ATC 二次雷达-文档资料
分析民航二次雷达防御雷电灾害及防护措施
分析民航二次雷达防御雷电灾害及防护措施摘要：民航二次雷达防御系统，具有抵御雷电灾害、保证空中交通安全的功能。
基于此，本文首先简要分析了雷电灾害对民航二次雷达的影响，强调了加强防御雷电灾害的重要性。
重点从直击雷的防护、感应雷的防护、等电位连接方式以及电磁屏蔽四方面，阐述了二次雷达对雷电灾害的防护措施。
最终证实了二次雷达防御系统，在保证二次雷达安全方面的重要价值。
关键词：民用航空；二次雷达；雷电灾害引言雷电天气对航空运输影响非常大，航空运输需要地面提供相应支持，而且自身在雷电环境下也无法正常开展工作。
因此在实际工作中，管理部门应该结合到雷电天气的成因与民航实际情况，做好相应防范措施，为正常安全出行提供保障。
1民航运营受雷电灾害影响分析作为民航空中交通管制的重要工具二次雷达，其受雷电灾害问题影响主要体现在两个方面，即直击雷破坏与感应雷破坏。
对于直击雷破坏，顾名思义，当雷电直接击打在构筑物上，强大的雷电流会导致其内部存在的水分出现热汽化膨胀现象，从而使机械力引发构筑物燃烧，严重的甚至会出现爆炸。
此外，当直击雷作用于民航金属体，即接闪器、接地体以及接地引下线等，会引导雷电电流通过金属导体生成极高的电压。
此情况使得与金属体连接的金属物体、设备以及线路等就会产生难以控制的电位差，从而造成闪络现象的出现。
感应雷破坏类型又被业内人士称为二次破坏，即可根据生成的破坏现象，分为电磁感应雷与静电感应雷。
经研究，电磁感应雷击主要存在于供电线路附近或是避雷针的作用范围，即通过产生强大的交变电磁场来影响民航系统设备的正常运行效果。
这里影响对象，主要集中在磁场范围内的电子与电缆设备。
而静电感应雷类型的影响主要产生于带有大量负电荷的雷云，其所携带的电场，不仅会束缚架空线路的导线，还会影响其他点凸出物顶部的正电荷。
如果产生静电感应雷的雷云放电或是在云间放电，当云层中的负电荷消失，民航系统设备线路的正电荷就会失去约束。
当在电势能影响下，正电荷会沿着线路产生大量的电流冲击，从而使线路作用的设备出现破坏。
二次雷达讲义
二次雷达（SSR）
Operation of a Secondary Radar
二次雷达（SSR）
13
Radar equation
二次雷达（SSR）
14
characters
Uplink: Radar transmission power in Watts: 1600 W<> 62 dBm Rotation speed: 4 to 8 sec/tr Interrogation repetition frequency : 250 Hz (< 450Hz) Maximum range: 200 to 250 NM Horizontal 3 dB beamwidth: 2.4° Radar antenna gain: 24 dB Transponder receiver sensitivity: -71 dBm
二次雷达（SSR）
outline
1. SSR introduction 2. MODE A/C 3. MODE S
二次雷达（SSR）
18
Pulse pattern
❖ The interrogating transmitter radiates on a frequency of 1030 MHz with a pulse pattern as shown on the right.
二次雷达（SSR）
15
SSR workflow
❖ SSR is constituted by one ground-based transmitter and receiver, called interrogator, and one airborne transmitter and receiver, referred to as the ATC transponder, or simply ‘transponder’.
