專利名稱：一種基于航管二次雷達(dá)測試系統(tǒng)的抗混疊處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于雷達(dá)測控導(dǎo)航系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種航管二次雷達(dá)測 試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
航管二次雷達(dá)(Secondary Surveillance Radar，縮寫為SSR)，最初是在 空戰(zhàn)中為了使雷達(dá)分辨出敵我雙方的飛機(jī)而發(fā)展的敵我識別系統(tǒng)，后來又把這 個系統(tǒng)的基本原理和部件經(jīng)過發(fā)展后用于民航的空中交通管制。管制員從SSR 上很容易知道飛機(jī)的編號、高度、方向等參數(shù)，使雷達(dá)由監(jiān)視的工具變?yōu)榭罩?管制的手段，SSR的出現(xiàn)是空中交通管制的最重大的技術(shù)進(jìn)展。
航管二次雷達(dá)是在地面站和目標(biāo)應(yīng)答器的合作下，采用詢問、應(yīng)答方式工 作的，它必須經(jīng)過兩次有源輻射電磁波信號(詢問信號和應(yīng)答信號各一次)才 能完成應(yīng)用的功能。航管二次雷達(dá)(SSR)的信息交換是通過將上行詢問信號 的內(nèi)容和下行應(yīng)答信號的內(nèi)容進(jìn)行脈沖編碼來實(shí)現(xiàn)的。其詢問信號(或詢問模 式)的編碼格式如圖l所示，共有六種詢問模式，分別為1、 2、 3/A、 B、 C、 D 模式，不同的詢問模式代表不同的詢問內(nèi)容，這些詢問模式由間隔不同的脈沖 組成，第一個脈沖稱為P1，第二個脈沖稱為P2，第三個脈沖稱為P3， P1與P3 之間的間隔的不同代表不同的詢問模式；P2為旁瓣抑制脈沖，P1與P2間隔固 定為2us (微秒)；Pl與P3為主瓣脈沖；Pl、 P2和P3的標(biāo)準(zhǔn)脈沖寬度是0. 8us。
航管二次雷達(dá)測試系統(tǒng)主要完成對航管二次雷達(dá)系統(tǒng)中的SSR的檢測工 作，從而監(jiān)視SSR能否正常工作，及時對其進(jìn)行故障定位和維護(hù)等。航管二次 雷達(dá)測試系統(tǒng)如圖2所示，其中的航管二次雷達(dá)功能測試分析儀通過其配備的 天線將SSR向空中目標(biāo)發(fā)射的詢問信號接收到其數(shù)據(jù)緩存器中，對其進(jìn)行測試、分析和判別，從而得知該SSR是否可正常工作。
現(xiàn)有的航管二次雷達(dá)測試系統(tǒng)的一部航管二次雷達(dá)功能測試分析儀只能
完成對一部二次雷達(dá)的測控，當(dāng)存在如圖2中所示的多部SSR時就需要配套多 部航管二次雷達(dá)功能測試分析儀，這是因?yàn)?，在?shí)際應(yīng)用環(huán)境中，其它的多部 雷達(dá)信號與被測目標(biāo)雷達(dá)的詢問信號混疊在一起了，而現(xiàn)有的航管二次雷達(dá)測 試系統(tǒng)中，又沒有一種方法及其對應(yīng)的硬件模塊將混疊在一起的詢問信號分離 出來，并對分離出來的各部雷達(dá)的信號分別進(jìn)行分析、判別和測試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的航管二次雷達(dá)功能測試分析儀不能同時 完成對多部航管二次雷達(dá)的測控的不足，提出了一種基于航管二次雷達(dá)測試系 統(tǒng)的抗混疊處理方法，可以將多部航管二次雷達(dá)混疊在一起的詢問信號分離出 來。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，使用了如下方案 一種基于航管二次雷達(dá)測試系 統(tǒng)的抗混疊處理方法，包括以下步驟
51. 數(shù)據(jù)初始化；對航管二次雷達(dá)測試系統(tǒng)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化處理；
52. 有效脈沖信號序列提??；從航管二次雷達(dá)功能測試分析儀接收到的詢 問信號中提取有效脈沖信號序列；
53. 脈沖分組提?。煌瓿捎行}沖信號序列提取后，對提取到的有效脈沖 信號序列進(jìn)行脈沖分組提取，得到有效脈沖信號分組序列；
54. 多雷達(dá)信息提??；對提取得到的有效脈沖信號分組序列進(jìn)行多雷達(dá)信 息提取，分離出各部雷達(dá)的信息數(shù)據(jù)；
