民航华东空中交通管理局
摘要:航管二次雷达测试应答机作为雷达台站的重要组成部分,其功能主要是对雷达信号进行标定,以确定雷达当前所提供信号的质量及方位是否正确。本文主要介绍基于bendiix king kt70机载应答机的航管二次雷达测试应答机开发方案,通过对kt70应答机的硬件改造,满足测试应答机的功能需求。
关键词:航管雷达、二次雷达、应答机
二次雷达测试应答机作为雷达台站的重要组成部分,其功能主要是对雷达信号进行标定,以确定雷达当前所提供信号的质量及方位是否正确。通常地面测试应答机的技术指标和航材保持一致,外挂多路衰减器以防止近距离接收机饱和。由于飞机的应答机的高度信息由飞机的气压式高度表提供,而飞机的距离测量依靠电磁波在空间中传播的延时,因此在制作地面测试应答机时需要对应答机本身的电路进行修改并增加可调延时及可变高度的功能。
雷神雷达、泰雷兹雷达所配备的测试应答机其设计主体是基于bendix king kt70来设计的,该类型应答机作为通航飞行器所配备的标准航材,在塞斯纳、国王等通航飞机上普遍应用。由于其具有价格优势,因此雷达厂家所做的测试应答机都是基于该型号及改进型号来搭建的。下图为雷神雷达所配备的测试应答机,红圈部分为kt70,雷神对该应答机仅应用了T/R组件功能信号处理则外挂载板卡。
根据计算,雷达功率在66dBm的情况下,天线增益为27dB,近距离空间定损40dB,环形器正向损耗0.5dB,隔离器正向损耗0.5dB,衰减器损耗20dB,功分器损耗3dB,在无可调衰减器的情况下,信号到达应答机理论值为66+27-40-0.5-30-0.5-3-0.5=18.5dBm,因此可调衰减器一般衰减值不低于20dB。下图为应答机整体设计框图:
由于kt70为航材,并没有可设置的长距离延时功能,因此采用航材作主体的关键就是对测试应答机的硬件进行修改。本方案为对kt70接收通路进行改线引出至外设FPGA或应答机本身的Z88,割取测试应答机接收通路中的所有视频信号及DPSK,输入至主控板的FPGA进行延时后送回原路进行处理。而高度信息、识别信息、24位地址码则是通过arinc429总线进入ARM,只需使用单片机产生相应地信息,以429总线的软件定义arinc718格式输入即可。
通过对kt70的硬件及原理框图进行分析可以发现LM_VID_NOT;UNLM_VID_NOT;PULSE_AMP;三路为kt70的接收主通路,只需找出板上次三路信号进FPGA的位置并割断覆铜线并飞线引出至外部接口通过外部接口引出给外部FPGA做延时即可。
kt70设备外部702接口中,1、2、3、6可用作此三路信号的引出,具体割线方式见下图:
找出板上TP4、TP5、TP6按图中红圈处进行硬件修改即可引出接收信号。
对通路的延时为测试应答机的关键技术,通过以上方案能够通过kt70机载应答机的硬件修改,能够满足现有航管二次雷达的功能需求。