二次雷达原理
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• 但是询问机不能接收询问频率的回波信号，因此不能检测到没 有应答机的目标。
• 二次雷达只用统一的询问应答频率，带来固有的干扰问题。
– 如异步干扰
织规定D1 位恒为逻辑0。 • 五周期循环码所对应的数值与前面标准循环码（格雷码）所对应的十进
制数是奇数还是偶数有关，亦即应校验标准循环码所对应的二进制码 （用模二和算）末位是1 还是0，以决定五位循环码的数值。 • 高度码以海拔-1200英尺为起点（000,000,000,001），因此飞机实际海 拔高度应在应答机给出的高度数值后减去1200英尺。
• 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
模式和三模式。 • ICAO规定民航空管二次雷达只采用A和C模式交替询问。 • ICAO规定
– 询问脉冲宽度为0.8±0.1微秒 – 上升时间0.05—0.1微秒 – 下降时间0.01—0.2微秒
询问脉冲体制
• 询问信号采用三脉冲询问体制（和波束Σ，控制波束Ω） – P1、P3模式询问脉冲，询问波束（主瓣）辐射
Байду номын сангаас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
• 收发频率不同，发射1030MHZ，接收1090MHZ。 • 信号单程工作。 • 采用编码信号发送和接收，具有通信的特征，可以交换信息。 • 由于询问频率和回答频率不同，避免了一次雷达的地物杂波和
气象杂波干扰。 • 由于目标的定位是靠两次有源辐射，同样的辐射功率二次雷达
作用距离远。
– 二次雷达1.5kw 200nm – 一次雷达650kw 110nm
– 由于完成一次目标的定位是靠两次有源辐射完成的，所以称之为二次雷达。
测距和测角
• 测距
– 测距是基于光速不变的原理（光速c = 3×10^ 8 米/S）。
– 由于回波信号往返于雷达和目标之间，它将滞后于所发射的探测 脉冲。
– 以探测脉冲作为时间基准，假设滞后的时间为t r ，则目标和雷达
站之间的斜距R 为：
• 二次雷达工作方式
– 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 问编码脉冲。
– 当天线的波束指向装有应答机的飞机的方向时，应答机检测这组询问编码信号， 并判断编码信号的内容，然后由应答机用1090MHz 的频率发射一组回答编码脉冲。
– 回答信号由地面站检测并由录取器处理，由它测量目标的距离、方位、回答编码 的内容等，形成目标的点迹报告送到后续设备。
• 管制员从二次雷达上很容易知道飞机的二次雷达应 答机代码、飞行高度、飞行速度、航向等参数，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。
二次雷达基本工作原理
• 二次监视雷达（SSR）和一次监视雷达的区别在于工作方式不同。
– 一次监视雷达是依靠目标反射雷达发射的电磁波而主动发现目标并确定其位置。 – 二次监视雷达则不能靠接收目标反射的脉冲工作。
– P2旁瓣抑制脉冲（控制脉冲），控制波束辐射。
应答码
• 当机载应答机收到地面询问机发射的询问信号后，根据询 问的内容，自动回答一串编码脉冲，称为应答码。
• 应答码由16 个脉冲组成，有框架脉冲F1、F2、X位、13 个脉冲位组成。
应答码
• F1和F2脉冲为框架脉冲，表示一个回答的存在，因此回 答必须发射。
P3
Reply (1090 MHz)
20.3s
21s
20.3s
Identity 5 4 2 3 Height
询问脉冲
• 询问脉冲：由地面询问机的发射的信号，询问信号是以脉 冲编码形式发射。询问模式有以下几种：在民航领域使用 模式A和模式C。
询问脉冲标准
• 模式询问脉冲的间隔决定是什么询问模式。 • P2脉冲总是距P1脉冲2微秒。 • 模式交替询问可以在相邻的询问周期进行，有单模式，双
高度码的译码
• 标准循环码的译码
• 五周期码按照循环码奇偶性查表，上述为偶数
– 查表数值×100英尺 – 上述为010，偶数查表为2，乘以100英尺为200英尺。 – 高度码译码为21000+200=21200英尺 – 21200-1200=20000英尺
• 高度码实例，译码后为20000英尺
二次雷达的特点和优缺点
应答码
• 相应模式A的回答为应答识别码，其顺序为A、B、C、D。 • 一共有4096个不同的组成。 • 应答码有三组代码定义为危急码，不能选作识别码。当地
面站收到这三种危急码时，终端处理设备将优先予以处理， 并在显示器上闪烁告警，提醒管制员采取应急的措施。这 三组码为：
– 7500 表示飞机被劫持 – 7600 表示飞机通信系统故障 – 7700 表示飞机故障危急
二次雷达原理
二次雷达的发展
• 二次雷达是空中交通管制的重要组成部分，属于监 视设备。
• 二次雷达几乎和一次雷达同时发展起来的，由于一 次雷达回波无法判断敌我，因此它最初是在空战中 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。
• 测角
R
1 2
C Tr
– 对于监视雷达而言系指方位角α，亦即偏离正北方向的角度。
– 一般由扫描天线主波束的指向所确定。
二次雷达基本工作原理
5423 Antenna Transponder
Altimeter
