專利名稱：：空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電子通信領(lǐng)域，特別是一種用于空中交通管理的空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機。
背景技術(shù)：
：隨著航空事業(yè)的迅速發(fā)展，空中交通密度日增，航路擁擠。飛行高度層控制的改進，以至航管雷達所存在的同步竄擾，非同步竄擾和假目標出現(xiàn)的問題更趨嚴重，針對二次雷達存在的種種問題，除了飛機上使用新的S模式雷達和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)外，航空工業(yè)界在1955年通過航空運輸協(xié)會(ATA)開始尋找能防止飛機碰撞的系統(tǒng)。在1970年集中研究空中交通通警告防撞系統(tǒng)，上世紀90年代以來波音公司出廠的飛機根據(jù)客戶要求管制雷達應(yīng)答機(ATCRBS)作為該系統(tǒng)的中心，1981年美國FAA宣告研制交通警告防撞系統(tǒng)(TCAS)的計劃，是在離散地址信標防撞系統(tǒng)的基礎(chǔ)概念上，采用空中S模式應(yīng)答機通信格式或?qū)﹄x散地址通信的技術(shù)來制造交基本上都裝有S模式應(yīng)答機TCAS系統(tǒng)，以減少飛機空中危險接近。TCAS系統(tǒng)即空中交通告警與防撞系統(tǒng)，是一種獨立的機載防撞系統(tǒng)，用作空中交通管制(ATC)系統(tǒng)以及“防撞”。TCAS接收機是空中交通告警與防撞系統(tǒng)(TCAS)中的關(guān)鍵部分，其技術(shù)成熟度限制了TCAS系統(tǒng)整機的國產(chǎn)化應(yīng)用?，F(xiàn)有TCAS空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機主要存在集成度不高、體積大、動態(tài)范圍有限和穩(wěn)定性不高等諸多不足。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機主要存在集成度不高、體積大、動態(tài)范圍有限和穩(wěn)定性不高等技術(shù)問題，以提供一種具有集成度高、體積小、動態(tài)范圍大、自檢功能全、高穩(wěn)定性、多路輸出的空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。本發(fā)明的空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機，由發(fā)射通道模塊1、接收通道模塊2、信號源模塊3、視頻處理模塊4和控制處理模塊5構(gòu)成，其中發(fā)射通道模塊輸入端104連接發(fā)射輸入10，發(fā)射通道模塊輸入端101連接信號源模塊輸出端302，發(fā)射通道模塊輸入輸出端102連接控制處理模塊輸入輸出端502，發(fā)射通道模塊發(fā)射輸出與接收輸入端105連接天線11，四個發(fā)射通道模塊接收輸出端103與四個接收通道模塊接收輸入端201對應(yīng)連接；信號源模塊輸出端303為本振信號輸出端，其與四個接收通道模塊控制輸入端202相并連，信號源模塊輸出端301與發(fā)射機15相連接；四個接收通道模塊視頻輸出端203與四個視頻處理模塊視頻輸入端402對應(yīng)連接；控制處理模塊輸出端501與視頻處理模塊控制信號輸入端401相連接。本發(fā)明的空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機，其中所述發(fā)射通道模塊1的天線方向選擇開關(guān)90輸入部分包括發(fā)射通道模塊輸入端101、發(fā)射通道模塊輸入端104和發(fā)射通道模塊輸入輸出端102，其四個輸出端分別連接收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)一50、收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)二70、收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)三71、收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)四72的輸入端；每個收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)連接一個負載52和一個天線分集天關(guān)51，其輸出端連接耦合器53的輸入端，耦合器53的輸出端即為發(fā)射通道模塊接收輸出端103；天線分集天關(guān)51有四路輸出，分別連接功率檢測電路59、功率檢測電路60、傳輸線55和傳輸線56，傳輸線55的另一路輸入與天線檢測電路57相連接，其輸出與上行天線61的輸入端相連接；傳輸線56的另一路輸入與天線檢測電路58相連接，其輸出與下行天線62的輸入端相連接。