潘浩

摘   要：在空中交通流量迅速发展的今天，航管雷达作为监视设备为空中交通管理提供了必要且稳定的监视手段。大连空管站THALES一、二次合装雷达于2006年投入使用，是大连地区空中交通监视的主要设备之一，本文详细分析了RSM970型二次雷达接收信号处理流程，为设备维护检测提供参考。

关键词：二次雷达  接收机  设备故障

近年来，随着民航事业的快速发展，我国航班量增长迅速，给空中交通管制带来了巨大的压力。二次雷达作为主要的监视设备，在空中交通管制中扮演的重要角色。因此，对设备的稳定性，故障率和修复故障时间要求严格。本文简要分析了THALES RSM970型二次雷达接收机的组成和信号处理流程，主要内容如下。

1  系统组成

RSM970型二次雷达的发射和接收系统（TRC）采用双通道配置，每个通道包括发射模块（STX2000）、MDRP、供电单元和风扇单元，其中STX2000包括驱动接口模块、控制模块、和模块。

机柜中与双通道通信的设备包括本振频率监控单元（LO MONITORING BOX）和射频切换单元（RFUC）;系统外部通信设备包括供电系统、用于交换数据的千兆以太网、角度编码器等。

2  各组件功能

2.1 射频切换单元

包括设备发射接收单元和切换单元两个部分。发射和接收单元主要包括和、控制信号的环路器、差通道可调移相器。射频切换单元主要包括射频切换继电器、假负载、差信号移相器。

2.2 本振频率监控单元

本振频率监控单元主要用于对比监控双通道的本振频率，双通道本振频率产生器产生的1030MHz射频信号送至LO MONITORING BOX的信号分配器，1路进行混频对比2路1030MHz的信号频率差，如果频率差大于22kHz，将会产生告警信息返回RECEIVER。

2.3 STX2000组件

该组件主要功能是提供系统内部连接驱动接口、功率放大和控制、模式选择、旁瓣抑制等。其中驱动接口模块：接收本振产生的1030MHz调制信号;预放大本振频率以驱动高功率放大模块;调制信号1分2，其中1路进行DPSK处理后送和模块，另1路送控制模块。和模块：射频信号放大12dB，监控反向功率。控制模块：射频信号放大12dB，旁瓣抑制可调衰减范围0～6dB。

2.4 MDRP组件

MDRP由数字接收机和信号处理器组成。主要用于数据的接收和处理;接收处理数字视频应答信号;为DPC提供二次雷达应答信息;处理天线角度信息;控制监控。

射频接收处理部分：放大并处理和、控制、差通道信号，产生logΣ、logΩ、logΔ信号，通过分别对比Σ和Ω，Σ和Δ产生QRSLS视频信号，通过Σ和Ω的比较，抑制由旁瓣波束产生的应答信息。通过Σ和Δ的比较，生成OBA方位信息。单脉冲二次雷达接收机通道具有对数特性，将Σ和Δ两个通道的输出信号间的除法运算转换成对数后的减法运算，为了保持与Σ通道一致，Ω通道也具备对数特性。采用对数特性的主要优势是可扩展接收机的动态范围。

3  接收处理过程分析

信号就收处理过程可依次分为本振频率产生、模数转换和数字信号处理3个阶段，各阶段的主要工作流程如下。

3.1 本振频率的产生

本振频率由温度补偿晶振芯片产生，初始频率为40MHz。其中1路40MHz直接送至接收机，用于AD转换。1路40MHz进行3倍频，输出120MHz频率用于混频。同时，120MHz1/2倍频形成60MHz频率与1030MHz混频形成1090MHz测试型号。最后1路通过锁相环和压控振荡器输出1030MHz送发射机，1200MHz用于混频。

3.2 模数转换

模数转换由3个相同的线性接收通道组成分别用于Σ、Δ和Ω。接收信号先进入外部带通滤波器，该滤波器主要防止环形器泄露大功率的1030MHz信号进入接收机系统，导致接收机损坏。1090MHz通过分别与1200MHz和120MHz的2次混频，形成10MHz信号，然后分2路，1路直接进入ADC进行模数转换，另1路通过27dBM衰减器进入ADC，衰减器的作用主要是衰减近距离较强的应答信号。该系统对强弱信号分开转换，可增加接收机的动态范围。ADC的采样频率为40MHz。

3.3 数字信号处理

Σ、Δ和Ω信号经过AD转换后，分别形成14bit的MSB、LSB信号送信号处理部分，首先通过ADC Switching进行信号选择，然后送至APD（幅度相位检测）电路，在APD中通过插入1090MHz和110MHz的脉冲调制信号调整Σ和Δ信号的幅度和相位，确保信号在处理过程中的幅度相位一致。在该电路中Ω信号只做幅度调整。

在信号处理阶段，通过对Σ、Δ信号的归一化处理形成OBA信息。最后，该部分对Σ、Δ、Ω 三路数字信号进行对数编码，最终输出log Σ、log Δ、log Ω和f（Δ/Σ）信息。

上述文章对THALES RSM970型二次雷達进行了简要梳理分析，可为工作中遇到的设备故障提供分析判断流程，缩短解决故障时间，缓解空中交通管制压力。

参考文献

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[2] 张尉，何康.空管二次雷达[M].北京：国防工业出版社，2017.

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