随着航空工业的迅速发展和空中物流时代的到来,空中交通量日益增大,这使得机载空中防撞系统(TCAS,TrafficAlertandCollisionAvoidanceSystem)在保障飞行安全方面的作用越来越重要。通过一体化的TCAS综合测试设备可独立完成对TCAS产品的测试,确保其能够处于正常且稳定可靠的工作状态,也是航空安全领域的一大重点。本文以TCAS测试设备的场景模拟测试为主要研究对象,该测试可针对TCAS收发主机的监视和防撞逻辑解算功能进行测试。主要工作内容如下:(1)基于民航领域TCAS的公约标准,梳理了TCAS工作原理,并整理了场景模拟测试的流程:通过模拟TCAS收发主机高空中可能接收到的射频信号,验证其是否能在相关场景下,正确执行目标跟踪、航迹建立和威胁解算等功能。(2)针对测试设备所需入侵目标模拟功能、询问信号解析功能以及询问信号模拟功能进行了关键技术分析:TCAS监视功能基于机载二次雷达以及A/C模式和S模式通信协议实现,其中C模式应答和S模式应答的DF0、DF16信号用于飞机位置监视,包含入侵目标高度、方位和相对斜距等信息;(3)根据场景模拟测试指标与功能需求,基于模块化思想将场景模拟输出软件的功能拆分为人机交互模块、目标模拟模块、数据库模块、SCPI解析模块和数据转换接口模块五部分,可实现模拟场景可视化自定义、目标模拟以及场景导入导出等功能,入侵目标的动静态均为相对概念,动态目标根据设置好的动态参数以及动态运动模型,定时更新位置并重新编码以实现动态模拟;人机交互模块在界面上提供模拟雷达显示区,支持可视化方式设置入侵目标相对位置,并展示模拟场景;入侵目标设置界面可对位置进行修改,并实时查看具体字段编码情况;使用Vincenty算法将S扩展入侵目标的相对水平位置转化为经纬度位置;(4)针对入侵目标的方位模拟对于天线通道输出的相对幅度、相对相位输出的控制需求,基于VISA库和矢量网络分析仪的测量功能设计了一个自动校准系统,可进行TCAS测试设备相关天线端口组合的相对幅度、相对相位的自动校准。(5)最后通过搭建验证平台和自动校准平台,对设计的场景模拟输出软件和自动校准软件的功能以及校准数据的正确性进行了验证。