SSR二次雷达课件

D 4
F 2
S P I
二次雷达（SSR）
电子信息工程学院
应答信号
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
20.3S 1.45S 0.45S 4.35S
F 1
C 1
A 1
C 2
A 2
C 4
A 4
X
B 1
D 1
和差信号

矢量2 矢量1
矢量2 矢量1
2
1
d 1 2
2
去 R X


1

去 R X
二次雷达（SSR）
电子信息工程学院
单脉冲测角技术
偏离瞄准轴大小
2 1 矢量1

2

d sin
矢量2
2 1
2大于1 2大于1 2大于1
响应模式C询问回答高度码 码序
D1 D 2 D 4 A1 A2 A4 B1 B 2 B 4
C1 C 2 C 4 五进制码
标准循环码
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应答信号
D，A，B共九位是标准循环码， 按500英尺递增 C三位是五周期循环码， 按100英尺递增 D1代表高度码的最高位。 由于民航飞行器目前达不到这个高度 D1位恒为0 高度码最低位代表-1200英尺
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询问旁瓣抑制技术
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” 这些回答是同步回答， 距离相同
B C
A
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询问旁瓣抑制技术
增加一个控制波束，控制波束的波瓣应覆盖询问波束的旁 瓣，控制波束辐射P2脉冲
B 4
D 4
F 2
S P I
二次雷达（SSR）
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应答信号
X：备用位 S模式定义：逻辑0，高度码单位为英尺 逻辑1，高度码单位为公尺 目前恒为逻辑0
20.3S 1.45S 0.45S 4.35S
F 1
C 1
A 1
C 2
A 2
C 4
A 4
X
B 1
D 1
B 2
D 2
B 4
二次雷达（SSR） 电子信息工程学院
空管监视技术
二次雷达（SSR）
电子信息工程学院
空管监视技术
二次雷达（SSR）
电子信息工程学院
空管监视技术
二次雷达（SSR）
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空管监视技术
二次雷达（SSR）
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空管监视技术
二次雷达（SSR）
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空管监视技术
二次雷达（SSR）
空间信号特征
P1
P1 P2 P3
P2
P3
P1 P2 P3
询问波束
P1P3
P2
P2
控制波束
P2
控制波束
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询问旁瓣抑制技术
空间信号特征 主瓣方向 旁瓣方向
P1 ＞ P2 P1 ≤P2
P1
抑制
0dB -9dB P3
undetermined
回答
应答机判决P1和P2的幅度关系： P1 ＞ P2 主瓣询问 给予回答 P1 ≤ P2 旁瓣询问 不予回答 自P2脉冲起抑制35us
ATM: Air Traffic Management
ATC（空中交通管制） ATFM
监视：提供飞机信息，提供相关服务，是管制 员管理飞机的手段。
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空管监视技术
监视信息源 一次雷达、二次雷达（主要） 自动相关监视
多点定位（MLAT）
场面监视雷达 二次雷达能够获得飞机的代码、距离、方位、高 度等信息，是我国目前主要的空管监视数据源。
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天线系统
水平波束
0dB
10dB
和 波束
20dB
控制波束 差 波束
30dB
40dB 12
二次雷达（SSR）
6
0
6
12
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天线系统
水平方向图技术要求
不平度0.3dB max max 2.45

max 3dB
差信号的幅度大小与偏离瞄准轴的大小有关。
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单脉冲测角技术
偏离瞄准轴方向
2 1

1




2

矢量2 矢量1
矢量2 矢量1
1
2
1
2
和差信号的相位关系与偏离瞄准轴的方向有关。
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S P I
二次雷达（SSR）
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应答信号
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。 有严格的位置关系（N*1.45微秒）
20.3S 1.45S 0.45S 4.35S
F 1
C 1
A 1
C 2
A 2
C 4
A 4
X
B 1
D 1
B 2
D 2
aircraft in a sidelobe Looking to their amplitudes, P1& P3 are less than P2 the transponder is NOT triggered aircraft in axis of main lobe
P1 P2
P3 P1 P2 P3
二次雷达（SSR）
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应答信号
标准循环码
标准循环码 模2和
0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 32 8
2
0 1 0
8421二进制码
十进制码 累加 500
42 500 21000
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应答信号
五周期码
依照循环码奇偶性查表
二次雷达
5423
天线 应答机 高度表
询问 (1030 MHz)
P1 P2 P3
回答 (1090 MHz)
识别码 高度码
5423
Mode A
8s 20.3s
P3
Mode C
P1 P2
21s
20.3s
二次雷达（SSR）
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二次雷达
特点
收、发工作频率不同
发射：1030MHz 接收：1090MHz
control channel
Looking to their amplitudes, P1 & P3 are much greater than P2 the transponder is triggered
channel main lobe
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询问旁瓣抑制技术
2 s Xs
二次雷达（SSR） 电子信息工程学院
询问信号
P1-P3：模式询问脉冲 询问波束（主瓣）辐射 P2： 旁瓣抑制脉冲（控制脉冲） 控制波束辐射
询问 (1030 MHz)
P1 P2 P3
Mode A
8s
Mode C
P1 P2
P3
21s
ICAO规定民用航管二次雷达只采用模式A和模式C交替询问。
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应答信号
机载应答机检测到询问信息并返回一个射频调制脉冲作为 应答信号（Replies） 应答信号格式除了F1和F2包括X位由13个脉冲（位）组成
20.3S 1.45S 0.45S 4.35S
F 1
C 1
A 1
C 2
A 2
C 4
A 4
X
B 1
D 1
二次雷达（SSR）
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SSR历史发展
二次雷达（SSR）
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SSR基本原理
组成


