一种空中交通监视设备实现旁瓣抑制的方法技术

提供一种空中交通监视设备实现旁瓣抑制的方法，空中交通监视设备采用全定向一体的综合天线，并通过外部电气控制综合天线工作于定向模式或全向模式，进行C模式询问的步骤如下：(1)当开始进行C模式问询信号的发射时，首先控制综合天线工作于定向模式；(2)当本次发射需要发射S1，则发射S1；(3)发射P1脉冲；(4)控制综合天线工作于全向模式；(5)发射旁瓣抑制脉冲P2；(6)控制综合天线工作于定向模式；(7)发射P3、P4脉冲；8)发射结束。本发明专利技术仅使用一部综合天线，在C模式询问时仅发射一次P2旁瓣抑制脉冲，减少每一台询问设备发出抑制脉冲对的频次，减少设备脉冲发射时间，降低对空域电磁环境干扰及对它机ATC应答设备过度抑制。

A Method of Sidelobe Suppression for Air Traffic Surveillance Equipment

This paper provides a method of sidelobe suppression for air traffic surveillance equipment. The air traffic surveillance equipment uses an omnidirectional integrated antenna, and works in directional mode or omnidirectional mode through an external electrical control integrated antenna. The steps of C mode inquiry are as follows: (1) When launching C mode inquiry signal, first control the integrated antenna to work in directional mode; (2) When S1 is needed for this launch, S1 is emitted; (3) P1 pulse is emitted; (4) integrated antenna is controlled to work in omnidirectional mode; (5) sidelobe suppression pulse P2 is emitted; (6) integrated antenna is controlled to work in directional mode; (7) P3 and P4 pulse is emitted; and (8) the end of transmission. The invention uses only one integrated antenna to transmit only one P2 sidelobe suppression pulse when inquiring in C mode, reduces the frequency of each inquiring device sending out suppression pulse pair, reduces the time of equipment pulse transmission, reduces the interference to the airspace electromagnetic environment and excessively suppresses the ATC response equipment of other machines.