二次雷达原理全文
应答识别码
3/A询问模式的识别码实例1
应答识别码
3/A询问模式的识别码实例2
应答识别码
3/A询问模式的识别码实例3
应答高度码
响应C 模式询问的回答是高度码，译码后判决飞机高度的码位序列是按下 述排列：
D、A、B 共九位构成标准循环码，按500 英尺递增 C 共三位形成五周期循环码，按100 英尺递增 由于D1 代表了最高位，目前民用飞行器尚未达到这个高度，所以民航组
A、B、C、D表示回答的数据位，模式A和模式C中数据位 的含义不同。
数据位之间有严格的时间关系，每个脉冲0.45微秒，脉冲 之间为1.45微秒。
应答码
X位为备用位，目前恒为逻辑0 SPI为特殊位置识别脉冲
在F2脉冲后4.35微秒 由管制员请求发射在A模式中 每次发射一般持续20秒结束
为异步回答。 判断信号可作为一个控制信号去启动主接收通道的视频放大器，抑制旁瓣信号的输出。也可
给回答的每一个旁瓣脉冲标记一个符号，送到录取器，在这里只作独立脉冲的判决而不是整 个回答的判决，防止把主瓣收到的回答也被排除。
同步串扰（ Garble ）
处于同一波束的两架飞机。 距离小于2海里（3.7KM）。 产生应答码的重叠。 常规雷达探测回波强度几乎一致，无法区分。 给出开始和结束的目标存在信息（多架交织
滑窗检测
滑窗测角原理
防止异步干扰，须确定窗口脉冲存在的最小值，作为第二检测门 限。
窗口最小值取决于天线每次扫描的回答数，反过来取决于询问机 的询问率、天线转速、交替询问等。
如8个窗口中存在5次回答就可以判断目标存在，这就是目标起始 判据。此时存储天线方位指向θ1′。
在天线波束离开飞机以后，将收不到回波脉冲。但是滑窗内容继 续移动，并且不断放弃存储在窗口的原有的数据，由于没有新的 回波脉冲进入滑窗，当窗口中存储的目标数低于某一个数值时， 例如8个窗口存在4个脉冲时，可以申报目标终了，这样就建立了 尾沿判据或目标终了判据，并存储天线方位指向θ2′。
二次监视雷达原理
飞机的气压高度； 飞机紧急告警信息，如飞机发生紧急故障（7700） 、无线电通信失效（7600）、飞机被劫持（7500）。
民航内蒙古空中交通管理局
二
2、二次雷达
工作框图
定时脉冲 发生器 二次雷达
雷达原理
RF询问 编码器 发射机 接收机 译码器
RF应答 显示器 地面询问机 接收机 发射机 机载应答机 识别信息 高度信息 编码器
二次监视雷达
一 二
概述 雷达原理
三
机载应答机ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一
1、电磁频谱资源
代号
HF VHF UHF L S C X (I) Ku K Ka V W mm
概述
波长
10 – 100 1 – 10 0.3 – 1 15 – 30 7.5 – 15 3.75 – 7.5 2.5 - 3.75 1.7 - 2.5 1.1 - 1.7 0.75 - 1.1 4 - 7.5 2.7 - 4 1 - 2.7 m m m cm cm cm cm cm cm cm mm mm mm 29cm
雷达的目标检测能力受到噪声的影响。
民航内蒙古空中交通管理局
一
5、雷达目标检测
概述
门限检测是一种随机检测，雷达接收机输出是一个随机 过程，雷达根据接收输出端的振幅是否超过门限来判断 有无目标存在，可能出现以下4种情况：
存在目标时判为有目标，称为发现，它的概率称为发现概率Pd； 存在目标时判为无目标，称为漏报，它的概率称为漏报概率Pla； 不存在目标时判为无目标，称为正确不发现，它的概率称为正 确不发现概率Pan； 不存在目标时判有目标，称为虚警，它的概率称为虚警概率Pfa。
经过双程传输后，目标信号是很小的(反比于R4)。
数字相控阵二次监视雷达关键技术
电子技术• Electronic Technology72 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】数字波束合成 软件无线电软件无线电技术在实际工程项目中的应用越来越广泛，目前已应用在个人移动通信系统、军事通信、电子战、雷达系统以及信息化家电产品中。
数字技术由于本身的优点，大量工程应用都采用了数字化方法，对数据速率和实时性数字相控阵二次监视雷达关键技术文/文传勇 范辉辉提出了要求，需要宽的带宽来进行数据传输。
传统的使用同轴电缆的传输方式，达不到高速数据传输和实时性要求，同时在抗干扰、设备复杂程度、设备安装，铺线方面等工程应用方面，存在困难，不方便；由于光纤具有以下各种优点：（1）工作频率高，通信容量大；（2）衰减小，中继距离长；（3）保密性能好、抗干扰能力强，不受强电、雷达等干扰；（4）体积小、重量轻、便于施工维护；（5）原材料来源丰富，潜在价格低廉。
上述优点满足工程应用中各种需求，它是未来数据传输主要媒介；高速串行数据传输技术迫切成为各种应用的必须的技术。
在各个FPGA 厂商，都配套开发了自己的高速串行数据传输的IP 核，在ALTERA 中Stratix V GX/GS/GT ，在xilinx 中开发GTX,GTH,在Vertex-5，Vertex-6和Vertex-7高端FPGA 中，有对应的IP 核。
这些新的技术的引入，空管二次监视雷达系统的组成发生了变化。
