CN114241814A - 基于软件无线电技术的机载防撞系统(tcas)测试设备 - Google Patents

基于软件无线电技术的机载防撞系统(tcas)测试设备 Download PDF

Info

Publication number
CN114241814A
CN114241814A CN202111554727.0A CN202111554727A CN114241814A CN 114241814 A CN114241814 A CN 114241814A CN 202111554727 A CN202111554727 A CN 202111554727A CN 114241814 A CN114241814 A CN 114241814A
Authority
CN
China
Prior art keywords
software
collision avoidance
avoidance system
airborne
tcas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111554727.0A
Other languages
English (en)
Inventor
姜坤培
王海山
区行平
陈波
陈洪雨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou Star Technology Co ltd
Original Assignee
Guangzhou Star Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangzhou Star Technology Co ltd filed Critical Guangzhou Star Technology Co ltd
Priority to CN202111554727.0A priority Critical patent/CN114241814A/zh
Publication of CN114241814A publication Critical patent/CN114241814A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/04Anti-collision systems
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0043Traffic management of multiple aircrafts from the ground
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B17/00Monitoring; Testing
    • H04B17/30Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/391Modelling the propagation channel
    • H04B17/3912Simulation models, e.g. distribution of spectral power density or received signal strength indicator [RSSI] for a given geographic region

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)

Abstract

本发明提供一种基于软件无线电技术的机载防撞系统(TCAS)测试设备,属于机载防撞监视领域。包括硬件、软件,硬件包括主机箱,主机箱内设置有PXI背板,PXI/PXIe架构下采用4块相同FPGA板卡和配套RF收发仪实现机载空中防撞系统测试设备,方法稳定可靠,误码率低,软件无线电架构是在通用的硬件基础上基于软件算法实现各种无线电通信的功能。此架构具有很强的灵活性,很容易的通过增加软件模块来增加新功能,基于软件无线电技术,通过一主三从的形式采用P2P方式实现输出信号的构建、分发、同步技术。