55. 結(jié)果輸出；將分離出的各部雷達(dá)的信息數(shù)據(jù)通過輸出設(shè)備輸出。 上述步驟S2又包括了以下分步驟S21.噪聲門限確定；
523. 脈沖信號邊沿提??；
524. 有效脈沖信號確定；
525. 根據(jù)有效脈沖信號的脈沖寬度選擇對其進(jìn)行分解或輸出。 上述步驟S3又包括了以下分步驟
531. 任取一個有效脈沖信號；
532. 是否存在與該有效脈沖信號匹配的其它有效脈沖信號；
533. 判斷該信號為Pl并確定P2和P3;
534. 將Pl、 P2和P3記錄為某一部雷達(dá)的有效脈沖信號分組序列； 循環(huán)進(jìn)行上述步驟S32、 S33、 S34直到最后一個有效脈沖信號判斷完畢。 本發(fā)明的有益效果采用本發(fā)明所述的方法及其配套的硬件模塊后， 一部
航管二次雷達(dá)功能測試分析儀就可以將多部雷達(dá)的詢問信號分離出來，得到多 部雷達(dá)的信息數(shù)據(jù)，完成對各部雷達(dá)的測試、分析和判別。本發(fā)明所述的方法 也可以幫助我們從多部雷達(dá)信號中提取出目標(biāo)雷達(dá)的信息數(shù)據(jù)，從而有效消除 多部雷達(dá)的混疊干擾。


圖1是航管二次雷達(dá)(SSR)的詢問信號格式圖。 圖2是航管二次雷達(dá)測試系統(tǒng)示意圖。
圖3是對多部航管二次雷達(dá)的詢問信號進(jìn)行抗混疊處理的原理示意圖。 圖4是對多部航管二次雷達(dá)的詢問信號進(jìn)行抗混疊處理的流程圖。 圖5是本發(fā)明有效脈沖信號序列提取(步驟S2)的具體流程圖。 圖6是本發(fā)明脈沖分組提取(步驟S3)的具體流程圖。 圖7是本發(fā)明多雷達(dá)信息提取(步驟S4)的具體流程圖。
具體實(shí)施例方式
首先結(jié)合圖3闡述本發(fā)明的基本思路在外場采集信號時，本發(fā)明中所述 的航管二次雷達(dá)功能測試分析儀采集到的是多部航管二次雷達(dá)的混疊后的(R1
+ R2 + R3 + R4)詢問信號，采用本發(fā)明所述的處理方法正是為了成功地分離出 分別屬于R1 (雷達(dá)l)、 R2 (雷達(dá)2)、 R3 (雷達(dá)3)和R4 (雷達(dá)4)的各部航 管二次雷達(dá)的信息數(shù)據(jù)，送至后端以便于完成對各部雷達(dá)的測試、分析和判別， 判斷各部雷達(dá)的工作狀態(tài)，進(jìn)行故障定位等工作。
下面結(jié)合圖4、圖5、圖6和圖7和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
51. 數(shù)據(jù)初始化；對航管二次雷達(dá)測試系統(tǒng)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化處理。 對航管二次雷達(dá)功能測試分析儀的系統(tǒng)數(shù)據(jù)中的判決門限值、內(nèi)存池分配、數(shù) 據(jù)分類分組、雷達(dá)信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化處理。
52. 有效脈沖信號序列提??；從航管二次雷達(dá)功能測試分析儀接收到的詢
問信號中提取有效脈沖信號序列。在航管二次雷達(dá)功能測試分析儀中增加了與 本發(fā)明配套的有效脈沖信號序列提取模塊，該模塊可以從接收到的詢問信號中
提取有效脈沖信號序列。該步驟的具體實(shí)現(xiàn)過程如圖5所示，包括了以下分步 驟
521. 噪聲門限確定。根據(jù)噪聲電平來不斷更新設(shè)定噪聲動態(tài)門限值 Threshold;
522. 有效脈沖信號序列位置判定。如果當(dāng)前存在一個高于Threshold的 脈沖信號，并且該信號能保持在Threshold之上一段時間，即連續(xù)多個(如17 個)位置的數(shù)據(jù)幅度值均在Threshold之上，則判定當(dāng)前點(diǎn)為一個有效脈沖位 置起點(diǎn)，并記錄該有效脈沖信號的粗略脈沖寬度。
523. 脈沖信號邊沿提取。在一個脈沖信號的寬度內(nèi)逐個比較相鄰的三個點(diǎn)判定該脈沖信號可能的上升沿位置和下降沿位置，如存在多個可能的上升沿位 置和下降沿位置，則以最后一個上升沿位置為該脈沖信號的上升沿，以第一個 下降沿位置為該脈沖信號的下降沿。對序列中的每個脈沖信號循環(huán)進(jìn)行邊沿提 取，得到所有脈沖信號的上升沿和下降沿。