信号格式
询问旁瓣抑制技术 单脉冲测角技术


天线系统
发射机 接收机

录取器
二次雷达（SSR）
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SSR组成
二次雷达（SSR）
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SSR组成
二次雷达（SSR）
B 2
D 2
B 4
D 4
F 2
S P I
二次雷达（SSR）
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应答信号
响应模式A询问是回答识别码 识别码的码序： A，B，C，D
F 1
C 1
A 1
C 2
A 2
C 4
A 4
X
B 1
D 1
B 2
D 2
B 4
D 4
F 2
7 7 7 7
A
二次雷达（SSR）
B
C
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D
应答信号
信号单程工作 具有通信的特征
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SSR历史发展
第一代，二战时期，敌我识别系统（IFF）。 第二代，1950s，ATCRBS，人工解码。
第三代，1950s，SSR，信标译码系统。
第四代，1960s，计算机技术引入，自动化。
第五代，1990s，单脉冲技术、Mode S、自动 化系统。
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空管监视技术
监视技术比较
二次雷达（SSR）
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空管监视技术
监视政策规划
二次雷达（SSR）
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二次雷达
SSR，Secondary Surveillance Radar
SSR使得管制 员可以可靠地 识别屏幕上的 飞机。
二次雷达（SSR）
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信号格式
发送和接收的是脉冲编码信号。

询问信号 应答信号
P1 P2
P3
询问
距离 应答
F1 Code F2
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询问信号
地面询问机产生一个调制信息的射频脉冲发射给飞机，这 个信号被称为 询问信号（Interrogation）
三脉冲询问体制
P1 P2 P3
B 2
D 2
B 4
D 4
F 2
S P I
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应答信号
F1，F2：框架（帧）脉冲 表明一个回答的存在 每次回答必须发射
20.3S 1.45S 0.45S 4.35S
F 1
C 1
A 1
C 2
A 2
C 4
A 4
X
B 1
D 1
B 2
D 2
B 4
D 4
F 2
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应答信号
如下高度码代表海拔高度20000英尺
F1
A1 C 2 A2
A4
B1
B2
B4
F2
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询问旁瓣抑制技术
天线旁瓣的存在造成 天线旁瓣可能对飞机实现有效询问 天线旁瓣可能接收到飞行的应答 Remark：产生较大的定位误差
天线轴
旁瓣
主瓣
二次雷达（SSR）
二次雷达（SSR）
中国民航大学电子信息工程学院
2017/8/12
内容提要
空管监视技术 SSR历史发展 SSR基本原理 SSR特有问题

Mode S SSR
二次雷达（SSR）
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空管监视技术
CNS/ATM 新一代航行系统 C: Communication N: Navigation S: Surveillance 通信 导航 监视
交叉电平 3 0.3dB 差 波束
和 波束
min
二次雷达（SSR） 电子信息工程学院
天线系统
实际水平波束
SUM 9dB down SUM = CONTROL CONTROL
单脉冲测角技术
OBA信息
波束中心 1 目标A 目标B
2
目标A 差信号
2.45
目标B 差信号
差 波束
和 波束 1小于 2
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单脉冲测角技术 和-差电桥
结构
/4
Σ
/4
R
/4
L
Δ
3/4
差端口： L和R信号相位相差180°，叠加信号为 矢量差 和端口： L和R信号相位差0 °，叠加信号为 矢量和
查表数值 100英尺
上例循环码偶数位， 所以，010代表2， 即200英尺
循环码奇偶性 C1 0 0 偶数 0 1 1 1 奇数
C2 C4 十进制数
0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4
1 1 0 1 0 1 0 0
二次雷达（SSR）
二次雷达（SSR） 电子信息工程学院
单脉冲测角技术
和-差信号
环形电桥采用微带线技术,工作频率设为1060MHz.
Σ
/4 /4
R
/4
L
Δ
3/4 二次雷达（SSR） 电子信息工程学院
天线系统
水平方向图 询问波束： • 和波束——发射P1-P3,接收百度文库答。 • 差波束——接收回答产生单脉冲信息。 控制波束： 发射P2 接收回答 ISLS RSLS
P2
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单脉冲测角技术
单脉冲技术测角的三要素
正北 瞄准轴方向 方位角


：天线瞄准轴指向角
：偏离瞄准轴角度 ：偏离瞄准轴方向
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单脉冲测角技术
单脉冲技术测角的三要素 天线瞄准轴指向角 由天馈系统码盘提供。 偏离瞄准轴信息 偏离瞄准轴方向 ± 均由单脉冲技术解决。
方位角
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单脉冲测角原理
测角结构图
目标
天线瞄准轴
波程差
二次雷达（SSR）
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单脉冲测角技术
测角示意图


等相位面 波前 波程差l
1
瞄准轴方向

d 2
2

d sin
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单脉冲测角技术