在空管监视设备中，分为舱内设备（或者室内设备）和舱外设备（室外设备），舱内设备完成工作是数字信号处理、控制和显示；舱外设备主要完成功能是信号的感知和采集。
传统二次雷达组成由天线、旋转关节、射频电缆、模拟接收机、三级固态功率放大的发射机、基带A/D 采样、译码、点迹和航迹处理。
数字相控阵二次监视雷达的组成由天线辐射单元、数字TR 组件、光纤、数字信号处理模块、显控组成；数字TR 模块是每个通道独立对应一个辐射单元，其功率和相位可编程实时配置；数字信号处理模块包括光模块的数字收发同步、数字发送通道的数据合成、数据接收的通道数据分配和数字波束合成，对数压缩、译码、形成点迹和航迹。
S模式航空管制雷达二次雷达数据链编译码方法的研究
０．４坤：：
Ｈ
０８＿ｓ
图２．３监视询问信号形式
６
南京理工大学硕士论文
Ｓ模式航空管制雷达二次雷达数据链编译码方法的研究
（３）Ｃｏｍｍ－Ａ、Ｃｏｍｍ－Ｃ（上行）：调幅及差动相移键控（ＰＡ腿ＤＰＳＫ）
瞄。；譬， ！。嘶ｒ１ Ｈｉ 卜＿＿１．２五一：０２５坤
．
０一一一一一一兰竺一一一一一一专｝
，
ｎ５弩ｊ
曩
南京理工大学硕士论文
Ｓ模式航空管制雷达二次雷达数据链编译码方法的研究
得现有的ＡＴＣＲＢＳ过载并由此造成航迹中断，结果造成航空事故的趋势越来越明显了。 于是美国Ｆ从于１９６０年开始研制离散寻址信标系统（ＤＡＢＳ），并于１９７６年研制出样 机，它综合了雷达和通讯的特点，并采用了自动化终端处理方式。它的主要特征是在 与现有的ＡＴＣＲＢＳ系统大体上兼容的基础上，赋予每一架飞机一个独一无二的地址码， 由计算机控制进行一对一的点名，并能够进行自适应询问，从而避免了同步窜扰和异 步干扰。地址码为２４比特二进制数据，这样使得离散地址数目达到了一千六百万个， 这就解决了系统容量不足的问题。同时，地空之间可以自动交换丰富的信息。ＦＡＡ将 离散寻址信标系统（ＤＡＢＳ）和空中交通防撞系统（ＴｃＡｓ）综合后，发展出Ｓ模式信标系 统。Ｓ模式信标系统的地面传感器就是Ｓ模式航空管制二次监视雷达（Ｍｏｄｅ （后简称Ｓ模式二次雷达）。 Ｓ模式得到实际应用是在１９８６年８月３１日洛杉机空难后的次年年底。如今ｓ模 式数据链系统仍然主要应用在空中的空一空定位和通讯中。 由于ＡＴＣＲＢＳ系统已占用了一个专用的波段用于空中交通管制，由于它的内容比 较简单，仅能够确定空中目标位置（包括飞行高度）和得到该航班的二次代码。而且 尽管采用了单脉冲体制，但是仍然不能从根本上解决目标的混淆问题，以至于制约了 飞行密度的进一步提高。那么采用ｓ模式来进行点名呼叫和数据通讯，就很自然地运 用在雷达监视空管系统中了。 近年来，ＩＣＡＯ欧洲空管局就ｓ模式方式下监视功能操作做了许多飞行试验，设 立了计划指导小组，为其成员国制定了Ｓ模式设备的装备计划，要求２００３年３月３１ 日起１２个月期限内所有新生产飞机必须装备ｓ模式基本型的２级应答机，２４个月期 限内所有飞机完成２级应答机装备。 在这段时间里，美国没有做出任何类似的要求，他们的主要思路似乎是充分利用
二次雷达干扰现象和解决方案分析
二次雷达干扰现象和解决方案分析陈晓伟【期刊名称】《《无线互联科技》》【年(卷),期】2019(016)021【总页数】2页(P1-2)【关键词】二次雷达; 干扰现象; 接收旁瓣抑制【作者】陈晓伟【作者单位】民航江苏空中交通管理分局江苏南京 211113【正文语种】中文单脉冲二次监视雷达（Monopulse Secondary Surveillance Radar，MSSR）是空中交通管制（Air Traffic Controller，ATC）系统的基本组成设备，也是我国民用航空雷达管制采用较为广泛的雷达设备。
MSSR通过询问雷达向空中发射询问信号，装有应答器的目标接收询问信号，识别出询问信息后，自动发送相应的应答码，MSSR接收应答信号，对应答信号进行解码，从而得到目标的相关信息，对目标进行定位。
在实际使用中，MSSR很容易受到外界和周围环境相同频段的干扰，产生虚假目标，或丢失相关目标信息，导致不能完全实现期望的性能。
本文主要对常见的几种干扰的现象进行分析，并针对当前设备的配置方式和使用状态对干扰的抑制加以说明。
1 常见的干扰与分析1.1 “多径效应”干扰在无线通信领域，多径指无线电信号从发射天线经过多个路径抵达接收天线的传播现象。
大气层对电波的散射，电离层对电波的反射、折射以及山峦、建筑等地表物体对电波的反射都会造成多径传播[1]。
直射路径和反射路径间的关系有很多种，从直射路径和反射路径的时间间隔来看，大致可以分为两类：（1）直射路径和反射路径的路径差太小，以致同一个脉冲经两个路径到达时几乎完全重叠。
（2）直射路径和反射路径的路径差足够大，以致两个路径到达的相应脉冲串只有部分重叠或不重叠。
多径效应的影响使得某些区域作用距离增强或减弱，有的甚至因飞机收到的信号强度不够，不能被机载应答机检测出来进行应答，严重影响了雷达的探测能力。
1.2 绕环（Ringing）现象雷达天线波瓣图表示雷达天线辐射信号在各个方向上的能量强度分布。
二次雷达
军/民用 民用
3、回答信号：回答信号格式除了F1和F2包括X位由13个脉冲 组成。
F1 C1 A1 C 2 A2 C 4 A4 X B1 D1 B 2 D 2 B 4 D 4 F 2 SPI
