CN104809919B - 接收通道自动调平方法及其具备自动调平条件的判断方法及调平系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种接收通道自动调平方法及其具备自动调平条件的判断方法及调平系统，属于空管机载防撞系统领域。在接收机内部产生一个标准信号源，通过调整接收机的配置参数，使得所述标准信号源的信号经过每个接收通道后测得的幅度值相差在设定的误差范围之内。能够省去人工操作和配试设备，提高调平精度和调平效率；既能够满足设备出厂前的通道调平需求，又能够满足设备加装后的外场维护需求。

Description

接收通道自动调平方法及其具备自动调平条件的判断方法及 调平系统

技术领域

本发明涉及一种接收通道自动调平方法及其具备自动调平条件的判断方法及调平系统，特别是涉及一种适用于空管领域用于机载防撞系统的接收通道自动调平方法及其具备自动调平条件的判断方法及调平系统。

背景技术

机载防撞系统，是防止空中飞机危险接近和避免空空相撞事故发生的必不可少的最有效的航空运输安全保障设备。它基于二次雷达原理，通过对附近装备并开启航管应答机的飞机发出仅C模式全呼询问和S模式点名询问，接收并处理C模式和S模式应答信号，生成目标航迹；根据目标机相对于载机的运动态势进行威胁探测和防撞解算，产生交通告警和决断告警，同时对具备RA协调能力的目标机发出RA协调报文，实现协同避撞功能。

机载防撞系统的测角原理是通过定向天线(4波束)接收目标飞机发出的应答信号，其中4个波束分别为前向波束、左向波束、右向波束和后向波束，每个波束的角度覆盖范围为90度，一个波束对应一个接收通道；4个接收通道同时处于接收状态，应答信号经过接收通道变频、放大、滤波以及检波等处理，形成4路视频信号；再经过AD采样和幅度处理，得到应答信号在各个接收通道中对应的幅度量化值；最后根据幅度较大的两个通道定位应答信号所在的象限，计算幅度差值并查表获得应答信号的角度信息。

由于机载防撞系统的接收通道存在布线差异、耦合差异、开关性能差异、连接器损耗差异等，不可避免的会出现通道不平，这将导致系统测角出现偏差，影响测角精度和目标跟踪效果，极大地降低机载防撞系统的设备性能。因此，为了保证机载防撞系统测角的准确度，需要对机载防撞系统的接收通道进行调平。

传统的接收通道调平方法是人工连接外部配试设备，配试设备提供标准信号源，采用有线连接的方式将标准信号灌入某个接收通道，然后使用示波器观测相应接收通道的视频信号，手动调整该通道的配置参数，设定一个粗略的幅度基准；再对剩余的接收通道依次连接外部配试设备，灌入相同大小的标准信号，调整相应接收通道的配置参数，使得通道幅度靠近设定的幅度基准；如果某个接收通道的配置参数已调整到极限值仍旧无法完成接收通道调平，则需要重新设定幅度基准，再对各个接收通道进行配置参数调整，直至接收通道调平。

不难看出，传统的接收通道调平方法存在以下问题：

（1）人工操作，耗时较长；

（2）有线直连，与真实的无线耦合存在差异；

（3）需要额外的配试设备提供标准信号源；

（4）示波器观测存在人为误差，影响调平精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够省去人工操作和配试设备，提高调平精度和调平效率的，用于机载防撞系统的接收通道自动调平方法及其具备自动调平条件的判断方法及调平系统。

本发明采用的技术方案如下：一种接收通道自动调平方法，在接收机内部产生一个标准信号源，通过调整接收机的配置参数，使得所述标准信号源的信号经过每个接收通道后测得的幅度值相差在设定的误差范围之内。

作为优选，所述配置参数包括控制信号增益SLP。

作为优选，所述配置参数还包括调整信号基底MTL。

作为优选，先调整幅度值最大的通道，再调整幅度值最小的通道。

作为优选，先调整配置参数调整信号基底MTL，再调配置参数控制信号增益SLP。

作为优选，根据接收通道设置所述配置参数的调整极限值，调平时如果超出所述配置参数的调整极限值则退出接收通道的自动调平流程。

一种基于上述调平方法的是否具备调平条件的方法，机载防撞系统产生一个标准的应答信号，该应答信号通过内部无线耦合的方式叠加到4个接收通道上，4个接收通道同时处于接收状态，经过接收通道后生成视频信号，再通过译码板进行AD采样和幅度平均处理，获得所述应答信号对应到每个接收通道的幅度量化值，机载防撞系统根据设定阈值判断4个通道的幅度量化值是否正常，是则具备接收通道自动调平的条件。