Description

基于软件无线电技术的机载防撞系统(TCAS)测试设备
技术领域
本发明提供一种基于软件无线电技术的机载防撞系统(TCAS)测试设备,属于机载防撞监视领域。
背景技术
目前市面上流行的机载空中交通与防撞系统测试设备基本都是国外厂商研制,国内类似技术处于空白状态。
存在如下缺点:
依赖国外仪器,价格昂贵,售后维修成本高;
不易扩展升级和维护;
无法实现根据用户需求进行定制化服务,对国内主流机载设备的支持不足;
机载空中交通与防撞系统测试设备的出现,就是为了解决以上业务的痛点。
发明内容
本发明一种基于软件无线电技术的机载防撞系统(TCAS)测试设备,提供的一种测量机载空中交通与防撞系统TCAS/ACAS收发处理机功能、性能的专用测试仪器,具备TCAS/ACAS发射参数测量、飞行场景仿真等多种测试测量能力的测试机。结构简单,使用方便。
本发明一种基于软件无线电技术的机载防撞系统(TCAS)测试设备是这样实现的,本发明一种基于软件无线电技术的机载防撞系统(TCAS)测试设备:包括硬件、软件,硬件包括主机箱,主机箱内设置有PXI背板、信号适配模块、天线通道、USB连接口、网口、显示屏、电源开关、连接端口、控制器、报警器,连接端口为EF收发接受端口,主机箱外设边角设置有防护垫,主机箱侧壁设置提拉把,PXI背板设置有电源接入组件,包括电源接口、电源管理模块,PXI背板上设置有多通道连接端口,且和信号适配器对应连接,控制器对应和USB连接口、网口、显示屏、报警器连接,PXI背板上还设置有射频开关,射频开关对应接入信号适配模块,信号适配模块和天线通道连接,天线通道设置有上天线通道,下天线通道,软件嵌置于硬件设施内;
所述PXI背板上集成4块FPGA板卡和配套的AD/DA转换模块分别产生4路收发信号,通过环形器和射频开关组成的信号适配模块完成对外上、下各4路信号的收发;
所述设备中采用FPGA技术进行数字信号的实时产生和分析,将大部分数字信号产生和分析分配到FPGA板卡中进行测试设备基于合成仪器和软件无线电架构进行设计;
所述设备软件分别包括上位机控制软件和下位机算法软件;
所述上位机控制软件通过调用下位机算法软件实现机载空中交通与防撞系统设备工作所需的场景模拟环境,包含询问信号应答、询问信号测量、入侵机目标模拟等功能;
所述上位机控制软件支持本地操作和远程操作,扩展使用人员的场景灵活变动;
所述下位机算法软件基于D0-185B及RTCA等相关标准中对机载空中交通与防撞系统设备的测试指标和功能要求进行开发,兼容市面上主流的机载设备厂商研制的机载空中交通与防撞系统产品;
所述通用软件算法方法:
在PXI总线架构下,通过共用本振和背板时钟同步信号,以一块FPGA为主模块构造基带信号,另外三块为从模块,主模块通过P2P技术把基带信号和同步信号发送到从模块,从模块接收后同步输出信号;
采用通用的FPGA芯片进行算法开发,可支持算法的移植。
所述天线通道识别计算方法:
天线阻抗检测的原理是机载设备通过检测四个天线端口的阻抗来识别4路天线是否安装正确;
在设备的信号输入端增加识别电阻,同时配备多组电阻来配适不同的机载设备,从而通过阻抗检测。
应答解码准确度:在FPGA内进行解码处理,先对接收到射频信号下变频到零中频,利用差分相干解调,判断IQ两路信号所在象限来判决;
采用自相干解调,通过设置接收频率与部件发射频率相差30MHz,选择其中的I路或者Q与自身延时一个码元后的信号进行相干处理后低通滤波,最后对滤波后的信号抽样判决。
有益效果:
1、PXI/PXIe架构下采用4块相同FPGA板卡和配套RF收发仪实现机载空中防撞系统测试设备,方法稳定可靠,误码率低,软件无线电架构是在通用的硬件基础上基于软件算法实现各种无线电通信的功能。此架构具有很强的灵活性,可以很容易的通过增加软件模块来增加新功能;
2、基于软件无线电技术,通过一主三从的形式采用P2P方式实现输出信号的构建、分发、同步技术;
3、设备模块化设计,可快速维护和升级;