0.45s 1.45s
20.3s
4.35s
F1，F2：框架（帧）脉冲表明一个回答的存在。每次回答必须发 射 A，B，C，D：信息脉冲表明一个回答的数据。模式A和模式C的含 义不同。他有严格的位置关系（N*1.45微秒）。脚标代表权值。 X：备用位（S模式定义逻辑0，高度码单位为英尺，逻辑1 单位为 公尺）目前恒为逻辑0 SPI：特殊位置识别脉冲。在F2脉冲后4.35 微秒。由管制员请求 （在模式A）发射。持续20秒自动结束发射。
R 200n.m A 0dB
R 6n.m B
目标A 79dBm 目标B 76dBm 目标C 73dBm 30dB 27dB
询问方向
A
C R 2n.m
B C
绕环现象：由于雷达站附近的目标受到旁瓣询问，于是出 现断续的回答。呈现“绕环现象”
A B C
危害： 1、目标的准确的方位不能判断。方位判决模糊。 2、绕环的目标产生多个目标报告，加重处理的负担，绕环 目标多时会导致后续电路过载。
识别码有4096种不同的组合。 应急码：7700 表示飞机故障危机（emergence），7600 表示飞机通信系统故障（radio failure）， 7500 表示 非法干扰飞行器（hi-jack） 。 高度码：响应模式C询问回答高度码。 码序：D1 D 2 D 4 A1 பைடு நூலகம்2 A4 B1 B 2 B 4 C1 C 2 C 4
二次雷达原理
1、系统组成：由地面询问机和空中应答机组成，询问脉冲 编码为1030MHz，回答脉冲编码为1090MHz
二次雷达技术交流
雷达应用领域
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
军事应用
雷达在军事领域的应用 非常广泛，包括侦察预 警、导弹制导、炮火控 制、战场监视等。现代 战争中，雷达已成为获 取战场信息的重要手段 之一。
气象观测
气象雷达用于探测大气 中的气象要素和天气现 象，如降水、风场、雷 暴等。它为气象预报和 气候研究提供了重要的
国内二次雷达主要应用于空管、航空 公司、机场等领域，为航空安全提供 了有力保障。
产业规模
随着国内航空市场的不断扩大，二次 雷达产业规模也在持续增长，多家企 业已经具备了自主研发和生产能力。
国外二次雷达发展现状
技术水平
国外在二次雷达技术方面一直处 于领先地位，特别是在雷达信号 处理、目标识别、抗干扰等方面
二战时期雷达
二战期间，雷达技术得到了迅速发展。各国纷纷研制出不同体制、不同频段的雷达，广泛 应用于侦察、预警、炮火控制、导航等领域。
现代雷达
随着电子技术和计算机技术的进步，现代雷达向着数字化、智能化、多功能化方向发展。合 成孔径雷达（SAR）、逆合成孔径雷达（ISAR）、相控阵雷达等新型雷达不断涌现，为军事 和民用领域提供了更高性能、更灵活的探测手段。
定飞机的方位角。
二次雷达优势分析
高精度测距
二次雷达测距精度较高，通常 可达到几十米以内，适用于对
飞机精确引导和控制。
全方位覆盖
二次雷达地面站可配置为全向或 定向天线，实现360度全方位覆 盖，满足空中交通管制需求。
多目标处理能力
二次雷达具备同时处理多个目 标的能力，可实现对空域的全 面监控。
抗干扰能力强
02
二次雷达技术特点
二次雷达工作原理
7二次雷达 - 实际系统
9Hale Waihona Puke Components -- Antenna
二次雷达（SSR）
电子信息工程学院
10
ATC coax switch
The ATC coax switches connect the active ATC transponder to the top and bottom ATC antennas. These are the electrical connector inputs: ATC antenna switch circuit breaker ATC/TCAS control panel. The ATC coax switches supply an RF interface for the ATC system interrogation and reply signals. These are the connectors: ATC transponder 1 connector ATC antenna connector ATC transponder 2 connector.
The transponder select switch is a two-position switch used to select ATC transponder 1 or ATC transponder 2 as the active transponder. The flight crew uses the code selectors to set the four digits of the identification code. The four digits show on the liquid crystal display (LCD). Codes are from 0000 to 7777, with 4096 different selections.
