CN112054812A - 低舰载识别应答与ads-b一体化收发系统 - Google Patents

低舰载识别应答与ads-b一体化收发系统 Download PDF

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王亚涛
黄晓卿
潘向荣
兰鹏
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Abstract

本发明提出的一种舰载识别应答与ADS‑B一体化收发系统，旨在提供一种成本低，能够提高舰艇的空间利用率的一体化收发系统。本发明通过下述技术方案予以实现：舰载识别器应答和ADS‑B接收功能共用一付应答天线，共用环形器、限幅器、带通滤波器、低噪声放大器和功分器,将两种射频信号馈入发射机中，直接转发到识别器主机内的接收机中，在接收机中共用信道前端的限幅器进行限幅,前级预选过滤掉其它频段的大信号后通过功分器功分成两路，与来自信号源的两路本振信号进行混频，混出的中频信号经滤波和A/D采样后变成数字信号，通过后端信号处理模块及时处理识别应答和ADS‑B接收，完成识别应答功能和广播式自动相关监视接收ADS‑B IN信息功能。

Description

低舰载识别应答与ADS-B一体化收发系统
技术领域
本发明是关于敌我识别(IFF)与广播式自动相关监视ADS-B(AutomaticDependent Surveillance-Broadcast)接收设备的集成技术。
背景技术
近年来航空业发展迅速，飞行流量持续快速增长使得民航空域资源严重短缺，给航迹跟踪、流量控制、航空安全、事故搜救等带来了巨大挑战。为了实现对大流量空中交通的无缝连续监视，需要建设复杂的雷达网络和数据处理系统；另一方面，受自然环境限制，全世界大部分地区没有得到航空监控，尤其在海洋、极地、山区、沙漠和不发达地区安装地面监视设备在技术和经济上无法实现。在这一背景下，广播式自动相关监视(ADS-B)技术应运而生。广播式自动相关监视ADS-B技术采用全向广播方式自动播发机型、航空代码、位置、速度、高度和航线等，将卫星导航、通信技术、机载设备以及地面设备等先进技术相结合，提供了更加安全、高效的空中交通监视手段，能有效提高管制员和飞行员的运行态势感知能力，扩大监视覆盖范围，提高空中交通安全水平、空域容量与运行效率。
广播式自动相关监视ADS-B是飞机定期的传送其状态向量和其它信息的一种功能。广播式自动相关监视ADS-B，顾名思义，即无需人工操作或者询问，可以自动地从相关机载设备获取参数向其他飞机或地面站广播飞机的位置、高度、速度、航向、识别号等信息，以供管制员对飞机状态进行监控。它衍生于ADS(自动相关监视)。广播式自动相关监视系统ADS-B系统是广播式自动相关监视系统的简称，是基于GPS定位和空/地数据链通信的航空器运行监控技术。ADS-B系统是一个集通信与监视于一体的信息系统，由信息源、信息传输通道和信息处理与显示三部分组成。ADS-B系统由多地面站和机载站构成，以网状、多点对多点方式完成数据双向通信。简单来说，ADS-B技术就是，飞机上必须得装一个发射机，这个发射机连接飞机的GPS，发射机每隔0.5秒就广播飞机的位置，然后地面用个接收机接收，这样地面就知道了飞机的位置。飞机的发射机加上地面的接收机就构成了ADS-B技术。ADS-B的主要信息是飞机的4维位置信息(经度、纬度、高度和时间)和其它可能附加信息(冲突告警信息，飞行员输入信息，航迹角，航线拐点等信息)以及飞机的识别信息和类别信息。此外，还可能包括一些别的附加信息，如航向、空速、风速、风向和飞机外界温度等。ADS-B的信息传输通道以ADS-B报文形式，通过空-空、空-地数据链广播式传播。相对于航空器的信息传递方向广播式自动相关监视，ADS-B分为两类：发送(OUT)和接收(IN)。其中OUT是ADS-B的基本功能，它负责将信号从飞机发送方经过视距传播发送给地面接收站或者其他飞机。ADS-B IN是指其它平台(包括地面平台、机载平台和舰载平台)接收其它航空器发送的ADS-B OUT信息或地面服务设备发送的信息。