本發(fā)明的空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機，其中所述接收通道模塊2的接收通道模塊接收輸入端201順次串接濾波器20、限幅器21、低噪聲放大器22、混頻器23、IF放大器24、濾波器25和對數(shù)放大檢波器26，對數(shù)放大檢波器26的一路輸出串接濾波器27和選擇開關(guān)29的一個輸入端，另一路輸出串接濾波器28和選擇開關(guān)29的另一個輸入端，第三路輸出連接電阻35的輸入端；選擇開關(guān)29的輸出端串接對數(shù)放大檢波器30后與電阻36的輸入端相連接；數(shù)字電位器34的三個輸入端分別連接外部的鎖存輸入31、數(shù)據(jù)輸入32和時鐘輸入33，其一路輸出連接電阻37的輸入端，其另一路輸出連接運算放大器39的第二輸入端；電阻35、電阻36和電阻37輸出端并聯(lián)連接運算放大器39的第一輸入端，電阻38跨接運算放大器39的第一輸入端和輸出端，運算放大器39的第二輸入端連接電阻40后接地；運算放大器39的其中一路輸出即接收通道模塊視頻輸出端203，其另一路輸出為比較輸出42。本發(fā)明的空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機，其中所述信號源模塊3由振蕩器80、中頻開關(guān)81、混頻器82、三功分器84、PLL鎖相環(huán)85、四功分器86構(gòu)成，其中中頻開關(guān)81的輸入端連接振蕩器80輸出端，其輸出端連接混頻器82的一個輸入端，混頻器82的另一個輸入端連接三功分器84的第一輸出端，混頻器82的輸出端即為信號源模塊輸出端302；三功分器84與PLL鎖相環(huán)85相連，其第二輸出端即為信號源模塊輸出端301；三功分器84的第三輸出端與四功分器86的輸入端相連；四功分器86的輸出端即為信號源模塊輸出端303。本發(fā)明的空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機，其中所述信號源模塊3的振蕩器80的頻率為60MHz，PLL鎖相環(huán)85的頻率為1030MHz，混頻器82的輸出信號頻率為1090MHz。本發(fā)明的空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機，其中所述信號源模塊3的振蕩器80采用貼片5X3.2的晶體。本發(fā)明空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機的有益效果1.集成度高、體積??；2.高接收靈敏度；3.大動態(tài)范圍、功能全；4.高穩(wěn)定性、響應(yīng)快；5.幅相一致性好；6.多路輸出。圖1本發(fā)明的電路原理圖圖2本發(fā)明的發(fā)射通道模塊電路原理3本發(fā)明的接收通道模塊電路原理4本發(fā)明的信號源模塊電路原理中標號說明1發(fā)射通道模塊、2接收通道模塊、3信號源模塊、4視頻處理模塊、5控制處理模塊、6電源處理模塊、10發(fā)射輸入、11天線、141090MHz校準信號、15發(fā)射機、161030MHz本振信號、17轉(zhuǎn)換控制總線、20濾波器、21限幅器、22低噪聲放大器、23混頻器、24IF放大器、25濾波器、26對數(shù)放大檢波器、27濾波器、28濾波器、29選擇開關(guān)、30對數(shù)放大、檢波AD641、31鎖存輸入、32數(shù)據(jù)輸入、33時鐘輸入、34數(shù)字電位器、35電阻、36電阻、37電阻、38電阻、39運算放大器、40電阻、42比較輸出、50收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)一、51天線分集開關(guān)、52負載、53耦合器、54接收部分、55傳輸線、56傳輸線、57天線檢測電路、58天線檢測電路、59功率檢測電路、60功率檢測電路、61上行天線、62下行天線、70收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)二、71收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)三、72收