二次雷达（最终五篇）
二次雷达（最终五篇）第一篇：二次雷达二次雷达1、下面哪种雷达不属于航管雷达？ A NDB BPSR C SSR D PAR2、航管雷达服务的对象是（）A飞机驾驶员B空中交通管制员C既可以是飞机驾驶员也可以是空中交通管制员D其他选项都不对3、SSR是（）的缩写A secondary surface radarB secondary surveillance radioC secondary surveillance radarD surveillance secondary radar4、二次雷达早期的雏形是（）。
A PSRB 敌我识别器C空中交通管制信标系统 D机载雷达5、单脉冲二次雷达是在()开始研制的A一战时期B二战时期C20世纪70年代D20世纪90年代6、下面哪项是二次雷达的发展趋势？（）A MSSRB二次雷达S模式C相控阵雷达D多普勒雷达7、二次雷达与一次雷达的本质区别在于（）。
A工作频率不同B发射功率差别较大C工作方式不同D作用距离差别较大8、二次雷达在相同的功率下比一次雷达的作用距离远的原因是二次雷达（）。
A收发机使用的工作频率不同B接收的信号不是目标的反射回波信号C发射机功率比一次雷达大D发射编码脉冲，发射能量大9、二次雷达的工作方式是（）A地面站发射询问脉冲经目标反射后，地面站接收反射信号发现目标的B地面站发射询问脉冲，被机载设备接收后，机载设备再发射回答脉冲，发现目标C地面站接收机载设备的询问脉冲后，在发射回答脉冲进行雷达测距的 D其他选项皆不对10、二次雷达不能提供的飞行信息是（）A高度B距离C方位D航班号11、二次雷达可以提供的信息有（）A高度、距离、方位、识别码B高度、距离、方位、航行情报C 距离、方位、识别码、航班号12、二次雷达通过模式A和模式C交替询问，得到的应答信息分别是（）A高度和识别码B距离和方位C识别码和高度D识别码和距离13、SSR地面站与PSR比较不受地物杂波影响的原因是（）A由于PSR和SSR使用的频率不同B由于SSR的接收机和发射机的工作频率不同 C由于PSR和SSR使用的天线不同D由于PSR和SSR的发射功率不一样14、下面（）不对二次雷达造成干扰。
探析二次监视雷达目标高度跳变现象
探析二次监视雷达目标高度跳变现象摘要：目前国内绝大多数民用机场的航空管制方式为雷达管制，也就是管制人员通过航管雷达监视飞行器在空中的飞行状态，并以此对飞行器进行调度指挥。
因此航管雷达的监视准确性就成了航空管制的重点。
关键词：二次监视；雷达目标；高度跳变前言二次监视雷达(SSR)由地面站（通常称询问机）通过天线的方向性波束发射频率为1030MHz的一组询问编码（射频）脉冲。
当天线的波束指向装有机载应答机飞行器飞机方向时，机载应答机的天线接收这组询问，通过应答机接收系统检测这组询问编码信号并判断编码信号的内容，然后由机载应答机发射频率为1090MHz的一组约定的回答编码（射频）脉冲信号。
地面询问机接收这组回答编码，通过地面询问机的接收系统检测并由视频录取器处理完成对目标的距离、方位以及回答编码等内容的测量，最后形成目标的点迹报告送到后续设备。
1二次雷达应答码及高度码相关原理空中飞机的应答机在收到一个正确的询问脉冲信号后，根据询问模式自动应答一串脉冲信号，即为应答码。
C1、A1、C2、A2、C4、A4、X、B1、D1、B2、D2、B4、D4、F2、SPI。
除特殊位置识别信号SPI距F2脉冲间隔为4.35±0.1us外，其余任意一个信息码位距离F1的间隔均为1.45×n±0.1us（n为1至14中的任意一个整数）。
F1和F2脉冲前沿间隔为20.3±0.1us，叫做框架脉冲，是二次雷达应答回波的标志脉冲，恒为1，X位是备用位，恒为0。
当应答机接收到C模式询问脉冲时，将会发出C模式应答码回答飞机的气压高度信息，即为高度码，编码顺序为：D1D2D4→A1A2A4→B1B2B4→C1C2C4。
高度码由“标准循环码（Gray 码）”及“五周期循环码”构成。
其中D1、D2、D4、A1、A2、A4、B1、B2、B4等9位组成标准循环码，根据目前国际民航组织（ICAO）规定，D1位不使用（恒为0），D2代表最高位（MSB），解码过程中，先将“Gray码”转换为二进制编码，然后转换成十进制数值，乘以最小递增单位约500ft后得到数值h1。
二次雷达
二次雷达也叫做空管雷达信标系统（ATCRBS：Air Traffic Control Radar Beaco n System）。
它最初是在空战中为了使雷达分辨出敌我双方的飞机而发展的敌我识别系统，当把这个系统的基本原理和部件经过发展后用于民航的空中交通管制后，就成了二次雷达系统。
管制员从二次雷达上很容易知道飞机的编号、高度、方向等参数，使雷达由监视的工具变为空中管制的手段，二次雷达的出现是空中交通管制的最重大的技术进展，二次雷达要和一次雷达一起工作，它的主天线安装在一次雷达的上方，和一次雷达同步旋转。
二次雷达发射的脉冲是成对的，它的发射频率是1030MHz，接收频率是1 090MHz，发射脉冲由P1、P2、P3脉冲组成，P1、P2脉冲间隔恒为2微秒，P1、P3脉冲间隔决定了二次雷达的模式。
目前民航使用的是两种模式，一种间隔为8微秒，称为A模式又称为3/A模式（识别码）；另一种间隔21微秒，称为C模式（高度码）。