524. 有效脈沖信號確定。根據(jù)提取出的上升沿和下降沿位置得到每個脈沖 信號的精確脈沖寬度，對于脈沖寬度大于3.35us的脈沖信號則認(rèn)為是無效脈 沖信號將其拋棄掉。
525. 根據(jù)有效脈沖信號的脈沖寬度選擇對其進(jìn)行分解或輸出。本實(shí)施例 中，Pl、 P2和P3的標(biāo)準(zhǔn)脈沖寬度取值0.8us，計算誤差取士O. 15us。如果脈 沖寬度小于或等于0.65us，則認(rèn)為該段有效脈沖信號沒有發(fā)生混疊，該有效脈 沖信號不經(jīng)過分離直接輸出到下一步。當(dāng)脈沖寬度大于0.65us小于或等于 0.95us，則認(rèn)為該段有效脈沖信號沒有發(fā)生混疊，該有效脈沖信號被分解成一 個ALE信號(Actual Leading Edge,有效引導(dǎo)脈沖沿)，ALE信號的上升沿對 齊該有效脈沖信號的上升沿。當(dāng)脈沖寬度大于0.95us小于或等于1.75us,則 認(rèn)為是兩部航管二次雷達(dá)的脈沖信號的相互混疊，須將其分解成兩個脈沖信 號， 一個是ALE信號，另外一個是PLE信號(Pesudo Leading Edge,次引導(dǎo) 脈沖沿)，ALE信號的位置如前所述，PLE信號上升沿的位置在該有效脈沖信號 的下降沿向前的0.8us處。當(dāng)脈沖寬度大于1.75us小于或等于2.55us,則認(rèn) 為是三部航管二次雷達(dá)的脈沖信號的相互混疊，須將其分解成三個脈沖信號， 一個是ALE信號，另外一個是PLE信號，還有一個是XLE信號(Extra Leading Edge,擴(kuò)展引導(dǎo)脈沖沿)，其中ALE信號與PLE信號的位置如前所 述，XLE信號的上升沿的位置在有效脈沖信號上升沿向后的0.8us處。當(dāng)脈沖 寬度大于2.55us小于或等于3.35us，則認(rèn)為是四部航管二次雷達(dá)的脈沖信號的相互混疊，須將其分解成四個脈沖信號， 一個是ALE信號，另外一個是PLE 信號，還有兩個擴(kuò)展引導(dǎo)脈沖信號， 一個是XLE信號(Extra Leading Edge, 擴(kuò)展引導(dǎo)脈沖沿)，另一個是SXLE信號(Secondary Extra Leading Edge, 第二擴(kuò)展引導(dǎo)脈沖沿)，其中ALE信號、PLE信號與XLE信號的位置如前所 述，SXLE信號的上升沿的位置在有效脈沖信號上升沿向后的L6us處。分解 出的ALE信號、PLE信號、XLE信號和SXLE信號作為有效脈沖信號序列輸出到 下一步驟等待處理。
S3.脈沖分組提取。完成有效脈沖信號序列提取后，對提取到的有效脈沖 信號序列進(jìn)行脈沖分組提取，得到有效脈沖信號分組序列。在航管二次雷達(dá)功 能測試分析儀中增加了與本發(fā)明配套的脈沖分組提取模塊，該模塊可以對步驟 S2中得到的有效脈沖信號序列進(jìn)行分組，從而分別得到各部航管二次雷達(dá)例如 Rl (雷達(dá)l)、 R2 (雷達(dá)2)、 R3 (雷達(dá)3)和R4 (雷達(dá)4)的詢問信號。下面結(jié) 合圖6對該步驟的具體實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行詳細(xì)描述
531. 任取一個有效脈沖信號。從有效脈沖信號序列中任取一個有效脈沖信號。
532. 是否存在與該有效脈沖信號匹配的其它有效脈沖信號。向后搜索N時 間段內(nèi)(N為預(yù)設(shè)不同詢問模式下的P1和P3的時間)的有效脈沖信號，尋找 能與該有效脈沖信號同時滿足時間一致性和幅度一致性的有效脈沖信號。若存 在，則進(jìn)入下一步驟；否則，直接跳至下一有效脈沖信號繼續(xù)本步驟。
533. 判斷該信號為Pl并確定P2和P3。判斷該有效脈沖信號為Pl，與其 匹配的有效脈沖信號為P3，同時根據(jù)Pl與P2的時間關(guān)系確定P2。
534. 將Pl、 P2和P3記錄為某一部雷達(dá)的有效脈沖信號分組序列。 循環(huán)進(jìn)行上述步驟S32、 S33、 S34直到最后一個有效脈沖信號判斷完畢。S4.多雷達(dá)信息提取。對提取出的有效脈沖信號分組序列進(jìn)行多雷達(dá)信息
提取，分離出各部雷達(dá)的完整雷達(dá)信息。下面結(jié)合圖7對該步驟的具體實(shí)現(xiàn)過
程進(jìn)行詳細(xì)描述
541. 主瓣提取。根據(jù)相同詢問模式下的Pl、 P3脈沖具有時間一致性和幅 度一致性的規(guī)律，從有效脈沖信號分組序列中提取出各部雷達(dá)的Pl和P3脈沖 即各部雷達(dá)的主瓣脈沖。
