CN104270165A - 空中交通防撞系统与s模式应答机射频收发的集成系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种空中交通防撞系统与S模式应答机射频收入的集成系统，具有空中交通防撞系统问询机/S模式应答机的发射/接收模块、上天线通道模块和下天线通道模块。本发明通过对两个独立系统的射频接收及发射通道进行集成复用设计，共用天线系统和发射机，达到飞行环境监视系统综合化、小型化的目的，具有较高的实用价值。

Description

空中交通防撞系统与S模式应答机射频收发的集成系统
技术领域
本发明属机载设备技术领域，具体涉及一种空中交通防撞系统与S模式应答机射频收入的集成系统，以减少飞行环境监视系统组部件和天线射频线缆数量，从而达到减轻飞行器重量的目的。
背景技术
目前机载的空中交通防撞系统和S模式应答机均各有其天线及射频发射机和接收通道。空中交通防撞系统使用机身顶部定向天线和机身底部全(定)向天线完成射频信号的发射和接收，其发射频率是1030MHz，接收频率是1090MHz，定向天线内各有四个单极振子天线，各天线振子连接射频发射和射频接收通道，接收和发射通过开关进行切换。S模式应答机用上下全向天线进行广播和应答，其发射频率是1090MHz，接收频率是1030MHz，S模式应答机的全向天线内有一个单极天线振子，进行射频信号接收和发射，接收和发射通过开关切换。通常一架飞机需安装一套空中交通防撞系统和两套S模式应答机，现有的各型飞机安装的空中交通防撞系统和S模式应答机是相互独立的系统，在系统重量、体积、组部件数量、维修性等方面不能满足新的需求，因此有必要提出改进。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种空中交通防撞系统与S模式应答机射频收入的集成系统，通过对两个独立系统的射频接收及发射通道进行集成复用设计，共用天线系统和发射机，达到飞行环境监视系统综合化、小型化的目的。
本发明采用的技术方案：空中交通防撞系统与S模式应答机射频收发的集成系统，具有空中交通防撞系统问询机/S模式应答机的发射/接收模块、上天线通道模块和下天线通道模块；
其中，空中交通防撞系统问询机和S模式应答机共用一个发射机，在综合的发射机通道中采用开关网络，对空中交通防撞系统问询的1030MHz频段上提供定向模式，对S模式应答机的1090MHz的频段上提供全向模式，且定向模式和全向模式之间互不干扰；
其中，所述上天线通道模块包括上天线开关分路器/合路器和上天线波束形成网络，所述下天线通道模块包括下天线开关分路器/合路器和下天线波速形成网络，两者配合空中交通防撞系统问询机/S模式应答机的工作模式的选择，完成天线的收/发辐射方向图的形成。
进一步地，所述空中交通防撞系统问询机采用4个接收机通过开关选择从上天线通道模块或下天线通道模块接收1090MHz的应答信号；所述S模式应答机采用8个接收机分别接收上天线通道模块和下天线通道模块1030MHz的问询信号。
本发明与现有技术相比综合集成设计的飞行环境监视系统在实现空中交通管制、空中交通预警和防撞功能的同时，提高了系统的安全性、可靠性和稳定性，并减小了体积和重量。
附图说明
图1为现有技术的结构示意图；
图2为本发明的原理结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图2描述本发明的一种实施例。
空中交通防撞系统与S模式应答机射频收发的集成系统，其特征在于具有空中交通防撞系统问询机/S模式应答机的发射/接收模块、上天线通道模块和下天线通道模块；空中交通防撞系统问询机和S模式应答机共用一个发射机，在综合的发射机通道中采用开关网络，对空中交通防撞系统问询的1030MHz频段上提供定向模式，对S模式应答机的1090MHz的频段上提供全向模式，且定向模式和全向模式之间互不干扰；所述上天线通道模块包括上天线开关分路器/合路器和上天线波束形成网络，所述下天线通道模块包括下天线开关分路器/合路器和下天线波速形成网络，两者配合空中交通防撞系统问询机/S模式应答机的工作模式的选择，完成天线的收/发辐射方向图的形成。