一种接收机通道自动调平系统，其特征在于，包括：

标准信号源产生模块，位于接收机内部，产生一个标准信号源，其信号通过接收机通道；

接收机配置参数调整模块，用于分别调整接收机4个接收通道的配置参数；

幅度值测量判断模块，用于测量4个接收通道标准信号源信号经过的幅度值，并进行判断幅度值相差是否在设定的误差范围之内。

作为优选，还包括：调平条件判断模块，判断是否具备自动调平的功能；所述调平条件判断模块包括：

标准应答信号产生模块，由机载防撞系统产生；

标准应答信号叠加模块，所述标准应答信号通过内部无线耦合的方式叠加到4个接收通道上；

视频信号产生模块，将经过接收通道的标准应答信号生成视频信号；

幅度量化值获取模块，对生成的视频信号通过译码板进行AD采样和幅度平均处理，获得所述应答信号对应到每个接收通道的幅度量化值；

判断模块，判断获得的4个接收通道的幅度量化值是否在设定阈值范围内。

作为优选，所述接收机配置参数调整模块包括控制信号增益配置参数调整模块和调整信号基底MTL配置参数调整模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：能够省去人工操作和配试设备，提高调平精度和调平效率；既能够满足设备出厂前的通道调平需求，又能够满足设备加装后的外场维护需求。

附图说明

图1为本发明其中一实施例的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1所示的本发明的机载防撞系统接收通道自动调平流程图，包括首先对是否具备能够用该自动调平方法进行调平的条件的判断。其具体包含以下步骤：

第1步：从机载防撞系统ACAS收发主机计算机板的Flash中读取存放有接收机接收通道配置参数的文件，获取接收机最近一次的配置参数MTL和SLP。

第2步：使用上一步得到的接收机配置参数对接收机进行参数设置，然后进行接收机闭环自检，判断自检结果是否正常：机载防撞系统产生一个标准的应答信号，该应答信号通过内部无线耦合的方式叠加到4个接收通道上，4个接收通道同时处于接收状态，经过接收通道后生成视频信号，再通过译码板进行AD采样和幅度平均处理，获得所述应答信号对应到每个接收通道的幅度量化值，机载防撞系统根据设定阈值判断4个通道的幅度量化值是否正常；如果自检结果异常，则说明接收通道的开关状态或者标准信号源可能存在异常，无法进行下一步的操作，立刻退出接收通道自动调平流程；如果自检结果正常，说明具备接收通道自动调平的条件，则截取系统当前时间startTime，并且设置MTL和SLP参数调整预留时间为mT1，mT2，sT1，sT2，其中mT1<mT2<sT1<sT2，并且进入下一步；其中mT1和mT2为MTL的预留时间，sT1和sT2是SLP的预留时间。

第3步：进行多次接收机闭环自检，对每一次闭环自检采集的幅度信息进行判别，剔除非法值和异常值，并且分通道进行幅度求平均，对4通道的幅度均值按照从大到小的顺序进行排列，在本具体实施例中依次为FD1、FD2、FD3和FD4。

第4步：判断最大幅度值FD1和最小幅度值FD4的差值是否小于设定的调平门限值：如果差值小于设定的调平门限值，则表明接收通道已实现自动调平，保存此时的接收机配置参数MTL和SLP，并将其存入相应的接收机参数配置文件，立刻结束接收通道自动调平流程；否则进入下一步。

第5步：调整接收机配置参数MTL，进入第5-1步。

第5-1步：确定最大幅度值FD1对应的接收通道M1，计算M1通道的配置参数MTL增量值为：XSmtl*（FD1-（FD2+FD3）/2）+1；截取系统当前时间currentTime；如果调整超时（即currentTime-startTime大于mT1）或者MTL增量值超过了M1通道的MTL调整极限值，则进入第5-2步，否则转入第3步。

第5-2步：确定最小幅度值FD4对应的接收通道M2，计算M2通道的配置参数MTL增量值为：XSmtl*（（FD2+FD3）/2 –FD4）+1；截取系统当前时间currentTime；如果调整超时（即currentTime-startTime大于mT2）或者MTL增量值超过了M2通道的MTL调整极限值，则进入第6步，否则转入第3步。