Interrogation (1030 MHz)
P1 P2 P3
Mode A
8s
Mode C P1 P2
• 二次雷达只用统一的询问应答频率，带来固有的干扰问题。
– 如异步干扰
织规定D1 位恒为逻辑0。 • 五周期循环码所对应的数值与前面标准循环码（格雷码）所对应的十进
制数是奇数还是偶数有关，亦即应校验标准循环码所对应的二进制码 （用模二和算）末位是1 还是0，以决定五位循环码的数值。 • 高度码以海拔-1200英尺为起点（000,000,000,001），因此飞机实际海 拔高度应在应答机给出的高度数值后减去1200英尺。
• 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
模式和三模式。 • ICAO规定民航空管二次雷达只采用A和C模式交替询问。 • ICAO规定
– 询问脉冲宽度为0.8±0.1微秒 – 上升时间0.05—0.1微秒 – 下降时间0.01—0.2微秒
询问脉冲体制
• 询问信号采用三脉冲询问体制（和波束Σ，控制波束Ω） – P1、P3模式询问脉冲，询问波束（主瓣）辐射
Байду номын сангаас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
• 收发频率不同，发射1030MHZ，接收1090MHZ。 • 信号单程工作。 • 采用编码信号发送和接收，具有通信的特征，可以交换信息。 • 由于询问频率和回答频率不同，避免了一次雷达的地物杂波和
气象杂波干扰。 • 由于目标的定位是靠两次有源辐射，同样的辐射功率二次雷达
作用距离远。
– 二次雷达1.5kw 200nm – 一次雷达650kw 110nm
– 由于完成一次目标的定位是靠两次有源辐射完成的，所以称之为二次雷达。
测距和测角
• 测距
– 测距是基于光速不变的原理（光速c = 3×10^ 8 米/S）。
– 由于回波信号往返于雷达和目标之间，它将滞后于所发射的探测 脉冲。
– 以探测脉冲作为时间基准，假设滞后的时间为t r ，则目标和雷达
站之间的斜距R 为：
• 二次雷达工作方式
– 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 问编码脉冲。
– 当天线的波束指向装有应答机的飞机的方向时，应答机检测这组询问编码信号， 并判断编码信号的内容，然后由应答机用1090MHz 的频率发射一组回答编码脉冲。
– 回答信号由地面站检测并由录取器处理，由它测量目标的距离、方位、回答编码 的内容等，形成目标的点迹报告送到后续设备。
• 管制员从二次雷达上很容易知道飞机的二次雷达应 答机代码、飞行高度、飞行速度、航向等参数，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。
二次雷达基本工作原理
• 二次监视雷达（SSR）和一次监视雷达的区别在于工作方式不同。
– 一次监视雷达是依靠目标反射雷达发射的电磁波而主动发现目标并确定其位置。 – 二次监视雷达则不能靠接收目标反射的脉冲工作。
– P2旁瓣抑制脉冲（控制脉冲），控制波束辐射。
应答码
• 当机载应答机收到地面询问机发射的询问信号后，根据询 问的内容，自动回答一串编码脉冲，称为应答码。
• 应答码由16 个脉冲组成，有框架脉冲F1、F2、X位、13 个脉冲位组成。
应答码
• F1和F2脉冲为框架脉冲，表示一个回答的存在，因此回 答必须发射。
P3
Reply (1090 MHz)
20.3s
21s
20.3s
Identity 5 4 2 3 Height
询问脉冲
• 询问脉冲：由地面询问机的发射的信号，询问信号是以脉 冲编码形式发射。询问模式有以下几种：在民航领域使用 模式A和模式C。
询问脉冲标准
• 模式询问脉冲的间隔决定是什么询问模式。 • P2脉冲总是距P1脉冲2微秒。 • 模式交替询问可以在相邻的询问周期进行，有单模式，双
高度码的译码
• 标准循环码的译码
• 五周期码按照循环码奇偶性查表，上述为偶数
– 查表数值×100英尺 – 上述为010，偶数查表为2，乘以100英尺为200英尺。 – 高度码译码为21000+200=21200英尺 – 21200-1200=20000英尺
• 高度码实例，译码后为20000英尺
二次雷达的特点和优缺点
应答码
• 相应模式A的回答为应答识别码，其顺序为A、B、C、D。 • 一共有4096个不同的组成。 • 应答码有三组代码定义为危急码，不能选作识别码。当地
面站收到这三种危急码时，终端处理设备将优先予以处理， 并在显示器上闪烁告警，提醒管制员采取应急的措施。这 三组码为：
– 7500 表示飞机被劫持 – 7600 表示飞机通信系统故障 – 7700 表示飞机故障危急
二次雷达原理
二次雷达的发展
• 二次雷达是空中交通管制的重要组成部分，属于监 视设备。
• 二次雷达几乎和一次雷达同时发展起来的，由于一 次雷达回波无法判断敌我，因此它最初是在空战中 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。
• 测角
R
1 2
C Tr
– 对于监视雷达而言系指方位角α，亦即偏离正北方向的角度。
– 一般由扫描天线主波束的指向所确定。
二次雷达基本工作原理
5423 Antenna Transponder
Altimeter
Interrogation (1030 MHz)
P1 P2 P3
Mode A
8s
Mode C P1 P2