4、基于软件无线电技术开发,硬件兼容性高,能够支持快速扩展;
5、设备功能、性能要求满足D0-185B及RTCA等相关标准要求。
附图说明
图1为本发明一种基于软件无线电技术的机载防撞系统(TCAS)测试设备的硬件连接示意图。
图2为本发明一种基于软件无线电技术的机载防撞系统(TCAS)测试设备的软件连接示意图。
图3为本发明一种基于软件无线电技术的机载防撞系统(TCAS)测试设备的立体结构图。
附图中:
1、主机箱;2、防护垫;3、提拉把;4、连接端口;5、显示屏;6、USB连接口;7、报警器;8、电源开关。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
根据图1-3所示:本发明一种基于软件无线电技术的机载防撞系统(TCAS)测试设备是这样实现的,本发明一种基于软件无线电技术的机载防撞系统(TCAS)测试设备:包括硬件、软件,硬件包括主机箱1,主机箱1内设置有PXI背板、信号适配模块、天线通道、USB连接口6、网口、显示屏5、电源开关8、连接端口4、控制器、报警器7,连接端口4为EF收发接受端口,主机箱1外设边角设置有防护垫2,主机箱1侧壁设置提拉把3,PXI背板设置有电源接入组件,包括电源接口、电源管理模块,PXI背板上设置有多通道连接端口4,且和信号适配器对应连接,控制器对应和USB连接口6、网口、显示屏5、报警器7连接,PXI背板上还设置有射频开关,射频开关对应接入信号适配模块,信号适配模块和天线通道连接,天线通道设置有上天线通道,下天线通道,软件嵌置于硬件设施内;
所述PXI背板上集成4块FPGA板卡和配套的AD/DA转换模块分别产生4路收发信号,通过环形器和射频开关组成的信号适配模块完成对外上、下各4路信号的收发;
所述设备中采用FPGA技术进行数字信号的实时产生和分析,将大部分数字信号产生和分析分配到FPGA板卡中进行测试设备基于合成仪器和软件无线电架构进行设计;
所述设备软件分别包括上位机控制软件和下位机算法软件;
所述上位机控制软件通过调用下位机算法软件实现机载空中交通与防撞系统设备工作所需的场景模拟环境,包含询问信号应答、询问信号测量、入侵机目标模拟等功能;
所述上位机控制软件支持本地操作和远程操作,扩展使用人员的场景灵活变动;
所述下位机算法软件基于D0-185B及RTCA等相关标准中对机载空中交通与防撞系统设备的测试指标和功能要求进行开发,兼容市面上主流的机载设备厂商研制的机载空中交通与防撞系统产品;
所述通用软件算法方法:
在PXI总线架构下,通过共用本振和背板时钟同步信号,以一块FPGA为主模块构造基带信号,另外三块为从模块,主模块通过P2P技术把基带信号和同步信号发送到从模块,从模块接收后同步输出信号;
采用通用的FPGA芯片进行算法开发,可支持算法的移植。
所述天线通道识别计算方法:
天线阻抗检测的原理是机载设备通过检测四个天线端口的阻抗来识别4路天线是否安装正确;
在设备的信号输入端增加识别电阻,同时配备多组电阻来配适不同的机载设备,从而通过阻抗检测。
应答解码准确度:在FPGA内进行解码处理,先对接收到射频信号下变频到零中频,利用差分相干解调,判断IQ两路信号所在象限来判决;
采用自相干解调,通过设置接收频率与部件发射频率相差30MHz,选择其中的I路或者Q与自身延时一个码元后的信号进行相干处理后低通滤波,最后对滤波后的信号抽样判决。
以上对本发明及其实施方式进行了描述,这种描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于软件无线电技术的机载防撞系统(TCAS)测试设备,其特征在于:包括硬件、软件,硬件包括主机箱(1),主机箱(1)内设置有PXI背板、信号适配模块、天线通道、USB连接口(6)、网口、显示屏(5)、电源开关(8)、连接端口(4)、控制器、报警器(7),连接端口(4)为EF收发接受端口,主机箱(1)外设边角设置有防护垫(2),主机箱(1)侧壁设置提拉把(3),PXI背板设置有电源接入组件,包括电源接口、电源管理模块,PXI背板上设置有多通道连接端口(4),且和信号适配器对应连接,控制器对应和USB连接口(6)、网口、显示屏(5)、报警器(7)连接,PXI背板上还设置有射频开关,射频开关对应接入信号适配模块,信号适配模块和天线通道连接,天线通道设置有上天线通道,下天线通道,软件嵌置于硬件设施内,。
