專利名稱：一種用以譯碼1090es信號(hào)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于國(guó)內(nèi)對(duì)抗系統(tǒng)目標(biāo)監(jiān)視的譯碼裝置，特別是一種用以 譯碼1090ES信號(hào)的裝置，其能夠接收空中目標(biāo)的1090ES信號(hào)，從而進(jìn)行譯碼實(shí)現(xiàn)該空中目 標(biāo)飛行動(dòng)態(tài)的無(wú)源偵察。
背景技術(shù)：
在對(duì)抗系統(tǒng)目標(biāo)監(jiān)視的應(yīng)用中，諸如安裝在空中飛機(jī)上的自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視-廣播 ADS-B中通常會(huì)采用1090ES信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視功能，具體是通過(guò)廣播接收的方式自 動(dòng)相關(guān)監(jiān)視空中民航飛機(jī)的飛行動(dòng)態(tài)，包括飛機(jī)的空中位置，飛行速度，航班代號(hào)等信息。 如果能夠偵收1090ES信號(hào)(也就是接收并譯碼1090ES信號(hào))，就可以輕易的得到空中飛機(jī) 的實(shí)時(shí)飛行動(dòng)態(tài)，從而為對(duì)抗系統(tǒng)提供更多的目標(biāo)信息，擴(kuò)展偵察的領(lǐng)域，但是目前還不存 在針對(duì)空中1090ES信號(hào)進(jìn)行譯碼的裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種能夠譯碼1090ES信 號(hào)，從而為對(duì)抗系統(tǒng)提供更多目標(biāo)信息，擴(kuò)展偵察領(lǐng)域的裝置。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這樣的一種用以譯碼1090ES信號(hào)的裝置，包含接 收機(jī)和CPU，還包含按順序依次連接的3個(gè)功能模塊同步頭檢測(cè)及數(shù)據(jù)采樣模塊、PI校驗(yàn) 模塊和定時(shí)器相關(guān)模塊，其中所述接收機(jī)的輸出端與所述同步頭檢測(cè)及數(shù)據(jù)采樣模塊的輸 入端相連接，所述定時(shí)器相關(guān)模塊的輸出端與所述CPU的輸入端相連接。該裝置還包含緩 存處理模塊，其中所述緩存處理模塊的輸入端與所述PI校驗(yàn)?zāi)K的輸出端相連接，所述緩 存處理模塊的輸出端與所述定時(shí)器相關(guān)模塊的輸入端相連接。另外，該裝置還包含接口電 路，其中所述接收機(jī)的輸出端通過(guò)所述接口電路與所述定時(shí)器相關(guān)模塊相連接，所述同步 頭檢測(cè)及數(shù)據(jù)采樣模塊通過(guò)所述接口電路與所述CPU的輸入端相連接。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是1、通過(guò)本實(shí)用新型的同步頭檢測(cè)及數(shù)據(jù)采樣模塊，可以實(shí)現(xiàn)將從接收機(jī)接收到的 AD采樣后的數(shù)據(jù)信號(hào)存入2240bit移位寄存器中，并且對(duì)1090ES信號(hào)的同步頭進(jìn)行確認(rèn)， 判斷1090ES信號(hào)是否滿足1090ES鏈路的信號(hào)格式；2、通過(guò)本實(shí)用新型的PI檢驗(yàn)?zāi)K，可以校驗(yàn)1090ES信號(hào)是否有誤；3、通過(guò)本實(shí)用新型的緩存處理模塊，能夠保證數(shù)據(jù)處理的容量，盡量不丟失接收 到的有效數(shù)據(jù)，能對(duì)定點(diǎn)時(shí)間內(nèi)的多組數(shù)據(jù)信息進(jìn)行緩存處理；4、通過(guò)本實(shí)用新型的定時(shí)器相關(guān)模塊，保證了飛機(jī)位置新型在預(yù)定時(shí)限內(nèi)的有效 性，接收到的1090ES信號(hào)間隔須在預(yù)定時(shí)限內(nèi)才是與上組1090ES信號(hào)相關(guān)聯(lián)的；以及5、通過(guò)上述的4個(gè)模塊所能實(shí)現(xiàn)的功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)1090ES信號(hào)的譯碼。


