频接口与检测天线相连接，检测天线直接用于接收二次雷达的近场/远场检测信号或向空间辐射航管二次雷达信号。

上述输入输出模块11、控制模块12、射频信号收发模块13、数据采集处理模块14、远程控制模块15、射频接口模块16、电源模块17以及检测模块18能够共置于一机箱内，使检测仪更加轻便易携带。

图6为根据本实用新型实施例的便携式航管二次雷达信号近场/远场检测仪的外部接口示意图，如图所示，电源端口连接电源适配器实现对检测仪供电，通信端口连接外部显示控制设备，通过约定的通信指令实现对检测仪的远程控制及信息上报，射频端口连接检测天线，实现射频信号收发。另外，保险丝、接地柱、电源开关等单元设置在检测仪机箱的后面板上，图6中未示出。

本实用新型实施例的二次雷达信号近场/远场检测仪能够解决航管二次雷达在使用及外场维修保障时的主要功能和性能的检测问题，技术指标满足检测要求，易于运输、使用便捷、操作简单、快速架设及准确性高，具有较好的应用前景。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种便携式航管二次雷达信号近场/远场检测仪，其特征在于，包括：

输入输出模块，接收对检测仪的操作设置，输出并显示检测仪的状态信息、检测结果，以及对应于所述操作设置的反馈信息；

控制模块，与所述输入输出模块相连接，根据所述操作设置生成控制指令及衰减指令；

射频信号收发模块，与所述控制模块相连接，接收所述控制模块的衰减指令，根据所述衰减指令调整信号的发射强度或动态接收范围以获取不同的近场/远场检测信号；

数据采集处理模块，与所述控制模块相连接，接收所述控制模块的控制指令，根据所述控制指令生成用于发射的信号的编码；与所述射频信号收发模块相连接，根据所述控制指令对所述近场/远场检测信号进行译码并将译码的结果发送至控制模块；所述用于发射的信号包括应答信号与询问信号；

所述控制模块，还根据所述数据采集处理模块的译码的结果得到检测结果；所述译码的结果包括询问信号的工作模式、询问/应答次数、工作频率偏差及信号幅度。

2.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于，所述射频信号收发模块设置有接收通道与发射通道，在对二次雷达进行询问功能检测时，

根据所述衰减指令调整所述接收通道的衰减量以获取不同的接收范围，接收二次雷达发送的近场/远场询问信号，并将所述近场/远场询问信号转换为对应的数字脉冲信号，所述数字脉冲信号同步携带基带信号脉冲参数、频率码及幅度码；

对应调整所述发射通道的衰减量，将从数据采集处理模块接收的应答信号的编码转换为与所述近场/远场询问信号对应的应答信号。

3.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于，所述射频信号收发模块设置有接收通道与发射通道，在对二次雷达进行应答功能检测时，

根据衰减指令调整所述发射通道的衰减量，将从数据采集处理模块接收的询问信号的编码转换为具有不同的发射强度的询问信号；

对应调整所述接收通道的衰减量以获取不同的接收范围，接收二次雷达发送的近场/远场应答信号，并将所述近场/远场应答信号转换为对应的数字脉冲信号，所述数字脉冲信号同步携带基带信号脉冲参数、频率码及幅度码。

4.根据权利要求2或3所述的检测仪，其特征在于，当所述发射通道处于关闭状态时，所述发射通道不主动发射询问信号或被动发射应答信号，仅对询问信号和/或应答信号的模式、次数、信号幅度及信号工作频率偏差值进行检测。

5.根据权利要求4所述的检测仪，其特征在于，所述衰减量的范围为0～60dB。

6.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于，所述数据采集处理模块设置有编码电路与译码电路，在对二次雷达进行询问功能检测时，

所述译码电路从射频信号收发模块接收与近场/远场询问信号对应的数字脉冲信号，并根据所述数字脉冲信号同步携带的基带信号脉冲参数、频率码及幅度码对数字脉冲信号进行译码，将译码的结果发送至控制模块；

所述编码电路根据控制模块的控制指令生成应答信号的编码，并将所述应答信号的编码发送至射频信号收发模块。

7.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于，所述数据采集处理模块设置有编码电路与译码电路，在对二次雷达进行应答功能检测时，

所述编码电路根据控制模块的控制指令生成询问信号的编码，并将所述询问信号的编码发送至射频信号收发模块；

所述译码电路从射频信号收发模块接收与近场/远场应答信号对应的数字脉冲信号，并根据所述数字脉冲信号同步携带的基带信号脉冲参数、频率码及幅度码对数字脉冲信号进行译码，将译码的结果发送至控制模块。

8.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于，还包括检测模块，与所述控制模块相连接，所述检测模块对空间噪声进行检测，检测结果经由控制模块传输至射频信号收发模块，所述射频信号收发模块基于所述检测结果中噪声信号的载频及强度对近场/远场检测信号进行滤波。

9.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于，还包括远程控制模块，与远端显示控制设备通信连接，通过所述远端显示控制设备对检测仪进行远程的操作设置，并经由所述远端显示控制设备输出检测仪的状态信息、检测结果，以及对应于所述远程的操作设置的反馈信息。

10.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于，还包括射频接口模块，连接检测天线与所述射频信号收发模块以接收二次雷达的近场/远场检测信号。