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)四、8060MHz振蕩器、81中頻開關(guān)、82混頻器、831090MHz校準信號、84三功分器、85PLL鎖相環(huán)電路1030MHz、86四功分器、90天線方向選擇開關(guān)、101發(fā)射通道模塊輸入端、102發(fā)射通道模塊輸入輸出端、103發(fā)射通道模塊接收輸出端、104發(fā)射通道模塊輸入端、105發(fā)射通道模塊發(fā)射輸出與接收輸入端、201接收通道模塊接收輸入端、202接收通道模塊控制輸入端、203接收通道模塊視頻輸出端、301信號源模塊輸出端、302信號源模塊輸出端、303信號源模塊輸出端、401視頻處理模塊控制信號輸入端、402視頻處理模塊視頻輸入端、501控制處理模塊輸出端、502控制處理模塊輸入輸出端具體實施例方式本發(fā)明詳細結(jié)構(gòu)、應(yīng)用原理、作用與功效，參照附圖1-4，通過如下實施方式予以說明。參閱圖1-4所示，本發(fā)明的空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機，由發(fā)射通道模塊1、接收通道模塊2、信號源模塊3、視頻處理模塊4和控制處理模塊5構(gòu)成，另外還包括電源處理模塊6和自檢電路等，其中發(fā)射通道模塊輸入端104連接發(fā)射輸入10，發(fā)射通道模塊輸入端101連接信號源模塊輸出端302，發(fā)射通道模塊輸入輸出端102連接控制處理模塊輸入輸出端502，發(fā)射通道模塊發(fā)射輸出與接收輸入端105連接天線11，四個發(fā)射通道模塊接收輸出端103與四個接收通道模塊接收輸入端201對應(yīng)連接；信號源模塊輸出端303為本振信號輸出端，其與四個接收通道模塊控制輸入端202相并連，信號源模塊輸出端301與發(fā)射機15相連接；四個接收通道模塊視頻輸出端203與四個視頻處理模塊視頻輸入端402對應(yīng)連接；控制處理模塊輸出端501與視頻處理模塊控制信號輸入端401相連接。發(fā)射通道模塊1的天線方向選擇開關(guān)90輸入部分包括發(fā)射通道模塊輸入端101、發(fā)射通道模塊輸入端104和發(fā)射通道模塊輸入輸出端102，其四個輸出端分別連接收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)一50、收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)二70、收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)三71、收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)四72的輸入端；每個收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)連接一個負載52和一個天線分集天關(guān)51，其輸出端連接耦合器53的輸入端，耦合器53的輸出端即為發(fā)射通道模塊接收輸出端103；天線分集天關(guān)51有四路輸出，分別連接功率檢測電路59、功率檢測電路60、傳輸線55和傳輸線56，傳輸線55的另一路輸入與天線檢測電路57相連接，其輸出與上行天線61的輸入端相連接；傳輸線56的另一路輸入與天線檢測電路58相連接，其輸出與下行天線62的輸入端相連接。接收通道模塊2的接收通道模塊接收輸入端201順次串接濾波器20、限幅器21、低噪聲放大器22、混頻器23、IF放大器24、濾波器25和對數(shù)放大檢波器26，對數(shù)放大檢波器26的一路輸出串接濾波器27和選擇開關(guān)29的一個輸入端，另一路輸出串接濾波器28和選擇開關(guān)29的另一個輸入端，第三路輸出連接電阻35的輸入端；選擇開關(guān)29的輸出端串接對數(shù)放大檢波器30后與電阻36的輸入端相連接；數(shù)字電位器34的三個輸入端分別連接外部的鎖存輸入31、數(shù)據(jù)輸入32和時鐘輸入33，其一路輸出連接電阻37的輸入端，其另一路輸出連接運算放大器39的第二輸入端；電阻35、電阻36和電阻37輸出端并聯(lián)連接運算放大器39的第一輸入端，電阻38跨接運算放大器39的第一輸入端和輸出端，運算放大器39的第二輸入端連接電阻40后接地；運算放大器39的其中一路輸出即接收通道模塊視頻輸出端203，其另一路輸出為比較輸出42。