圖1是一種用以譯碼1090ES信號(hào)的裝置的電路結(jié)構(gòu)圖；圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，同步頭檢測(cè)及數(shù)據(jù)采樣模塊工作時(shí)的流程圖；圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，PI校驗(yàn)?zāi)K工作時(shí)的流程圖；圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，緩存處理模塊工作時(shí)的流程圖；以及圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，定時(shí)器相關(guān)模塊工作時(shí)的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說(shuō)明。為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。本實(shí)用新型中用以譯碼1090ES信號(hào)的裝置是基于現(xiàn)場(chǎng)可編程器件FPGA (以下簡(jiǎn) 稱FPGA)設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)輸入是從接收機(jī)傳來(lái)的十路表征原始模擬信號(hào)幅度的數(shù)字信號(hào)和一 路AD采樣的同步時(shí)鐘，設(shè)計(jì)輸出是給上層CPU的96bit包含1090ES信息的數(shù)字信號(hào)和下 文中所述的6bit的是否超時(shí)信息。接收機(jī)通過(guò)天線接收1090MHz的信號(hào)經(jīng)處理后將十路 表征信號(hào)幅度的數(shù)字信號(hào)和一路AD采樣的同步時(shí)鐘傳送給FPGA，F(xiàn)PGA處理完信號(hào)后向CPU 傳送96bit的數(shù)字信號(hào)，CPU將96bit數(shù)據(jù)接收并處理后得到相關(guān)信息送給終端顯示。下 面將以具體的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本裝置。圖1是一種用以譯碼1090ES信號(hào)的裝置的電路圖。如圖所示，該用以譯碼1090ES 信號(hào)的裝置主要由接收機(jī)、CPU、接口電路以及同步頭檢測(cè)及數(shù)據(jù)采樣模塊、PI校驗(yàn)?zāi)K、緩 存處理模塊和定時(shí)器相關(guān)模塊4個(gè)功能模塊組成。通過(guò)接口電路接收機(jī)的輸出端與同步 頭檢測(cè)及數(shù)據(jù)采樣模塊的輸入端相連接，同步頭檢測(cè)及數(shù)據(jù)采樣模塊的輸出端與PI校驗(yàn) 模塊的輸入端相連接，PI校驗(yàn)?zāi)K的輸出端與緩存處理模塊的輸入端相連接，緩存處理模 塊的輸出端與定時(shí)器相關(guān)模塊的輸入端相連接，定時(shí)器相關(guān)模塊的輸入端通過(guò)接口電路與 CPU的輸入端相連接。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，采用接收范圍是400km的天線和接收機(jī)，這種接收機(jī) 解調(diào)出的原始模擬視頻信號(hào)幅度是0-9V，AD采樣同步時(shí)鐘是20MHz，AD采樣輸出是10路 表征幅度信息的數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)電平是3. 3V，并且采用的CPU是TI公司出品的高性能 DSP，顯示終端是電腦。根據(jù)上述的組件來(lái)進(jìn)一步描述用以譯碼1090ES信號(hào)的裝置的工作 流程。圖2-5分別是同步頭檢測(cè)及數(shù)據(jù)采樣模塊、PI校驗(yàn)?zāi)K、緩存處理模塊和定時(shí)器 相關(guān)模塊這4個(gè)功能模塊工作時(shí)的流程圖。圖2是本實(shí)用新型中同步頭檢測(cè)及數(shù)據(jù)采樣模塊工作時(shí)的流程圖。如圖1所示， 同步頭檢測(cè)及數(shù)據(jù)采樣模塊通過(guò)接口電路與接收機(jī)直接通訊。接收機(jī)將解調(diào)后的原始模 擬視頻信號(hào)經(jīng)AD采樣后的數(shù)字信號(hào)及AD采樣的同步時(shí)鐘送到該模塊，該模塊中設(shè)計(jì)了一 個(gè)2240bit (1090ES的有效信息位是112bit，每Ibit占時(shí)Ius,同步時(shí)鐘是20MHz，則在同 步時(shí)鐘下鎖存下該112bit數(shù)據(jù)所需的寄存器空間是2240bit)的移位寄存器，寄存器的每 Ibit存放的是10路的接收機(jī)送來(lái)的AD采樣值，在AD同步時(shí)鐘的下降沿(接收機(jī)中AD采樣是在AD同步時(shí)鐘的上升沿，則在下降沿能讀取到穩(wěn)定的AD采樣值)將AD采樣值存入該 2240bit的移位寄存器。