542. 多雷達(dá)信息提取。根據(jù)各部雷達(dá)的有效掃描周期來搜索和記錄屬于各 部雷達(dá)的Pl和P3脈沖的有效位置和幅度，從而從所有的主瓣脈沖中提取出分 別屬于多部雷達(dá)的信息數(shù)據(jù)。
543. 最佳主瓣提取。根據(jù)每部雷達(dá)的主瓣脈沖信息，從中選出功率值最大 的主瓣脈沖作為其相應(yīng)雷達(dá)的最佳主瓣脈沖，從而得到了各部雷達(dá)的完整雷達(dá)曰息。
完成上述步驟S1、 S2、 S3和S4后，就可以將分離出的各部雷達(dá)的完整雷 達(dá)信息通過輸出設(shè)備輸出。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理 解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí) 施例。凡是根據(jù)上述描述做出各種可能的等同替換或改變，均被認(rèn)為屬于本發(fā) 明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
10
權(quán)利要求
1.一種基于航管二次雷達(dá)測試系統(tǒng)的抗混疊處理方法，其特征在于，包括以下步驟S1.數(shù)據(jù)初始化；對航管二次雷達(dá)測試系統(tǒng)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化處理；S2.有效脈沖信號序列提??；從航管二次雷達(dá)功能測試分析儀接收到的詢問信號中提取有效脈沖信號序列；S3.脈沖分組提?。煌瓿捎行}沖信號序列提取后，對提取到的有效脈沖信號序列進(jìn)行脈沖分組提取，得到有效脈沖信號分組序列；S4.多雷達(dá)信息提??；對提取得到的有效脈沖信號分組序列進(jìn)行多雷達(dá)信息提取，分離出各部雷達(dá)的信息數(shù)據(jù)；S5.結(jié)果輸出；將分離出的各部雷達(dá)的信息數(shù)據(jù)通過輸出設(shè)備輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于航管二次雷達(dá)測試系統(tǒng)的抗混疊處理方 法，其特征在于，步驟S2包括了以下分步驟S21.噪聲門限確定；.523. 脈沖信號邊沿提??；.524. 有效脈沖信號確定；.525. 根據(jù)有效脈沖信號的脈沖寬度選擇對其進(jìn)行分解或輸出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于航管二次雷達(dá)測試系統(tǒng)的抗混疊處理方 法，其特征在于，步驟S3包括了以下分步驟.531. 任取一個有效脈沖信號；.532. 是否存在與該有效脈沖信號匹配的其它有效脈沖信號；.533. 判斷該信號為Pl并確定P2和P3;.534. 將Pl、 P2和P3記錄為某一部雷達(dá)的有效脈沖信號分組序列。 循環(huán)進(jìn)行上述步驟S32、 S33、 S34直到最后一個有效脈沖信號判斷完畢。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于航管二次雷達(dá)測試系統(tǒng)的抗混疊處理方 法，其特征在于，步驟S4包括了以下分步驟S41. 主瓣提?。籗42. 多雷達(dá)信息提??；S43. 最佳主瓣提取。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于航管二次雷達(dá)測試系統(tǒng)的抗混疊處理方法。它包括以下步驟S1.數(shù)據(jù)初始化；對航管二次雷達(dá)測試系統(tǒng)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化處理；S2.有效脈沖信號序列提取；從航管二次雷達(dá)功能測試分析儀接收到的詢問信號中提取有效脈沖信號序列；S3.脈沖分組提??；完成有效脈沖信號序列提取后，對提取到的有效脈沖信號序列進(jìn)行脈沖分組提取，得到有效脈沖信號分組序列；S4.多雷達(dá)信息提?。粚μ崛〉玫降挠行}沖信號分組序列進(jìn)行多雷達(dá)信息提取，分離出各部雷達(dá)的信息數(shù)據(jù)；本發(fā)明的有益效果可以將多部雷達(dá)的詢問信號分離出來，得到多部雷達(dá)的信息數(shù)據(jù)，完成對各部雷達(dá)的測試、分析和判別。
文檔編號G01S7/40GK101609146SQ20091006009
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者超 張, 張小倩, 楊瀚程, 謝代華, 植 鄭 申請人:電子科技大學(xué)