航管二次監視雷達地面詢問編碼器的FPGA設計
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式中：Rlmax為最大詢問距離；λI為詢問射頻波長；GI為詢問天線增益；GR為應答天線增益；Prmin為應答器接收機靈敏度；Pr為地面發射機的發射功率；LI為三端環形器和饋線系統損耗；LR為應答器饋線增益。
詢問周期對應S0同步信號周期。結合實際工程的參數，按照上面公式計算出詢問時間每1μs對應的詢問距離為150 m的比例。由人工航線監視的二次雷達的作用距離為450 km時，對應詢問周期為3．5 ms；為370 km左右時，對應詢問周期為2．5 ms。機場終端區域Ⅲ監視用的作用距離為140 km時，對應詢問周期為0．000 9 ms。
1．3 編碼器系統結構
圖2所示為編碼器信號處理框圖。它采用雷達顯控界面、微處理器和FPGA芯片相結合的信號處理系統。對于編碼器的設計主要實現上述三個功能(見1．1小節)，采用IPcore技術提取界面下傳數據采集和微處理器命令，采用分頻電路產生各模塊所需的時鐘，依據詢問命令產生同步編碼信號S0。由此編碼產生常規模式及其交替模式，S模式的詢問信號?？捎脭底质静ㄆ鬟M行實時測量；射頻組件可對編碼信號進行測試并產生線性檢波信號，經A／D轉換后，送入 IPcore采集數字信號，并上傳至界面定性顯示波形。本文引用地址：http://www.104case.com/article/169484.htm
2 編碼器的詢問信號格式
2．1 常規模式
按照國際民航組織的規定有六種常規詢問模式，分別稱為1，2，3／A，B，C，D模式，各種模式的P1與P2，P1與P3之間的時間關系如表1所示。
其中，1，2兩種模式專用于軍用識別詢問；3／A模式用于軍用和民用識別詢問；C模式用于高度詢問；D模式作為備用詢問模式，其詢問內容目前還在商議之中。這些詢問模式，由間隔不同的脈沖對組成，其時間關系如表1所示。其中，第一個脈沖稱為P1；第二個脈沖稱為P2；第三個脈沖稱為P3。脈沖P1， P2，P3格式為脈寬(O．8±O．1)μs，上升沿在1～5 μs之間，延遲在0．2～5μs之間。脈沖P1和P3都是通過詢問通道傳輸的，它們之間允許不同的時間間隔。
2．2 S模式詢問信號格式
圖3表示S模式詢問格式。前兩個脈沖P1和P2的脈寬為0．8μs，間隔為2．0μs。在P2脈沖后是一個長脈沖P6，它的持續期為其脈寬，取16． 25μs或者30．25μs，其中有許多相位為反轉脈沖，用其攜帶發射數據。P6的最后24位為飛機地址，是通過全呼詢問獲得的。其中，第一個反相位于脈沖前沿后1．25μs，即P5為“同步相位反轉”信號，提供給S模式應答器作為始終同步，從而對后續的數據進行對應解碼；同步相位反轉脈沖也用作應答信號發射的時鐘參考。詢問機通過計算同步相位反轉脈沖的發射與接收到的第一個應答脈沖之間的時間間隔來測量飛機的距離。數據通過DPSK信號來發射反相位置的間隔為0．25μs，從而產生4 MHz的數據比特率。根據要求，整個發射數據的比特為56 b或者112 b。
2．3 S模式奇偶與地址
S模式P6數據位的最后奇偶24 b信息通過改進的循環冗余(CRC)編碼來計算，其多項式如下：
奇偶性在發射端計算，并與24個比特位飛機地址加入到信息中。在接收端，奇偶性再次被計算，并與信號中的奇偶和地址信息做比較，這樣可以確定信息是否發送無誤。多項式G(x)有助于錯誤探測和糾正，可以利用移位寄存器來實現，其電路如圖4所示。前32個比特位(或長S模式的88個比特位)無修改地發送，但在其發送時，會在移位寄存器反饋端乘以G(x)。對于最后循環反饋端探測信息的最后24 b會被斷開，并由24 b地址比特位代替。其結果就是信息的最后24 b包含了24 b的奇偶區域，并與飛機地址相加再乘以G(x)。
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