接收脉冲由16个脉冲位组成，包含目标的高度，代码等内容。
二次雷达系统的另一重要组成部分是飞机上装的应答机，应答机是一个在接受到相应的信号后能发出不同形式编码信号的无线电收发机，应答机在接收到地面二次雷达发出的询问信号后，进行相应回答。
这些信号被地面的二次雷达天线接收，经过译码，就在一次雷达屏幕出现的显示这架飞机的亮点旁边显示出飞机的识别号码和高度，管制员就会很容易地了解飞机的位置和代号。
为了使管制员在询问飞机的初期就能很快地把屏幕上的光点和所对应的飞机联系起来，机上应答机还具有识别功能，驾驶员在管制员要求时可以按下“识别”键，这时应答机发出一个特别位置识别脉冲（SPI），这个脉冲使地面站屏幕上的亮点变宽，以区别于屏幕上的其他亮点。
20世纪70年代初计算机技术和雷达结合实现了航管雷达的全自动化。
这种系统把一次雷达和二次雷达的数据都输入数据处理系统，高速运转的计算机接收三个方面来的数据，第一是一次雷达的雷达信息，第二是二次雷达来的信标信息，并把它转换成数字码，第三是由航管中心输入的飞行进程数据，即飞行计划的各种数据。
二次雷达S模式综述
二次雷达S模式综述摘要：在空管领域使用的A/C型二次雷达在一定程度上暴露出许多问题，因此欧美国家开发了S模式二次雷达，它正在逐渐取代传统的A/C模式二次雷达。
本文介绍了S模式的工作机制；在S模式下，询问信号和响应信号的格式、意义；S 模式二次雷达的优势。
关键词：空中交通管制；二次雷达；S模式；应用；综述1．前言随着空中交通流量的增加，传统的A/C模式无法满足空中交通管制（ATC）的要求。
A/C模式的码数只有4096个，容易受到干扰和交叉。
因此，美国林肯实验室进行了先进雷达审讯系统的研究工作，即“DABS”项目；与此同时，英国的研究机构也独立开展了类似的工作，称为“ADSEL”项目。
这两个项目的结果已经合并成一个项目，联邦航空局已经将其命名为S模式。
S模式已被国际民航组织接受为二次监视雷达的行业标准。
2．二次雷达二次雷达（SSR）是相对于一次雷达而言的。
二次雷达发射询问信号，然后接收到应答机的回复信号，地面雷达收到这个信号后，通过信号处理，得到飞机的应答机代码、高度、位置和距离等信息。
民用二次雷达的传统模式为A/C模式，在A/C模式下，二次雷达目标数增加到一定程度时，会暴露出如：缺少回答信号及干扰等问题。
从而使得雷达信号中包含的数据混乱和不确定。
为了满足日益增长的空中交通需求，英国、美国针对二次雷达的问题，研制了S模式雷达和数据通信系统，以提高空中交通管制的能力。
3．S模式空管二次雷达系统工作原理二次雷达的工作模式多种多样，主要是根据编码方式的不同来区分。
现如今，我们都是根据国际的规定来进行划分，目前常用的为A（获取目标航管编号）、C （获取目标气压高度信息）两种模式。
询问格式又叫做上行格式，用UF（UP LINK FORMAT）表示，应答格式又称之为下行格式，用DF（DOWN LINK FORMAT）表示。
下行格式有DF4、DF5、DF11、DF20、DF21、DF24等，其中格式4和5用于上行或下行短消息（56位）监视、高度、识别，20和21用于上行或下行标准长度信息（11位）通信A/B、高度、识别，11用于上行或下行纯S模式全呼叫。
《二次雷达原理》课件
发射机负责将询问信号调制到载 波上，并通过天线发送出去。
03
接收与发射机的性能指标包括动 态范围、灵敏度、抗干扰能力等
。
04
电源与冷却系统
电源与冷却系统是二次雷达 系统中的辅助设备，负责提 供稳定Fra bibliotek电源和保证设备的
正常运行温度。
1
电源设备负责提供稳定的直 流或交流电源，保证设备的
答信号。
应答信号由编码的脉冲组构成 ，包含了飞机的识别信息和位
置信息。
应答机通常安装在飞机的机腹 或机背，通过接收和发送信号 与地面站进行通信。
应答机的性能指标包括应答频 率、脉冲宽度、脉冲重复频率 等。
天线与波束形成
01
02
03
04
天线是二次雷达系统中的重要 组成部分，用于发射和接收无
线电波。
波束形成技术用于控制天线的 方向性，使无线电波能够定向
02
二次雷达系统组成
询问机
询问机是二次雷达系统的 核心组成部分，负责发送 询问信号。
询问机通常安装在地面站 或空中交通管制中心，通 过无线电波与目标进行通 信。
ABCD
询问信号由编码的脉冲组 构成，用于识别目标并获 取其信息。
询问机的性能指标包括询 问频率、脉冲宽度、脉冲 重复频率等。
应答机
应答机是安装在飞机上的设备 ，用于接收询问信号并发送应
正常供电。
冷却系统采用散热器或空调 等设备，对设备进行散热和 温度调节，保证设备的正常 运行温度。
电源与冷却系统的性能指标 包括电源效率和冷却效率等 。
03
二次雷达工作原理
询问与应答信号的产生
询问信号的产生
由雷达发射机产生特定频率的射频信 号，通过天线向空间发射。
第五章交通管制与飞行安全警告系统精品文档
EFIS 控制板选择工作方式、接通WXR 开关 气象雷达控制板选择WX EHSI上显示 工作方式、量程、天线俯仰信息
2. 气象+湍流 还可探测带有一定雨滴的湍流
距离范围选择小于或等于40NM
3. 地图 用于识别地形特征
