基于机载防撞与航管应答的综合监视设备设计与实现

摘要

随着民用航空运输事业的飞速发展，当前航线和空域内的飞机数量与日俱增，空域中飞机的密度持续增加，同时在航线上经常会出现各种不可预知的异常气象状况发生，一旦发生事故会造成巨大的人员伤亡和财产损失。飞行过程中飞行员需要持续关注空中交通情况、地形、气象等危险告警信息，并做出合理判断以保障飞机的安全飞行，这对飞行员的决策带来巨大压力。机载航电系统设备，特别是综合监视系统（ISS：Integrated Surveillance System）可以为飞行员提供正确的、及时的监视信息和避让建议，以减轻飞行员的工作压力，从而减少飞行员错误判断的机率。 本文首先对国外机载防撞系统TCAS、S模式应答机技术和综合监视系统的发展现状进行了分析，阐述了机载监视技术的发展趋势，通过对国内TCAS和S模式应答机的应用进行研究，提出了本项目研制的意义和必要性，通过对综合监视系统应用到的技术基础和应用到的关键技术的分析，提出了一种综合监视的系统方案，通过详细的模块设计和软件设计，完成了一套综合监视系统样机的研制，并对样机进行了功能性能测试，验证了系统的性能和功能。 本文根据综合监视系统的功能需求，对传统TCAS、S模式应答机的分离结构进行了分析，TCAS和S模式应答机采用两个机箱，两套收发模块、处理模块和电源模块，同时存在两套天线，TCAS天线和S模式应答天线分离，本方案提出了一套综合化的方案，采用数字中频技术、多通道射频收发技术，将两套射频模块综合成一套射频系统，可同时接收1030MHz的询问信号、1090MHz的应答信号，可发射1090MHz的应答信号和1030MHz的询问信号；TCAS询问和S模式应答公用TCAS的定向天线，作为TCAS发射时采用一个发射通道发射，实现定向功率辐射，作为S模式应答时，四个发射通道同时等幅等相发射，在空间合成全向波束，实现S模式应答的全向应答功能。

目录

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第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 国内外发展现状及趋势

1.3 研究意义

第二章 相关技术分析

2.1 需求分析

2.2 关键技术分析

2.3 本章小结

第三章 总体设计

3.1 概述

3.2 总体方案

3.3 本章小结

第四章 模块设计与实现

4.1 系统主机模块设计

4.2 系统天线设计

4.3 控制面板设计

4.4 主要技术研究

4.5 本章小结

第五章 系统测试与验证

5.1 综合监视系统的测试与验证设备和框图

5.2 功能验证

5.3 性能验证

5.4 本章小结

第六章 结 论

6.1 本文的主要贡献

6.2 下一步工作的展望

致谢

参考文献