第6步：调整接收机配置参数SLP，进入第6-1步。

第6-1步：确定最大幅度值FD1对应的接收通道S1，计算S1通道的配置参数SLP增量值为：XSslp*（FD1-（FD2+FD3）/2）+1；截取系统当前时间currentTime；如果调整超时（即currentTime-startTime大于sT1）或者SLP增量值超过了S1通道的SLP调整极限值，则进入第6-2步，否则转入第3步。

第6-2步：确定最小幅度值FD4对应的接收通道S2，计算S2通道的配置参数SLP增量值为：XSslp *（（FD2+FD3）/2–FD4）+1；截取系统当前时间currentTime；如果调整超时（即currentTime-startTime大于sT2）或者SLP增量值超过了S2通道的SLP调整极限值，则立刻结束接收通道自动调平流程，否则转入第3步。

上述步骤中，XSmtl是指幅度差值转换到MTL增量值时的转换系数；XSslp是指幅度差值转换到SLP增量值时的转换系数；计算MTL和SLP增量值时加1是为了解决浮点数和整型数转换时的舍入误差，避免调整出现死循环。

接收机配置参数MTL（调整信号基底）或者SLP（控制信号增益）调整均有极限值，包含各个通道允许提高或者降低的MTL值或者SLP值。极限值与接收机的线性性能有关，且每个接收通道可能存在差异性，因此，极限值需要基于接收机通道MTL和SLP可调范围测试进行设定。

接收机配置参数调整顺序先调MTL后调SLP，其目的是先进行粗调，再进行微调，是以假定接收机4个接收通道放大系数差异很小，通道不平主要来自于连接损耗为前提。

调整接收机配置参数MTL或者SLP时，先调整幅度最大的通道，再调整幅度最小的通道，其目的是优先保证接收通道调平往幅度较小的方向调整，使得调整后的接收通道视频信号满足接收机关于灵敏度和动态范围的指标要求。

Claims (9)

1.一种接收通道自动调平方法，在接收机内部产生一个标准信号源，通过调整接收机的配置参数，使得所述标准信号源的信号经过每个接收通道后测得的幅度值相差在设定的误差范围之内；根据接收通道设置所述配置参数的调整极限值，调平时如果超出所述配置参数的调整极限值则退出接收通道的自动调平流程。

2.根据权利要求1所述的接收通道自动调平方法，所述配置参数包括控制信号增益SLP。

3.根据权利要求2所述的接收通道自动调平方法，所述配置参数还包括调整信号基底MTL。

4.根据权利要求1到3之一所述的接收通道自动调平方法，先调整幅度值最大的通道，再调整幅度值最小的通道。

5.根据权利要求3所述的接收通道自动调平方法，先调整配置参数调整信号基底MTL，再调配置参数控制信号增益SLP。

6.一种基于权利要求1所述接收通道自动调平方法的是否具备调平条件的方法，机载防撞系统产生一个标准的应答信号，该应答信号通过内部无线耦合的方式叠加到4个接收通道上，4个接收通道同时处于接收状态，经过接收通道后生成视频信号，再通过译码板进行AD采样和幅度平均处理，获得所述应答信号对应到每个接收通道的幅度量化值，机载防撞系统根据设定阈值判断4个通道的幅度量化值是否正常，是则具备接收通道自动调平的条件。

7.一种接收机通道自动调平系统，其特征在于，包括：

标准信号源产生模块，位于接收机内部，产生一个标准信号源，其信号通过接收通道；

接收机配置参数调整模块，用于分别调整接收机4个接收通道的配置参数；

幅度值测量判断模块，用于测量4个接收通道标准信号源信号经过的幅度值，并进行判断幅度值相差是否在设定的误差范围之内。

8.根据权利要求7所述的接收机通道自动调平系统，其特征在于，还包括：调平条件判断模块，判断是否具备自动调平的功能；所述调平条件判断模块包括：

标准应答信号产生模块，由机载防撞系统产生；

标准应答信号叠加模块，所述标准应答信号通过内部无线耦合的方式叠加到4个接收通道上；

视频信号产生模块，将经过接收通道的标准应答信号生成视频信号；

幅度量化值获取模块，对生成的视频信号通过译码板进行AD采样和幅度平均处理，获得所述应答信号对应到每个接收通道的幅度量化值；

判断模块，判断获得的4个接收通道的幅度量化值是否在设定阈值范围内。

9.根据权利要求7或8所述的接收机通道自动调平系统，其特征在于，所述接收机配置参数调整模块包括控制信号增益配置参数调整模块和调整信号基底MTL配置参数调整模块。