一般和TILT旋钮配合使用，天线下俯
气象雷达系统组成与部件功用
三、应答信号
四、S模式应答机的基本工作
这种应答机是和现行的 ATCRBS是 兼容的，因此，它的接收机应既能接收A、 C模式的询问信号，又能接收S模式的询 问信号。它的发射机既能够产生A、C模 式的识别应答信号，又能产生S模式的数 字式应答信号。
•工作概况
1. 离散寻址信标系统地面询问机首先对其管辖范围内的所有飞 机做一个全呼叫询问；--意在让所有应答机报个模式
紧急代码
7500---用于飞机受到非法干扰
7600---用于双向无线电通信设备出现故障 7700---用于飞机处于紧急状态
0000---通用码
高度应答码
当应答机回答模式C 的询问时，它的 应答脉冲串表示飞机的气压高度信息。 气压高度信息是由大气数据计算机提供 的
5.1.2机载应答机系统
一、机载组成
系统的地面二次监视雷达简称为二次雷达，而把机 载应答机称为应答机。
5.1.1ATC雷达信标系统 5.1.2机载应答机系统 5.1.3S模式应答机
5.1.1ATC雷达信标系统
一、二次雷达的工作方式
它是由地面二次雷达——询问器与机载 应答器配合，采用问答方式工作的。地面二 次雷达发射机产生询问脉冲信号由其天线辐 射；机载应答机在接收到有效询问信号后产 生相应的应答信号发射；地面二次雷达接收 机接收这一应答信号，在进行一系列处理后 获得所需的飞机代码等信息。
航空电子设备 二次雷达及应答机
Air traffic control assumes great importance in civil aviation. Ground controllers need to talk frequency with the pilots flying in the controlled area.
P1
P3
Mode A
8.0 μ s
Mode B
17 μ s
Mode C
21 μ s
Mode D
25 μ s
Figure 6.3
Civil Aviation Flight University of China12
NBAA 2003
13
Secondary Radar and Transponder
Side Lobe Suppression
NBAA 2003
Replies from the antenna side lobes can be eliminated by transmitting a pulse omni-directionally as a reference level. The radiated signal strength of this side-lobe suppression, SLS, pulse is greater than the radiated signal strength from any side lobe.
synchronism with the rotation of the primary antenna.
Directional antennas are not perfect in that they will allow some energy to transmit from the side of the antenna. The antenna radiates and receives best in the forward direction.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三、 应答信号
3. 高度码 （-1000~126700ft，每100ft） D1D2D4A1A2A4B1B2B4C1C2C4 4. 三个特殊编码 7500，7600，7700
27
四、ATC系统的组成
28
四、ATC系统的机载设备组成
29
四、ATC系统机载设备的组成
控制面板
30
四、ATC系统机载设备的组成
4
7.1系统概述
• 二次雷达信标系统是以询问-应答方式工作 的。二次监视雷达的发射信号频率与接收 频率不等，其询问发射频率为1030MHz， 接收频率则为1090MHz。这就是通常所说 的L波段。
• SSR 分两类 ATCRBS DABS
5
7.1系统概述
• ATCRBS和DABS的机载设备的兼容性：
3
7.1系统概述
• 一次监视雷达（PSR）是依靠目标对雷达 天线所辐射的射频脉冲能量的反射而探测 目标的。一次监视雷达的天线以一定速率 在360°范围内旋转扫掠，把雷达发射信号 形成方向性很强的波束辐射出去。监视空 域中的飞机被雷达波束所照射后，形成反 射回波。雷达天线接收回波能量，通过进 一步的处理以获得目标的距离、方位信息， 以监视终端空域中飞机的存在及活动情况。
上扫描同步转动，这样就将天线转角显示在荧光屏上了。
8
7.1系统概述
小结： • ATC系统由地面和机载设备配合工作 • 分为
一次监视雷达（PSR）是依靠目标对雷达天线所辐射的射
频脉冲能量的反射而探测目标的。
二次雷达信标系统（SSR）以询问-应答方式工作的。 • SSR 分为 ATCRBS----机载-ATC应答机
6
7.1系统概述
7
7.1系统概述
3. 系统的工作
4.
