民机通信导航与雷达空中交通管制应答机

答各一次），才能实现其功能。 在同时装备有二次雷达与一次雷达的空中交通管制系统中，
通常总是使二次雷达与一次监视雷达协同工作。二次雷达的条形 天线安装在一次雷达天线上方，二者同步扫掠。见图7-1。二次 雷达与一次雷达共用定时电路与显示终端，以实现同步工作。
图7-1 二次雷达与一次雷达
2．二次雷达系统的组成及工作概况 二次雷达系统的组成方框图如图7-2所示。图中虚线左侧为地
本章主要内容
➢第一节 雷达信标系统的基本工作原理； ➢第二节 机载应答机系统； ➢第三节 接收电路； ➢第四节 译码与编码电路；
引论：一望无垠的天空中到底有多少架飞机？
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引论：天空中的飞机如何规避？
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空中交通管制所依赖的技术基础是空中交通管制系统。一般， 空中交通管制系统可以分为数据获取系统、数据远距传输系统、 数据处理显示系统和空地通信系统。
❖二、一次雷达与二次雷达
（一）一次监视雷达
地面一次监视雷达（PSR）的工作方式与机载气象雷达相似， 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。以一定速率在360°范围内旋转扫掠的天线，把雷达发射 信号形成方向性很强的波束辐射出去，同时接收由飞机或其他 目标反射回来的回波能量，以获取目标的距离、方位信息，监 视空域中飞机的存在及活动情况。
第一节 雷达信标系统的基本工作原理
空中交通管制雷达信标系统也可以称为航管二次监视雷达系统。 通常，把系统的地面二次监视雷达简称为二次雷达。
❖一、空中交通管制
空中交通管制通常分为终端区空中交通管制与航路（走廊） 空中交通管制。对我国民航而言，通常所指的是以机场为中心 的大约150km范围终端区中的空中交通管制，
面二次雷达——询问器，右侧为机载应答机。由图可见，地面二 次雷达包括发射电路、编码器及接收电路；机载应答机也是由接 收电路、译码器、编码器和发射电路等电路组成的。
二次雷达发射机在编码器的控制 下，产生一定模式的询问脉冲对信号。 通过它的条形方向性天线辐射。在其 天线波束照射范围内的机载应答机对 所接收到的询问信号进行接收处理与 图7-2 雷达信标系统简化方框图 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。应答信号被地面二次雷 达天线接收后，经过接收电路、译码电路的一系列处理，将所获 得的信息输往数据处理与显示系统。
地面一次监视雷达通常工作于L波段（1000—2000MHz） 和S波段（2000—4000 MHz），具有很强的脉冲功率，其探 测距离可达400km或更远，因而其发射设备和天线都相当庞大。
❖（二）二次雷达系统
二次雷达工作于Ｌ波段，其询问发射频率为 1030 MHz，接 收频率为 1090MHz，作用距离与配合工作的一次雷达相适应， 但发射功率远低于一次雷达。
❖（三）雷达信标系统的特点
1．发射功率较小
在覆盖范围相同的条件下，二次雷达系统的发射功率要比一次 雷达小得多。例如，当作用距离为370km时，工作于同一波段 的一次雷达应具有约2500kw的脉冲功率，而二次雷达仅需 2.5kw的脉冲询问功率。相应地，二次雷达及应答机的接收灵敏 度也可以比一次雷达的低一些。
图7-3 二次雷达图像举例
图7-4为一种实际的航管二次雷达显示 画面。这种显示器称为综合显示器， 它除了可以显示上述目标的图像、代 码、高度及其他信息外，还可以显示 地图背景及必要的标志和字符，可以 显示飞机的航迹等信息。图中，虚线 表示航空管制区域；双线表示航路和 走廊，中央的双线图形表示出机场跑 道的位置和方向；单线表示小航路， 在航路上的小点代表导航台的位置， 图7-4 一种实际航管雷达显示画面 其他小点是地标；与一次雷达显示器相同，为了便于判别飞机 的距离与方位，显示器上显示有同心圆形的距离标志圈和代表 方位的方位射线。
3．二次雷达信息
目前，航管二次雷达系统可以获得的信息主要是： （1）飞机的距离与方位信息； （2）目标的识别信息，及飞机（军用或民用）的代码； （3）飞机的气压高度信息； （4）一些紧急警告信息，如飞机发生紧急故障、无线电通信失 效或飞机被劫持等。
➢图7-3是一种典型的显示图像。图中弧形显 示图像为装备有应答机的飞机回波图像；点 形图像则为没有装备应答机的飞机的图像。 弧形图像旁的二层数字显示中的上层为飞机 的代码信息，下层为飞机的气压高度信息。 当弧形图像闪烁时，表示该飞机遇到了紧急 情况。加粗、增辉的图像为按下识别按Leabharlann Baidu发 射SPI脉冲时所产生的图像。
空中交通管制，其目的是有序地组织和实施空中交通，防止 飞机相撞，保证飞行安全，同时提高航空交通繁忙空域，主要是 中心机场的利用效率。
空中交通管制系统可分为数据获取系统，数据远距传输系统， 数据处理显示系统和空地通信系统。
空中交通管制应答机（ATC TRANSPONDER）是保证飞机 在繁忙空域中飞行和进行着陆过程中的安全的重要设备之一。它 的功用是向地面管制中心报告飞机的识别代码和飞机的气压高度。 现代机载应答机则是机载防撞系统的主要组成设备之一，它可以 利用数字形式传送更为广泛的信息。机载应答机是和地面二次雷 达配合工作的，所以有时候把它叫做二次雷达应答机。
2．干扰杂波较少
雷达信标系统的接收频率与发射频率不同，各种地物、气象 目标对1030MHz发射信号的反射信号，不会被频率为 1090MHz的接收机所接收，因此二次雷达基本上没有上述杂波 干扰。这是与一次雷达不同的。
1．二次雷达的工作方式
二次雷达的工作方式与一次雷达不同，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。可见，二次雷达系统必须经过二次雷达发 射机与机载应答器发射机的两次有源辐射（询问与应