信號源模塊3由振蕩器80、中頻開關(guān)81、混頻器82、三功分器84、PLL鎖相環(huán)85、四功分器86構(gòu)成，其中中頻開關(guān)81的輸入端連接振蕩器80輸出端，其輸出端連接混頻器82的一個輸入端，混頻器82的另一個輸入端連接三功分器84的第一輸出端，混頻器82的輸出端即為信號源模塊輸出端302；三功分器84與PLL鎖相環(huán)85相連，其第二輸出端即為信號源模塊輸出端301；三功分器84的第三輸出端與四功分器86的輸入端相連；四功分器86的輸出端即為信號源模塊輸出端303。信號源模塊3的振蕩器80的頻率為60MHz，PLL鎖相環(huán)85的頻率為1030MHz，混頻器82的輸出信號頻率為1090MHz。信號源模塊3的振蕩器80采用貼片5X3.2的晶體。為減少電磁干擾，將輸入電壓先經(jīng)過穩(wěn)壓濾波，最后給放大器等主動器件供電，并將放大器部分與電源及控制部分分別設(shè)計在兩端不同的PCB板上(PCB板大面積接地，確保了接地性能好)，并分別安裝在腔體的兩邊。使整個高頻部分與低頻部分完全分開，這樣可以避免各功能電路相互干擾，上面有一塊大蓋板達到屏蔽的效果。本空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機的結(jié)構(gòu)方面采用屏蔽設(shè)計，即將電源、本振模塊、接收通道、數(shù)字控制部分等的設(shè)計盡量相互隔開，制作在不同的PCB上，分裝在腔體的各個小腔體里。使整個高頻部分與低頻部分完全分開，這樣可以避免各功能電路相互干擾，各個小腔體單獨用小蓋板進行屏蔽，上面再加一塊大蓋板屏蔽達到較好的效果。由于大量的微封裝貼片器件及大規(guī)模集成電路芯片的使用，使得本發(fā)明的空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機的體積大大減小，減輕了重量，使整機攜帶更為方便，并具有集成度高、高接收靈敏度、體積小、大動態(tài)范圍、功能全、高穩(wěn)定性、響應(yīng)快、幅相一致性好、多路輸出等特點，同時生產(chǎn)成本也可得到有效控制。本發(fā)明的空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機與市場上現(xiàn)有同類TCAS接收機的技術(shù)效果對比<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由上可見，本發(fā)明的空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機，具有集成度高、體積?。桓呓邮侦`敏度；大動態(tài)范圍、功能全；高穩(wěn)定性、響應(yīng)快；幅相一致性好；多路輸出等諸多優(yōu)點ο權(quán)利要求空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機，其特征在于由發(fā)射通道模塊(1)、接收通道模塊(2)、信號源模塊(3)、視頻處理模塊(4)和控制處理模塊(5)構(gòu)成，其中發(fā)射通道模塊輸入端(104)連接發(fā)射輸入(10)，發(fā)射通道模塊輸入端(101)連接信號源模塊輸出端(302)，發(fā)射通道模塊輸入輸出端(102)連接控制處理模塊輸入輸出端(502)，發(fā)射通道模塊發(fā)射輸出與接收輸入端(105)連接天線(11)，四個發(fā)射通道模塊接收輸出端(103)與四個接收通道模塊接收輸入端(201)對應(yīng)連接；信號源模塊輸出端(303)為本振信號輸出端，其與四個接收通道模塊控制輸入端(202)相并連，信號源模塊輸出端(301)與發(fā)射機(15)相連接；四個接收通道模塊視頻輸出端(203)與四個視頻處理模塊視頻輸入端(402)對應(yīng)連接；控制處理模塊輸出端(501)與視頻處理模塊控制信號輸入端(401)相連接。2.如權(quán)利要求1所述的空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機，其特征在于所述發(fā)射通道模塊(1)的天線方向選擇開關(guān)(90)輸入部分包括發(fā)射通道模塊輸入端(101)、發(fā)射通道模塊輸入端(104)和發(fā)射通道模塊輸入輸出端(102)，其四個輸出端分別連接收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)一(50)、收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)二(70)、收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)三(71)、收