西方体制敌我识别应答机是装在舰船上的设备，其主要功能利用全向应答天线接收其它平台的定向发射的询问信号，如果接收到的询问信号满足西方体制的敌我识别系统规定的信号格式，就及时的按照西方体制的敌我识别系统规定的信号格式发射应答信号，其它平台接收到这个应答信号后进行解码，如果满足西方体制的敌我识别应答信号格式，就判定这个被询问的舰船时本国的舰船，如果不符合西方体制的敌我识别应答信号格式，则判断为不明目标，需进行重点监视、跟踪和打击。基于这两种设备的重要性，舰船上基本都安装了这两型设备。舰艇上需要布置很多各种各样的通信天线、雷达天线、卫星天线、导航天线和电子战天线，本来就狭窄的空间被安装的很满，如果能节省舰船天线安装空间就是非常有价值了。因为敌我识别应答功能是避免误伤的最重要手段，其重要性远远高于ADS-B功能，所以常用的解决措施是在舰船上桅杆的最高处安装敌我识别应答天线，保证应答天线周围360°范围无遮挡，完成全域范围内的敌我识别应答功能。在舰船较低的位置安装一付ADS-B接收天线，完成ADS-B接收功能，ADS-B设备的天线因为安装在较低的位置，存在其它设备或者舰艇上的建筑遮挡的问题，不能无遮挡的接收ADS-B信息，存在一定的监视盲区。加装两部设备的价格较高，且施工难度大。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处，提供一种成本低，能够提高舰艇的空间利用率，消除广播式自动相关监视接收ADS-B IN功能的接收盲区的舰载识别应答和广播式自动相关监视ADS-B一体化收发系统。
本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种舰载识别应答与ADS-B一体化收发系统，包括：同时接收、发送识别询问信号和飞机广播式自动相关监视ADS-B信号的共用应答天线，连接信号处理模块的发射机和接收机，其特征在于：舰载识别器应答和ADS-B接收功能共用一付应答天线，应答天线接收其它平台发送的询问信号和空中飞行器广播式自动相关监视ADS-B信号，识别器应答功能和ADS-B IN接收功能共用环形器、限幅器、带通滤波器、低噪声放大器LAN和功分器，将这两种射频信号馈入发射机中，经发射机中的环形器直接转发到识别器主机内的接收机中，在接收机共用信道前端的限幅器进行限幅前级预选过滤掉其它频段的大信号后，通过功分器功分成两路，与来自信号源的两路本振信进行混频，混频出的中频信号经滤波和A/D采样后变成数字信号，通过后端信号处理模块及时处理识别应答和ADS-B接收，完成识别应答功能和广播式自动相关监视接收ADS-B IN信息功能。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果。
成本低。本发明采用同时接收识别询问信号和飞机广播发送的ADS-B信号的共用应答天线，连接信号处理模块的发射机和接收机，识别器应答功能和接收ADS-B功能可以共用环形器、限幅器、带通滤波器、低噪声放大器和功分器，通过信道复用，只通过在舰载识别器上加装一部识别器主机和一付应答天线，就可以满足舰载敌我识别器应答机对敌我识别应答需求和通过接收ADS-B信息监视舰艇所在空域的民用飞机的需求，从而以较低的成本在舰艇上实现了这两种功能的集成。在识别器主机内部的接收机内共用信道前端，在带通滤波器后功分成两路，实现对识别器询问信号和ADS-B信号的分别处理，大大降低了成本。
空间利用率高。本发明采用安装在全舰最高处无遮挡的360°应答天线接收其它平台发送的1030MHz的询问信号和空中飞行器广播的1090MHz的ADS-B信息，消除了ADS-B IN功能的接收盲区。通过应答天线将接收其它平台发送的询问信号和空中飞行器广播的两种射频信号信息送入发射机中，经发射机中的环形器将两种射频信号直接转发到接收机中，在接收机中的限幅器进行限幅前级预选过滤掉其它频段的大信号后，通过功分器功分成两路，与来自信号源的两路本振信进行混频，混频出的中频信号经滤波和A/D采样后变成数字信号，通过后端信号处理模块将识别应答机和ADS-B接收机集成到一起，完成识别应答功能和接收ADS-B信息功能，就可以满足舰载平台对敌我识别应答功能和ADS-B IN功能的需求，极大的提高了舰艇的空间利用率。同时接收敌我识别询问信号和民用飞机广播发送的ADS-B信号，通过后端信号处理，就可以完成敌我识别应答功能和接收ADS-B信息功能。这样就把敌我识别应答机和ADS-B接收机集成到一起，通过配装一部敌我识别器应答机，就可完成敌我识别应答功能和ADS-B接收功能。
隐身性好。本发明把2付天线合成了1付天线，利用接收识别询问信号和飞机广播发送的ADS-B信号的共用应答天线，减少了舰船上发射机和接收机的天线数量，降低了舰艇的雷达波反射面积，提高了舰艇的隐身性。
附图说明