2.根据权利要求1所述的一种基于软件无线电技术的机载防撞系统(TCAS)测试设备,其特征在于:所述PXI背板上集成4块FPGA板卡和配套的AD/DA转换模块分别产生4路收发信号,通过环形器和射频开关组成的信号适配模块完成对外上、下各4路信号的收发。
3.根据权利要求1所述的一种基于软件无线电技术的机载防撞系统(TCAS)测试设备,其特征在于:所述设备中采用FPGA技术进行数字信号的实时产生和分析,将大部分数字信号产生和分析分配到FPGA板卡中进行测试设备基于合成仪器和软件无线电架构进行设计。
4.根据权利要求3所述的一种基于软件无线电技术的机载防撞系统(TCAS)测试设备,其特征在于:所述设备软件分别包括上位机控制软件和下位机算法软件。
5.根据权利要求1所述的一种基于软件无线电技术的机载防撞系统(TCAS)测试设备,其特征在于:所述上位机控制软件通过调用下位机算法软件实现机载空中交通与防撞系统设备工作所需的场景模拟环境,包含询问信号应答、询问信号测量、入侵机目标模拟等功能。
6.根据权利要求1所述的一种基于软件无线电技术的机载防撞系统(TCAS)测试设备,其特征在于:所述上位机控制软件支持本地操作和远程操作,扩展使用人员的场景灵活变动。
7.根据权利要求1所述的一种基于软件无线电技术的机载防撞系统(TCAS)测试设备,其特征在于:所述下位机算法软件基于D0-185B及RTCA等相关标准中对机载空中交通与防撞系统设备的测试指标和功能要求进行开发,兼容市面上主流的机载设备厂商研制的机载空中交通与防撞系统产品。
8.根据权利要求1所述的一种基于软件无线电技术的机载防撞系统(TCAS)测试设备,其特征在于:所述通用软件算法方法:
在PXI总线架构下,通过共用本振和背板时钟同步信号,以一块FPGA为主模块构造基带信号,另外三块为从模块,主模块通过P2P技术把基带信号和同步信号发送到从模块,从模块接收后同步输出信号;
采用通用的FPGA芯片进行算法开发,可支持算法的移植。
所述天线通道识别计算方法:
天线阻抗检测的原理是机载设备通过检测四个天线端口的阻抗来识别4路天线是否安装正确;
在设备的信号输入端增加识别电阻,同时配备多组电阻来配适不同的机载设备,从而通过阻抗检测。
应答解码准确度:在FPGA内进行解码处理,先对接收到射频信号下变频到零中频,利用差分相干解调,判断IQ两路信号所在象限来判决;
采用自相干解调,通过设置接收频率与部件发射频率相差30MHz,选择其中的I路或者Q与自身延时一个码元后的信号进行相干处理后低通滤波,最后对滤波后的信号抽样判决。
CN202111554727.0A 2021-12-17 2021-12-17 基于软件无线电技术的机载防撞系统(tcas)测试设备 Pending CN114241814A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111554727.0A CN114241814A (zh) 2021-12-17 2021-12-17 基于软件无线电技术的机载防撞系统(tcas)测试设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111554727.0A CN114241814A (zh) 2021-12-17 2021-12-17 基于软件无线电技术的机载防撞系统(tcas)测试设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114241814A true CN114241814A (zh) 2022-03-25