【技术实现步骤摘要】
一种空中交通监视设备实现旁瓣抑制的方法
本专利技术属于航空通信
，具体涉及一种空中交通监视设备实现旁瓣抑制的方法，适用于空中交通监视设备发起的C模式询问链路。
技术介绍
随着航空领域的快速发展，空中交通密度不断增大，由此导致了空中交通监视设备的大发展。而空中交通监视设备一方面弥补了传统地面空管站进行空域监视的不足，另一方面也大大增强了空域电磁环境的复杂性。在航空器密度高的区域，每一个地面ATC空管站、空域中的机载空中交通监视设备都会发出每秒一次或更高频次的C模式询问。其中，地面空管站实现旁瓣抑制功能使用的天线设备及实施方案见图5所示。地面空管站使用两部雷达天线和两台发射机，其中一部为监视雷达，主波束一般为2°～3°，发射C模式询问的P1、P3、P4脉冲；另一部为全向天线，用于发射P2旁瓣抑制脉冲，时间是P2脉冲前沿之后2us。由此可知地面空管站实现旁瓣抑制功能需要两部天线才能完成。传统机载监视设备实现旁瓣抑制功能使用的定向天线设备及实施方案见图6、图7和图8所示。其中传统机载监视设备使用定向天线结构如图5所示，定向天线由4个天线振子组成，依据射频信号输入不同的振子可以形成4种方向图，如图7所示。发起C模式询问时，用询问波位(0°、90°、180°、270°之一)发射S1、P1、P3、P4脉冲，旁瓣抑制脉冲P2则分为P2A和P2B，分两次发射，用询问波位的左波位和右波位各发射一次，如图8所示。所以传统机载监视设备实现旁瓣抑制功能需要进行P2A和P2B两次旁瓣抑制脉冲的发射。由此看出，上述两种旁瓣抑制方法对于接收到该询问信号的ATC应答机会引发两种情况：1)处于旁瓣抑制范围外，识别出询问信号并应答，则该ATC应答机在应答后进入发射充能恢复期，在一定时间内(典型值为35us，不大于125us)不具备应答能力，进入事实上的被抑制状态；2)处于旁瓣抑制范围内，被旁瓣抑制脉冲P2抑制，进入应答抑制时间，在35±10us的时间内不能对地面空管站或其它监视设备发出的监视询问进行应答。两种情况都会导致被抑制的机载ATC应答设备不能及时对后来的地面或空中监视询问发出应答，有可能降低应答设备的应答率，甚至导致地面ATC空管站对其的监视失效，引发不可预测的后果。所以，尽量减少每一台询问设备发出抑制脉冲对的频次，降低空域中ATC应答设备被抑制的可能，是非常有意义的。因此有必要提出改进。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题：提供一种空中交通监视设备实现旁瓣抑制的方法，本专利技术通过使用全定向一体的综合天线代替定向天线，仅使用一部综合天线，改进脉冲发射方案及天线控制方案，使机载空中交通监视设备在进行C模式询问时仅需要发射一次P2旁瓣抑制脉冲即可，减少每一台询问设备发出抑制脉冲对的频次，减少设备脉冲发射时间，降低对空域电磁环境的干扰及对它机ATC应答设备的过度抑制。本专利技术采用的技术方案：一种空中交通监视设备实现旁瓣抑制的方法，所述空中交通监视设备采用全定向一体的综合天线，所述空中交通监视设备通过外部电气控制综合天线工作于定向模式或全向模式，所述空中交通监视设备在进行C模式询问时，按以下步骤实现旁瓣抑制：(1)当空中交通监视设备开始进行C模式问询信号的发射流程时，首先空中交通监视设备按照综合天线的使用要求控制综合天线工作于定向模式；(2)当本次发射需要发射S1，则从空中交通监视设备输出S1脉冲给综合天线，S1脉冲与综合天线定向模式控制信号合成后同步输出给综合天线，空中交通监视设备的发射波位由射频信号输入给综合天线的端口决定；(3)从空中交通监视设备输出P1脉冲给综合天线；(4)空中交通监视设备按照综合天线的使用要求控制综合天线工作于全向模式；(5)空中交通监视设备发射旁瓣抑制脉冲P2给综合天线；(6)空中交通监视设备按照综合天线的使用要求控制综合天线工作于定向模式；(7)从空中交通监视设备输出P3、P4脉冲给综合天线；(8)发射结束。本专利技术与现有技术相比的优点：1、本方案中空中交通监视设备通过使用全定向一体的综合天线代替定向天线，仅使用一部综合天线，改进脉冲发射方案及天线控制方案，在进行C模式询问时仅需要发射一次P2旁瓣抑制脉冲即可，与地面空管站和传统机载监视设备实现旁瓣抑制方案相比，减少每一台询问设备发出抑制脉冲对的频次，减少设备脉冲发射时间，降低对空域电磁环境的干扰及对它机ATC应答设备的过度抑制，提高应答设备的应答率，保证地面ATC空管站对其的有效监视。