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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是本发明舰载识别应答与ADS-B一体化收发系统的电路原理示意图。
具体实施方式
参阅图1。在以下描述的一个优选实施例中，一种舰载识别应答与ADS-B一体化收发系统，包括：同时接收、发送识别询问信号和飞机广播式自动相关监视ADS-B信号的共用应答天线，连接信号处理模块的发射机和接收机，其特征在于：舰载识别器应答和ADS-B接收功能共用一付应答天线，应答天线接收其它平台发送的询问信号和空中飞行器广播式自动相关监视ADS-B信号，识别器应答功能和ADS-B IN接收功能共用环形器、限幅器、带通滤波器、低噪声放大器LAN和功分器，将这两种射频信号馈入发射机中，经发射机中的环形器直接转发到识别器主机内的接收机中，在接收机共用信道前端的限幅器进行限幅前级预选过滤掉其它频段的大信号后，通过功分器功分成两路，与来自信号源的两路本振信进行混频，混频出的中频信号经滤波和A/D采样后变成数字信号，通过后端信号处理模块及时处理识别应答和ADS-B接收，完成识别应答功能和广播式自动相关监视接收ADS-B IN信息功能。
应答天线以360°无遮挡的接收其它平台发送的1030MHz的询问信号和空中飞行器广播的1090MHz的ADS-B信息两种射频信号，两种射频信号通过共用应答天线经过舰载射频电缆进入到设备的发射机中，发射机中的环形器把接收到的这两种射频信号直接转发到接收机中，接收机中的限幅器对信号进行限幅，过滤掉其它频段的大信号后，经过前级预选器后，只让1010MHz～1110MHz的射频信号通过第一低噪声放大器LAN进行放大，送入带通滤波器去除掉1010MHz～1110MHz以外的射频信号，经功分器功分成两路射频信号，被功分器功分为两路，一路通过识别应答信号STC处理支路上的第二低噪声放大器LAN进行放大，放大后的射频信号与来自信号源的一路频率为970MHz的本振信号进入第一混频器进行混频，混频出60MHz的中频信号经滤波器后，将只让60MHz的中频信号通过模数A/D采样变换为数字信号，数字信号在信号处理模块中进行译码、去干扰和纠错等处理，如果满足询问信号格式，就发送应答信号，应答信号经发射机混频、放大、滤波和环形器后通过应答天线发射出去，即完成了应答功能；另一路信号经第三低噪声放大器进行放大的射频信号与来自信号源的另一路频率为1150MHz的本振信号进入第二混频器进行混频，混出60MHz的中频信号，中频信号进过滤波器后，只让60MHz的中频信号通过A/D采样后变成数字信号，数字信号同样在信号处理中进行译码、去干扰和纠错等处理，把处理出来的ADS—B信号发送到显控模块，在显控模块上进行显示，这样在显控模块上就可以看到周围空域内的民用飞行器的态势图。
以上所述为本发明较佳实施例，应该注意的是上述实施例对本发明进行说明，然而本发明并不局限于此，并且本领域技术人员在脱离所附权利要求的范围情况下可设计出替换实施例。对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种舰载识别应答与ADS-B一体化收发系统，包括：同时接收、发送识别信号和飞机广播式自动相关监视ADS-B信号的共用应答天线，连接信号处理模块的发射机和接收机，其特征在于：舰载识别器应答和ADS-B接收功能共用一付应答天线，应答天线接收其它平台发送的询问信号和空中飞行器广播式自动相关监视ADS-B信号，识别器应答功能和ADS-B IN接收功能共用环形器、限幅器、带通滤波器、低噪声放大器LAN和功分器，将这两种射频信号馈入发射机中，经发射机中的环形器直接转发到识别器主机内的接收机中，在接收机共用信道前端的限幅器进行限幅，前级预选滤波器过滤掉其它频段的大信号后，通过功分器功分成两路，与来自信号源的两路本振信进行混频，混频出的中频信号经滤波和A/D采样后变成数字信号，通过后端信号处理模块及时处理识别应答和ADS-B接收，完成识别应答功能和广播式自动相关监视接收ADS-B IN信息功能。
2.如权利要求1所述的舰载识别应答和ADS-B一体化收发系统，其特征在于：应答天线以360°无遮挡的接收其它平台发送的1030MHz的询问信号和空中飞行器广播的1090MHz的ADS-B信息两种射频信号，两种射频信号通过共用应答天线经过舰载射频电缆进入到设备的发射机中。