Family

ID=80758478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111554727.0A Pending CN114241814A (zh) 2021-12-17 2021-12-17 基于软件无线电技术的机载防撞系统(tcas)测试设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114241814A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115131994A (zh) * 2022-06-29 2022-09-30 四川九洲空管科技有限责任公司 H-acas目标监视容量及过载能力测试方法及系统
CN115623359A (zh) * 2022-12-16 2023-01-17 南京芯传汇电子科技有限公司 远程控制方法、电子设备及可读存储介质
CN116032302A (zh) * 2023-02-06 2023-04-28 成都正扬博创电子技术有限公司 一种小型化机载防撞零中频接收通道模块

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101183879A (zh) * 2007-12-24 2008-05-21 深圳市赛格导航科技股份有限公司 一种基于软件无线电的车载终端智能通信系统
US20080174472A1 (en) * 2006-04-10 2008-07-24 Stone Cyro A Integrated avionics system
CN103337200A (zh) * 2013-07-15 2013-10-02 四川九洲空管科技有限责任公司 机载防撞系统测试仪及测试方法
CN107976701A (zh) * 2017-11-20 2018-05-01 中国电子科技集团公司第四十研究所 基于总线架构的多模导航模拟器动态可重构系统及方法
CN108333958A (zh) * 2017-12-29 2018-07-27 北京航天测控技术有限公司 一种复用形通用航空模拟器
CN109855651A (zh) * 2018-11-12 2019-06-07 中航通飞研究院有限公司 现代飞机无线电通信导航系统的地面测试系统及测试方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080174472A1 (en) * 2006-04-10 2008-07-24 Stone Cyro A Integrated avionics system
CN101183879A (zh) * 2007-12-24 2008-05-21 深圳市赛格导航科技股份有限公司 一种基于软件无线电的车载终端智能通信系统
CN103337200A (zh) * 2013-07-15 2013-10-02 四川九洲空管科技有限责任公司 机载防撞系统测试仪及测试方法
CN107976701A (zh) * 2017-11-20 2018-05-01 中国电子科技集团公司第四十研究所 基于总线架构的多模导航模拟器动态可重构系统及方法
CN108333958A (zh) * 2017-12-29 2018-07-27 北京航天测控技术有限公司 一种复用形通用航空模拟器
CN109855651A (zh) * 2018-11-12 2019-06-07 中航通飞研究院有限公司 现代飞机无线电通信导航系统的地面测试系统及测试方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张敬梁: "基于PXI的TCAS信号模拟设备硬件设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 *
张皓月: "超高速WLAN物理层传输模块研究与硬件实现", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115131994A (zh) * 2022-06-29 2022-09-30 四川九洲空管科技有限责任公司 H-acas目标监视容量及过载能力测试方法及系统
CN115131994B (zh) * 2022-06-29 2023-08-18 四川九洲空管科技有限责任公司 H-acas目标监视容量及过载能力测试方法及系统
CN115623359A (zh) * 2022-12-16 2023-01-17 南京芯传汇电子科技有限公司 远程控制方法、电子设备及可读存储介质
CN116032302A (zh) * 2023-02-06 2023-04-28 成都正扬博创电子技术有限公司 一种小型化机载防撞零中频接收通道模块
CN116032302B (zh) * 2023-02-06 2023-12-22 成都正扬博创电子技术有限公司 一种小型化机载防撞零中频接收通道模块

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114241814A (zh) 基于软件无线电技术的机载防撞系统(tcas)测试设备
US10852440B2 (en) Devices, systems and methods for digitally transporting signals in GNSS repeater systems using CPRI
CN201126450Y (zh) 飞机电子设备自动检测系统
CN102236801B (zh) 一种射频识别检测系统
CN105119671A (zh) 一种适用于复杂调制与相位相干体制的多通道散射参数测试电路及方法
CN109061581A (zh) 一种线性调频信号的雷达目标距离精确模拟装置和方法
CN106991001B (zh) 无线电导航识别模拟系统
CN110958059B (zh) 一种卫星接收机的测试装置、系统及方法
CN201654818U (zh) 一种射频识别检测系统
CN103248444A (zh) 一种基于单元组合面向测试参数的系统集成装置及方法
CN103188022A (zh) 一种天线相关性的测试方法和系统
CN112134630A (zh) Btm生产检测系统
CN112684716A (zh) 一种航空无线电综合测试设备及控制方法
CN114611295B (zh) 一种机载lru通用接口仿真设备
CN201465109U (zh) 基于光纤和pci-e的高速数据采集卡
CN203798915U (zh) 一种矢量网络分析仪
CN103746736B (zh) 14通道光纤数据传输tr设备综合测试系统
CN211979058U (zh) 一种cau性能测试装置
CN115801144B (zh) 一种被动侦察系统
CN214201637U (zh) 一种宽带信号采集回放系统自动测试系统
CN210724815U (zh) 一种用于直升机无线电系统的自动检测试验台
CN113612742A (zh) 基于vpx架构的多模搜救信号处理装置
CN206892215U (zh) 车载仪表蜂鸣器的检测装置
CN209590256U (zh) 一种集成测角测距功能检测的便携式mls信号源
CN106411423A (zh) 基于互联网vhf 频段跳频电台检测设备的校准方法和平台

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20220325

RJ01 Rejection of invention patent application after publication