附图说明图1为本专利技术旁瓣抑制实施方案控制流程图；图2为本专利技术旁瓣抑制实施效果图；图3为本专利技术实施例中TCAS设备与19-2100型综合天线交联示意图；图4为本专利技术实施例中TCAS设备与19-2100型综合天线旁瓣抑制实施效果图；图5为现有技术中地面空管站使用旁瓣抑制方案图；图6为现有技术中传统机载监视设备使用的定向天线结构示意图；图7为现有技术中传统机载监视设备使用的定向天线的方向示意图；图8为现有技术中传统机载监视设备旁瓣抑制实施方案图。具体实施方式下面结合附图1-8描述本专利技术的实施例。一种空中交通监视设备实现旁瓣抑制的方法，所述空中交通监视设备采用全定向一体的综合天线，所述空中交通监视设备通过外部电气控制综合天线工作于定向模式，形成符合空中交通监视设备需要的定向方向图，也可以切换为全向模式，在水平360°、俯仰面-10°～+15°范围内具有＜3dB的增益特性。所述空中交通监视设备在进行C模式询问时，按以下步骤实现旁瓣抑制，如图1所示：((1)当空中交通监视设备开始进行C模式问询信号的发射流程时，首先空中交通监视设备按照综合天线的使用要求控制综合天线工作于定向模式；(2)当本次发射需要发射S1，则从空中交通监视设备输出S1脉冲给综合天线，S1脉冲与综合天线定向模式控制信号合成后同步输出给综合天线，空中交通监视设备的发射波位由射频信号输入给综合天线的端口决定；(3)从空中交通监视设备输出P1脉冲给综合天线；(4)空中交通监视设备按照综合天线的使用要求控制综合天线工作于全向模式；(5)空中交通监视设备发射旁瓣抑制脉冲P2给综合天线；(6)空中交通监视设备按照综合天线的使用要求控制综合天线工作于定向模式；(7)从空中交通监视设备输出P3、P4脉冲给综合天线；(8)发射结束。其中上述步骤(1)、(4)、(6)中对综合天线的工作模式进行了控制或切换，其实施效果如图2所示，空中交通监视设备通过使用一部综合天线，在进行C模式询问时仅需要发射一次P2旁瓣抑制脉冲即可。与地面空管站实现旁瓣抑制方案的区别在于，本专利技术仅使用了一部综合天线，而地面空管站需要两部天线；与传统机载监视设备实现旁瓣抑制方案的区别则在于，传统机载监视设备需要进行P2A、P2B两次旁瓣抑制脉冲的发射，而本专利技术仅需一次。本专利技术改进脉冲发射方案及天线控制方案，减少每一台询问设备发出抑制脉冲对的频次，减少设备脉冲发射时间，降低对空域电磁环境的干扰及对它机ATC应答设备的过度抑制。本专利技术主要适用于空中交通监视设备(如TCAS、ACAS、T3CAS、AESS等)发起的C模式询问链路。下面以19-2100型综合天线和TCAS设备进行顶部前向C模式问询为例进行说明。TCAS设备与19-2100型综合天线的交联关系如图3所示。19-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空中交通监视设备实现旁瓣抑制的方法，其特征在于：所述空中交通监视设备采用全定向一体的综合天线，所述空中交通监视设备通过外部电气控制综合天线工作于定向模式或全向模式，所述空中交通监视设备在进行C模式询问时，按以下步骤实现旁瓣抑制：(1)当空中交通监视设备开始进行C模式问询信号的发射流程时，首先空中交通监视设备按照综合天线的使用要求控制综合天线工作于定向模式；(2)当本次发射需要发射S1，则从空中交通监视设备输出S1脉冲给综合天线，S1脉冲与综合天线定向模式控制信号合成后同步输出给综合天线，空中交通监视设备的发射波位由射频信号输入给综合天线的端口决定；(3)从空中交通监视设备输出P1脉冲给综合天线；(4)空中交通监视设备按照综合天线的使用要求控制综合天线工作于全向模式；(5)空中交通监视设备发射旁瓣抑制脉冲P2给综合天线；(6)空中交通监视设备按照综合天线的使用要求控制综合天线工作于定向模式；(7)从空中交通监视设备输出P3、P4脉冲给综合天线；(8)发射结束。

【技术特征摘要】
1.一种空中交通监视设备实现旁瓣抑制的方法，其特征在于：所述空中交通监视设备采用全定向一体的综合天线，所述空中交通监视设备通过外部电气控制综合天线工作于定向模式或全向模式，所述空中交通监视设备在进行C模式询问时，按以下步骤实现旁瓣抑制：(1)当空中交通监视设备开始进行C模式问询信号的发射流程时，首先空中交通监视设备按照综合天线的使用要求控制综合天线工作于定向模式；(2)当本次发射需要发射S1，则从空中交通监视设备输出S1脉冲给综合天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：何海明，魏航科，张龙，呼曦，
申请(专利权)人：陕西宝成航空仪表有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61