所述空中交通防撞系统问询机采用4个接收机通过开关选择从上天线通道模块或下天线通道模块接收1090MHz的应答信号；所述S模式应答机采用8个接收机分别接收上天线通道模块和下天线通道模块1030MHz的问询信号。
本方案是直接采用组合的空中交通防撞系统问询机单元和S模式应答机单元，并共用一套天线系统和发射机。天线采用目前普遍使用的空中交通防撞系统定向天线。上下天线共有八个单极振子，八个天线振子分别连接到上下天线的通道模块，并由通道模块将信号电耦合到组合的空中交通防撞系统问询机/S模式应答机的接收和发射模块。
上下天线的通道模块包括波束形成网络和开关分路器/合路器。通过波束形成网络，上下天线的通道模块能为空中交通防撞系统问询机提供定向的或全向的天线辐射方向图；为S模式应答机提供的全向的天线辐射方向图；以及定向的空中交通防撞系统或S模式应答机的天线接收方向图。空中交通防撞系统问询机/S模式应答机的发射/接收模块包括开关、带通滤波器、空中交通防撞系统接收机、S模式接收机和共用的空中交通防撞系统/S模式发射机。在上下天线的通道模块中分别包括天线双工器以进一步减少S模式应答机的接收机数量。射频收发集成的总体结构如图2所示。对于上下四振子的单极天线，波束形成网络采用正交混合网络实现。波束形成网络完成天线的收/发辐射方向图，可以有效避免产生附加的相移而不再需要相位校正电路。
工作原理：
1、发射模式的选择：空中交通防撞系统问询机和S模式应答将共用一个发射机。在综合的发射机通道中采用复杂的开关网络。对空中交通防撞系统问询的1030MHz和S模式应答的1090MHz的频段上分别提供不同的发射模式，即空中交通防撞系统问询的定向模式和S模式应答机的全向模式，它们之间互不干扰。
2、接收模式的选择：由于共用天线系统提供的是定向方向图，因此空中交通防撞系统问询机可采用4个接收机通过开关选择从上天线或下天线接收1090MHz的应答信号；而S模式应答机则采用8个接收机分别接收上、下天线的1030MHz的问询信号。
3、上下天线通道模块的收发模式选择：天线通道模块中通过开关分路器/合路器以及波束形成网络，并配合空中交通防撞系统问询机/S模式应答机的工作模式的选择，完成天线的收/发辐射方向图的形成。
4、接收通道的全向和定向的选择：天线通道模块中包含合路器/分路器和上、下天线波束形成网络，实现对1030MHz、1090MHz接收信号的全向和定向功能的选择，进一步减少S模式应答机的接收机数量，最多只需2个S模式接收机。
5、天线通道模块和收发通道的配合：通过天线通道模块和空中交通防撞系统/S模式应答机的收/发通道之间的开关网络和分配网络，灵活实现天线收/发的不同方向图模式，集成系统的信号处理和后端设计更加灵活。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (2)

1.空中交通防撞系统与S模式应答机射频收发的集成系统，其特征在于具有空中交通防撞系统问询机/S模式应答机的发射/接收模块、上天线通道模块和下天线通道模块；
其中，空中交通防撞系统问询机和S模式应答机共用一个发射机，在综合的发射机通道中采用开关网络，对空中交通防撞系统问询的1030MHz频段上提供定向模式，对S模式应答机的1090MHz的频段上提供全向模式，且定向模式和全向模式之间互不干扰；
其中，所述上天线通道模块包括上天线开关分路器/合路器和上天线波束形成网络，所述下天线通道模块包括下天线开关分路器/合路器和下天线波速形成网络，两者配合空中交通防撞系统问询机/S模式应答机的工作模式的选择，完成天线的收/发辐射方向图的形成。
2.根据权利要求1所述的空中交通防撞系统与S模式应答机射频收发的集成系统，其特征在于：所述空中交通防撞系统问询机采用4个接收机通过开关选择从上天线通道模块或下天线通道模块接收1090MHz的应答信号；所述S模式应答机采用8个接收机分别接收上天线通道模块和下天线通道模块1030MHz的问询信号。
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