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)四(72)的輸入端；每個收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)連接一個負載(52)和一個天線分集天關(guān)(51)，其輸出端連接耦合器(53)的輸入端，耦合器(53)的輸出端即為發(fā)射通道模塊接收輸出端(103)；天線分集天關(guān)(51)有四路輸出，分別連接功率檢測電路(59)、功率檢測電路(60)、傳輸線(55)和傳輸線(56)，傳輸線(55)的另一路輸入與天線檢測電路(57)相連接，其輸出與上行天線(61)的輸入端相連接；傳輸線(56)的另一路輸入與天線檢測電路(58)相連接，其輸出與下行天線(62)的輸入端相連接。3.如權(quán)利要求1所述的空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機，其特征在于所述接收通道模塊(2)的接收通道模塊接收輸入端(201)順次串接濾波器(20)、限幅器(21)、低噪聲放大器(22)、混頻器(23)、IF放大器(24)、濾波器(25)和對數(shù)放大檢波器(26)，對數(shù)放大檢波器(26)的一路輸出串接濾波器(27)和選擇開關(guān)(29)的一個輸入端，另一路輸出串接濾波器(28)和選擇開關(guān)(29)的另一個輸入端，第三路輸出連接電阻(35)的輸入端；選擇開關(guān)(29)的輸出端串接對數(shù)放大檢波器(30)后與電阻(36)的輸入端相連接；數(shù)字電位器(34)的三個輸入端分別連接外部的鎖存輸入(31)、數(shù)據(jù)輸入(32)和時鐘輸入(33)，其一路輸出連接電阻(37)的輸入端，其另一路輸出連接運算放大器(39)的第二輸入端；電阻(35)、電阻(36)和電阻(37)輸出端并聯(lián)連接運算放大器(39)的第一輸入端，電阻(38)跨接運算放大器(39)的第一輸入端和輸出端，運算放大器(39)的第二輸入端連接電阻(40)后接地；運算放大器(39)的其中一路輸出即接收通道模塊視頻輸出端(203)，其另一路輸出為比較輸出(42)。4.如權(quán)利要求1所述的空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機，其特征在于所述信號源模塊(3)由振蕩器(80)、中頻開關(guān)(81)、混頻器(82)、三功分器(84)、PLL鎖相環(huán)(85)、四功分器(86)構(gòu)成，其中中頻開關(guān)(81)的輸入端連接振蕩器(80)輸出端，其輸出端連接混頻器(82)的一個輸入端，混頻器(82)的另一個輸入端連接三功分器(84)的第一輸出端，混頻器(82)的輸出端即為信號源模塊輸出端(302)；三功分器(84)與PLL鎖相環(huán)(85)相連，其第二輸出端即為信號源模塊輸出端(301)；三功分器(84)的第三輸出端與四功分器(86)的輸入端相連；四功分器(86)的輸出端即為信號源模塊輸出端(303)。5.如權(quán)利要求4所述的空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機，其特征在于所述信號源模塊⑶的振蕩器(80)的頻率為60MHz，PLL鎖相環(huán)(85)的頻率為1030MHz，混頻器(82)的輸出信號頻率為1090MHz。6.如權(quán)利要求4所述的空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機，其特征在于所述信號源模塊(3)的振蕩器(80)采用貼片5X3.2的晶體。全文摘要本發(fā)明的空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機，涉及電子通信領(lǐng)域，旨在解決傳統(tǒng)空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機主要存在集成度不高、體積大、動態(tài)范圍有限和穩(wěn)定性不高等技術(shù)問題。本發(fā)明的寬帶接收機帶有鎖相環(huán)本振電路，由發(fā)射通道模塊、接收通道模塊、信號源模塊、視頻處理模塊和控制處理模塊構(gòu)成。本發(fā)明適用于空中交通告警與防撞系統(tǒng)接收機的設(shè)計。文檔編號H04B1/06GK101820293SQ20101013041公開日2010年9月1日申請日期2010年3月23日優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日發(fā)明者姚華,汪澤,牛書強,申江,鄧鴻洲申請人:成都九洲迪飛科技有限責任公司