3.如权利要求2所述的舰载识别应答和ADS-B一体化收发系统，其特征在于：发射机中的环形器把接收到的这两种射频信号直接转发到接收机中，接收机中的限幅器对信号进行限幅，过滤掉其它频段的大信号后，经过前级预选器后，只让1010MHz～1110MHz的射频信号通过第一低噪声放大器LAN进行放大，送入带通滤波器去除掉1010MHz～1110MHz以外的射频信号，经功分器功分成两路射频信号。
4.如权利要求3所述的舰载识别应答和ADS-B一体化收发系统，其特征在于：被功分器功分为两路，一路通过识别应答信号STC处理支路上的第二低噪声放大器LAN进行放大，放大后的射频信号与来自信号源的一路频率为970MHz的本振信号进入第一混频器进行混频，混频出60MHz的中频信号经滤波器后，将只让60MHz的中频信号通过模数A/D采样变换为数字信号。
5.如权利要求4所述的舰载识别应答和ADS-B一体化收发系统，其特征在于：数字信号在信号处理模块中进行译码、去干扰和纠错等处理，如果满足询问信号格式，就发送应答信号，应答信号经发射机混频、放大、滤波和环形器后通过应答天线发射出去，即完成了应答功能；另一路信号经第三低噪声放大器进行放大的射频信号与来自信号源的另一路频率为1150MHz的本振信号进入第二混频器进行混频，混出60MHz的中频信号，中频信号进过滤波器后，只让60MHz的中频信号通过A/D采样后变成数字信号，数字信号同样在信号处理中进行译码、去干扰和纠错处理，把处理出来的ADS—B信号发送到显控模块，在显控模块上进行显示。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114337700A (zh) * 2021-12-27 2022-04-12 成都福瑞空天科技有限公司 一种ads-b系统发射链路及其控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103701488A (zh) * 2013-12-21 2014-04-02 中电科航空电子有限公司 具有1090兆赫扩展电文的广播式自动相关监视能力的s模式应答机
CN203708241U (zh) * 2013-12-21 2014-07-09 中电科航空电子有限公司 具有1090兆赫扩展电文的广播式自动相关监视能力的s模式应答机
CN105425252A (zh) * 2015-12-17 2016-03-23 四川九洲空管科技有限责任公司 一种基于1090es数据链的便携式多功能外场检查仪
US20160349361A1 (en) * 2015-05-27 2016-12-01 Garmin International, Inc. Shared aviation antenna
CN206181009U (zh) * 2016-11-21 2017-05-17 成都九洲迪飞科技有限责任公司 综合防撞多通道接收机

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103701488A (zh) * 2013-12-21 2014-04-02 中电科航空电子有限公司 具有1090兆赫扩展电文的广播式自动相关监视能力的s模式应答机
CN203708241U (zh) * 2013-12-21 2014-07-09 中电科航空电子有限公司 具有1090兆赫扩展电文的广播式自动相关监视能力的s模式应答机
US20160349361A1 (en) * 2015-05-27 2016-12-01 Garmin International, Inc. Shared aviation antenna
CN105425252A (zh) * 2015-12-17 2016-03-23 四川九洲空管科技有限责任公司 一种基于1090es数据链的便携式多功能外场检查仪
CN206181009U (zh) * 2016-11-21 2017-05-17 成都九洲迪飞科技有限责任公司 综合防撞多通道接收机

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114337700A (zh) * 2021-12-27 2022-04-12 成都福瑞空天科技有限公司 一种ads-b系统发射链路及其控制方法
CN114337700B (zh) * 2021-12-27 2024-03-08 成都福瑞空天科技有限公司 一种ads-b系统发射链路及其控制方法

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