在移位寄存器的移入位置判斷1090ES信號(hào)的同步頭，1090ES信號(hào) 的同步頭是由4個(gè)高脈沖組成，脈沖寬度是0. 5us，間隔分別是lus、3. 5us和4. 5us，在第1 個(gè)同步頭脈沖前沿后8us處開(kāi)始是數(shù)據(jù)信息。在移位寄存器中的同步頭間隔所在的位置取 AD采樣值，判斷是否有0. 5us的脈沖，且各脈沖的幅度是否一致。判斷是在每個(gè)脈沖位置采 樣5個(gè)點(diǎn)，分別是脈沖中心位置，離中心位置lus，2. 5us的對(duì)稱位置。當(dāng)滿足4個(gè)同步頭脈 沖的位置及幅度關(guān)系時(shí)，我們認(rèn)定這是一組有效的1090ES鏈路信息的同步頭，并給出同步 頭判斷標(biāo)志。依此同步頭標(biāo)志產(chǎn)生一 115. 5us長(zhǎng)度的框架脈沖信號(hào)(正好將112bit的數(shù)據(jù) 位框下)，在此框架的下降沿鎖存2240bit移位寄存器的值。則在此移位寄存器中的值即是 待檢驗(yàn)的有效數(shù)據(jù)位。接下來(lái)判斷鎖存下來(lái)的2240bit的數(shù)據(jù)是否滿足1090ES鏈路的信 號(hào)格式，我們是將這2240bit分成112格，每20bit —格，一格取兩個(gè)位置(間隔IObit)判 斷是否滿足1090ES鏈路信號(hào)格式。當(dāng)滿足鏈路信號(hào)格式要求時(shí)，我們認(rèn)定這是一組有效的 1090ES信號(hào)，并存下這112bit的數(shù)據(jù)，同時(shí)在判斷完成后給出一數(shù)據(jù)判斷標(biāo)志，當(dāng)不滿足 鏈路信號(hào)格式要求時(shí)，則判為無(wú)效展信號(hào)，不給出標(biāo)志。圖3是本實(shí)用新型中PI檢驗(yàn)?zāi)K工作時(shí)的流程圖，該模塊以同步頭檢測(cè)及數(shù)據(jù)采 樣模塊輸出的數(shù)據(jù)判斷標(biāo)志及112bit數(shù)據(jù)作為輸入。1090ES的格式號(hào)(只有部分的格式 號(hào)是1090ES的信息，如DF17格式)判斷也在此進(jìn)行，1090ES鏈路采取PI校驗(yàn)的防錯(cuò)方法， 在接收到同步頭檢測(cè)及數(shù)據(jù)采樣模塊送來(lái)的數(shù)據(jù)判斷標(biāo)志時(shí)，讀取112bit數(shù)據(jù)。校驗(yàn)是用 112位數(shù)據(jù)的前88位數(shù)據(jù)去除ICAO規(guī)定的校驗(yàn)多項(xiàng)式G (X)，得到一 24位的余數(shù)(即校驗(yàn) 值)，再與112bit數(shù)據(jù)的后24bit比較看是否一致，一致則表示校驗(yàn)無(wú)誤，并給出校驗(yàn)通過(guò) 標(biāo)志，不一致則表示校驗(yàn)有誤，有誤碼存在，不給出標(biāo)志。圖4是本實(shí)用新型中緩存處理模塊工作時(shí)的流程圖，該模塊以PI校驗(yàn)?zāi)K輸出的 校驗(yàn)通過(guò)標(biāo)志及88bit (去除校驗(yàn)位的有效數(shù)據(jù)位)數(shù)據(jù)作為輸入。該模塊主要目的是保 證數(shù)據(jù)處理的容量，盡量不丟失接收到的有效數(shù)據(jù)，對(duì)定點(diǎn)時(shí)間(CPU處理的最長(zhǎng)時(shí)間)內(nèi)多 組數(shù)據(jù)信息進(jìn)行緩存處理。PI校驗(yàn)通過(guò)后給出的標(biāo)志脈沖到達(dá)緩存處理程序，若兩次標(biāo)志 的間隔時(shí)間大于定點(diǎn)時(shí)間，則不做處理直接就轉(zhuǎn)入下一步定時(shí)器相關(guān)模塊的處理，若間隔 時(shí)間小于定點(diǎn)時(shí)間，則后一個(gè)標(biāo)志及該標(biāo)志表征的88bit數(shù)據(jù)將被緩存延遲到間隔定點(diǎn)時(shí) 間后輸出。緩存處理在信號(hào)比較密集的情況下能不丟失有效數(shù)據(jù)。圖5是本實(shí)用新型中定時(shí)器相關(guān)模塊運(yùn)行時(shí)的流程圖，該模塊以緩存處理模塊輸 出的標(biāo)志及88bit數(shù)據(jù)作為輸入。