Декодирование сигнала вторичного обзорного радиолокатора

Вторичный обзорный радиолокатор заполняет пробел между системами связи и классическими радиолокационными системами. Несмотря на растущие возможности мобильной связи, вторичный обзорный радиолокатор остается основным компонентом наблюдения за воздушным пространством.

Современные методы, такие как ответ в режиме S, улучшают широковещательные возможности вторичного обзорного радиолокатора и позволяют аэропортам в отдаленных местах наблюдать за воздушным пространством даже при отсутствии радара. Более совершенные методы, такие как автоматическое зависимое наблюдение-вещание (АЗН-В), используют инфраструктуру транспондера ответа в режиме S, предоставляя еще больше информации для управления с земли и других воздушных судов.

Измерительная задача

Разработчику системы транспондера необходимо обеспечить правильную частоту излучения в соответствии с нормативными требованиями, а также гарантировать правильность передачи фактических данных. Рабочая частота режима S составляет 1030 МГц для запросчика и 1090 МГц для ответов транспондера. Для проверки правильности данных удобно использовать осциллограф, поскольку он позволяет декодировать переданное сообщение на основе рассчитанной огибающей импульса.

Рис. 1. Огибающая радиолокационного импульса через расчетный канал

/

Рис. 1. Огибающая радиолокационного импульса через расчетный канал

Решение компании Rohde & Schwarz

Для имитации условий измерения используется программное обеспечение R&S®Pulse Sequencer. Оно генерирует данные режима S, которые передаются в векторный генератор сигналов R&S®SMW200A для имитации системы вторичного обзорного радиолокатора. Для анализа используется высокоэффективный осциллограф R&S®RTP.

Сообщение в режиме S начинается с заданной преамбулы, за которой следуют 56 или 112 импульсных сигналов (фазово-импульсная модуляция), соответствующих 56 или 112 битам данных. Первые пять бит данных после преамбулы указывают используемый формат данных. В этом примере используется код DF17 (расширенный сквиттер). Это означает, что транспондер передает важную информацию о полете (например, уникальный адрес ИКАО или высоту) без периодического запроса.

Анализ на осциллографе выполняется следующим образом: с помощью расчетного канала получают огибающую передаваемого радиосигнала. Этот канал использует фильтр нижних частот абсолютного уровня сигнала с подходящей частотой среза. Умножение на π/2 обеспечивает правильную амплитуду (см. рис. 1). Более подробную информацию можно найти в руководстве по применению «Анализ радиолокационных ВЧ-импульсов с помощью осциллографа».

Рис. 2. Декодирование расчетного канала (огибающей), закодированного по стандарту Manchester II

/

Рис. 2. Декодирование расчетного канала (огибающей), закодированного по стандарту Manchester II

Дальнейший анализ выполняется с помощью программной опции запуска и декодирования последовательных протоколов Manchester и NRZ — R&S®RTP-K50. Фазово-импульсная модуляция декодируется путем сравнения фактического изменения импульса с опорным тактовым сигналом (здесь 1 Мбит/с). «1» получается, если амплитуда импульса изменяется с высокой на низкую (т. е. импульс выключается), и наоборот.

Рис. 3. Формат сообщения расширенного сквиттера

/

Рис. 3. Формат сообщения расширенного сквиттера

Это соответствует манчестерскому кодированию (Manchester II). Параметры этого настраиваемого декодирования показаны на рис. 2 и 3. Знание формата сообщения позволяет автоматически идентифицировать несколько полей или ячеек в сообщении.

Рис. 4. Декодирование сообщения ответа в режиме S (расширенный сквиттер)

/

Рис. 4. Декодирование сообщения ответа в режиме S (расширенный сквиттер)

После того как информации о формате введена, декодирование сообщения транспондера в режиме S завершается (см. рис. 4).

Заключение

Анализ импульсов радаров может принимать различные формы и варьироваться от анализа модуляции до статистического анализа, а также анализа данных вторичного обзорного радиолокатора. Ответные сообщения в режиме S можно анализировать на осциллографе с помощью одного универсального инструмента. Современные осциллографы поддерживают работу с несущей частотой 1090 МГц. В осциллографы R&S®RTE, R&S®RTO2000 и R&S®RTP включены расширенные математические функции, необходимые для создания огибающих сигнала транспондера. Последней функцией, которая необходима для решения этой задачи, является анализ шины для настраиваемого декодирования этих огибающих сигнала.

Скачать