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制造方法及图纸

本实用新型专利技术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。本实用新型专利技术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系统设备量与系统成本。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系统的时差定位精度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及的是一种用于多点定位机场场面监视系统的接收机，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。
技术介绍
多点定位机场场面监视系统(Mult1-staticDependent Surveillance, MDS)是一种应用于目标识别和空域监管的新型系统，该系统是在目前基于二次雷达(SecondarySurveillance Radar, SSR)空管系统的基础上，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系统一般配置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系统,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系统是在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系统全球供应商ERA公司即采用的是该方案。但是这种方案存在着以下不足I)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，增加了系统设备量与系统成本。另外，MDS系统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，T0A)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系统准确定位的关键问题之O
技术实现思路
本技术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。本技术是通过以下技术方案实现的，本技术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。作为本技术的优选方式之一，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、I n功分器、η个分布式接收机和η个信号处理器,应答信号模拟器和1:η功分器相连以传输产生的AC模式和S模式应答信号，1:η功分器和η个分布式接收机的输入端相连将应答信号分为η路分别传输给每个分布式接收机，η个分布式接收机的输出端分别与对应的信号处理器相连，η彡2且为整数。本技术相比现有技术具有以下优点本技术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系统设备量与系统成本；本技术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，从而提闻了 TDOA估计精度和系统定位精度；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系统可以获得更加精确的真实目标TD0A，从而提高了 MDS系统的时差定位精度。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系统框图；图2是本技术采用射频直接对数检波的接收机的系统框图；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=IOMHz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=IOMHz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技术的实施例作详细说明，本实施例在以本技术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，但本技术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IOMHz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sine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系统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系统的应用需求。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、I n功分器3、n个分布式接收机和η个信号处理器4,应答信号模拟器2和1:η功分器3相连以传输产生的AC模式和S模式应答信号，I η功分器3和η个分布式接收机的输入端相连将应答信号分为η路分别传输给每个分布式接收机，η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，η彡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:η功分器将信号送至η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、本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：段宗明，柴文乾，张奕，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：实用新型
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