由于1090ES信號(hào)第一次判斷目標(biāo)飛機(jī)的位置需要奇偶 兩組該目標(biāo)飛機(jī)的位置信息，在確定該目標(biāo)飛機(jī)的位置后，在余后的判斷中(一定時(shí)限內(nèi)) 只需要接收到該目標(biāo)飛機(jī)的一組位置信息即可判斷該目標(biāo)飛機(jī)的位置。若長(zhǎng)時(shí)間(超過(guò)預(yù) 定時(shí)限)未接收到該目標(biāo)飛機(jī)的位置信息，則該目標(biāo)飛機(jī)的原有位置信息將被清除，需重新 接收到該目標(biāo)飛機(jī)的奇偶兩組位置信息來(lái)確定目標(biāo)飛機(jī)的當(dāng)前位置。定時(shí)器相關(guān)模塊即是 判斷接收到的目標(biāo)信息是否在預(yù)定時(shí)限內(nèi)的。當(dāng)接收到一個(gè)目標(biāo)飛機(jī)的數(shù)據(jù)時(shí)，這個(gè)目標(biāo) 飛機(jī)的定時(shí)器將啟動(dòng)，當(dāng)在超時(shí)前收到此目標(biāo)飛機(jī)的數(shù)據(jù)時(shí)，定時(shí)器將歸零重新開(kāi)始計(jì)時(shí)， 當(dāng)超時(shí)后收到此目標(biāo)飛機(jī)的數(shù)據(jù)時(shí)給出超時(shí)標(biāo)志，并將定時(shí)器歸零重新計(jì)時(shí)。超時(shí)與否的 信息(Sbit)將隨同1090ES信息一同傳送給CPU做處理。本次實(shí)驗(yàn)是在四川綿陽(yáng)進(jìn)行，得到的實(shí)際觀察效果是能觀察到以接收設(shè)備所在位置為中心400km空域內(nèi)的安裝有1090ES廣播設(shè)備的民航飛機(jī)，飛機(jī)飛行點(diǎn)跡連續(xù)持久。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本 實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種用以譯碼1090ES信號(hào)的裝置，包含接收機(jī)和CPU，其特征在于，還包含按順序依次連接的3個(gè)功能模塊同步頭檢測(cè)及數(shù)據(jù)采樣模塊、PI校驗(yàn)?zāi)K和定時(shí)器相關(guān)模塊，其中所述接收機(jī)的輸出端與所述同步頭檢測(cè)及數(shù)據(jù)采樣模塊的輸入端相連接，所述定時(shí)器相關(guān)模塊的輸出端與所述CPU的輸入端相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的用以譯碼1090ES信號(hào)的裝置，還包含緩存處理模塊，其中所述 緩存處理模塊的輸入端與所述PI校驗(yàn)?zāi)K的輸出端相連接，所述緩存處理模塊的輸出端 與所述定時(shí)器相關(guān)模塊的輸入端相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的用以譯碼1090ES信號(hào)的裝置，還包含接口電路，其中所述接收 機(jī)的輸出端通過(guò)所述接口電路與所述定時(shí)器相關(guān)模塊相連接，所述同步頭檢測(cè)及數(shù)據(jù)采樣 模塊通過(guò)所述接口電路與所述CPU的輸入端相連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用以譯碼1090ES信號(hào)的裝置，屬于偵察技術(shù)領(lǐng)域。該用以譯碼1090ES信號(hào)的裝置包含接收機(jī)和CPU，其特征在于，還包含4個(gè)按順序連接的功能模塊同步頭檢測(cè)及數(shù)據(jù)采樣模塊、PI校驗(yàn)?zāi)K、緩存處理模塊和定時(shí)器相關(guān)模塊，其中接收機(jī)的輸出端通過(guò)接口電路與同步頭檢測(cè)及數(shù)據(jù)采樣模塊的輸入端相連接，定時(shí)器相關(guān)模塊的輸出端通過(guò)接口電路與CPU的輸入端相連接。通過(guò)本實(shí)用新型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)1090ES信號(hào)的譯碼，從而為對(duì)抗系統(tǒng)提供了更多的目標(biāo)信息，擴(kuò)展了偵察的領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H04L1/00GK201733314SQ201020243498
公開(kāi)日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月1日
發(fā)明者王新虎, 茍玉玲, 鄧興 申請(qǐng)人:四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司