地面台发射询问编码信号，应答机接收后，
自动回答飞机高度或识别码，经译码后，在地
面管制人员的荧光屏上显示飞机方位、距离、
高度和识别码。
5.
测距：用询问脉冲与应答脉冲之间的延时来求。
6.
方位：地面发射窄波束，进行360度扫掠，当波束照
射到飞机时，接收到应答信号，此时天线转角与荧光屏
（A/C模式）
DABS----机载- S模式应答机
（兼容A/C模式）
• 管制人员获得飞机的方位 距离 高度 识别码
9
7.2空中交通管制雷达信标系统 ATCRBS
10
一、组成及工作过程
11
12
13
14
• 系统工作概况
1. 编码器的控制下，产生一定模式的询问脉冲对信号， 2. 通过条形方向性天线辐射。 3. 在其天线波束照射范围内的机载应答机对所接收到的询问
模式划分图
二、 询问信号
• P2的作用— P2幅度大于主波瓣最大旁瓣幅度SLS。当接收
到旁瓣询问时，应答机不应答SLS。 • 基本原理是---比较P1 P2脉冲幅度 P1《=P2时，应答机不应答； P1》=P2 6db时，应答机完全应答。
21
二、 询问信号
22
二、 询问信号
波瓣
P2波瓣
23
三、 应答信号
控制面板
31
四、ATC系统机载设备的组成
32
四、ATC系统机载设备的组成
ATC应答机
33
四、ATC系统机载设备的组成
应答机功能框图
34
四、ATC系统机载设备的组成
接收电路
35
四、ATC系统机载设备的组成 译码器电路
36
4.
飞机的 方位
5.
距离
6.
进行管制。需要知道
高度
7.
识别码
2
7.1系统概述
2. ATC系统组成及分类 同样采用 询问应答式
3. 地面设备：
机载设备：
• PSR
机载应答机
• SSR
– ATCRBS
--A/C模式应答机
• A模式 • C模式
– DABS
--S模式应答机
• S模式
（兼容A/C模式）
mode s 应答机能接收ATCRBS 询问脉冲并产生应答。 DABS的某些询问方式ATCRBS应答机能接收并做出应答。
• 区别： ATCRBS---地面台对周围所有飞机都发出 相同的询问，所有飞机均应答，即一问多答，容 易产生同步混淆。 DABS---每架飞机的mode s 应答机均分 配一个24位地址码，询问器按飞机地址询问，由 此产生应答，即一问一答。这样就不会产生同步 混淆。
第七章 空中交通管制应答机
ATC TRANSPONDER
为了保障飞机在繁忙空域中飞行和进 近着陆过程中的安全，正确实施空中交 通指挥，必须设法了解和掌握一定空域 中飞机的位置、高度及其运动态势。
1
7.1系统概述
一、ATC系统
1. 任务
起飞和着陆
2.
地面管制人员对飞机 进港和出港
3. 行
按规定航路飞
信号进行接收处理与译码识别，如果判明为有效的询问信 号，则由应答机中的编码电路控制发射电路产生应答发射 信号发射。 4. 所产生的应答信号是由多个射频脉冲组成的射频脉冲串， 它代表飞机的识别代码或高度信息。 5. 与此同时，向同一方位辐射的一次雷达也会接收到飞机所 产生的回波信号，它的接收机所产生的飞机视频回波信号 也同时输往数据处理与显示系统。在控制中心的圆形平面 位置显示器上的同一位置，显示飞机的一次雷达回波图像 与二次雷达系统所获得的飞机识别代码及高度信息
24
◆ A/C模式应答机 功 用—发射应答信号 报告飞机编码 报告飞机高度 报告 特殊编码
25
三、 应答信号
1、应答信号组成 框架脉冲F1、F2，12个信息脉冲和SPI脉冲
2、飞机代码的编码格式 A4A2A1 B4B2B1 C4C2C1 D4D2D1 第一位 第二位 第三位 第四位
2×2×2×2×2×2×2×2×2×2×2×2＝4096 飞机编码---识别码-来自机载控制盒 缺 点：容量不足
15
雷达信标系统简化方块图
16
系统所能提供的信息：
• 飞机的距离与方位信息； • 目标的识别信息，即飞机（军用或民用）
的代码； • 飞机的气压高度信息； • 一些紧急告警信息，如飞机发生紧急故障、
无线电通讯失效或飞机被劫持等。
17
二、 询问信号
询问信号
模式划分依据图
18
二、 询问信号—地面发射
1、组成：P1、P2、P3脉冲
P1、P3由方向性天线发射； P2由全向天线发射，
2、询问模式：P1和P3的间隔时间决定 军用： 模式1---3μs
模式2---5μs 民用：模式31A--8μs
模式31B--17μs 模式31C--21μs 模式31D--25μs 3、P2的作用—用于旁瓣抑制
19
20