20世纪四五十年代,随着敌我识别技术广泛的应用于空中交通管制系统,不同于一次雷达的二次雷达系统开始全面发展。最近几年,在传统的二次雷达空中交通管制系统所采用的(A、B、C、D)几种模式的基础之上发展出了新型的S模式,S模式具备了传统几种模式所不具有的优点:降低异步干扰、强抗干扰性抗反射性、降低方向图的灵敏性等。而在军用敌我识别系统领域内,MODE 5模式(以下简称M5模式)同样在传统的(M1、M2、M3、MC)等几种基本模式上发展而来。M5模式采用了新型的数据加解密系统、Walsh码软扩频解扩、RS编译码、最小频移键控(MSK)调制解调等算法。故其同样具备了传统模式不具有的巨大优势:占用较小的带宽资源、抗截获性能强、抗干扰能力强等特点。本文详细介绍了二次雷达应答机数字信号处理系统的设计,详细论述了S模式和M5模式共有的帧头时序检测算法、S模式编解码算法、MODE 5模式MSK调制解调算法、Walsh码软扩频解扩算法、AES数据加解密算法。本论文首先在matlab平台上进行了大量的算法仿真,然后在VPX硬件平台上针对上述算法进行了设计和实现。本人主要所做的研究工作如下:(1)研究在干扰和噪声中提取S模式和M5模式信号的设计方法,重点采用一次雷达恒虚警检测理论对在干扰和噪声中的弱信号进行检测,针对不同的恒虚警检测算法进行性能对比,并采用matlab对不同的算法性能进行仿真。(2)研究S模式编解码算法。(3)研究了M5信号中的MSK调制解调算法,采用平方环相干解调算法,其中重点研究了锁相环的设计方法,研究了二阶锁相环的跟踪和捕获性能,在此基础上对MSK信号进行解调,并采用matlab对相关算法进行性能仿真。(4)研究了walsh码软扩频解扩算法。(5)研究了数据加解密算法,在新型AES数据加解密算法的基础之上,对M5信号的加解密算法及其性能进行了重点研究。(6)针对上述算法,在VPX平台上对所有算法进行硬件实现。在完成上述的算法仿真与硬件实现之后,最后给出了应答机数字信号处理系统的硬件测试结果。包括MODE 5 MSK调制解调测试结果、walsh码软解扩测试结果、数据加解密测试结果等。