初步認知S模式二次雷達

1、初步認知S模式二次雷達摘要：未來建設(shè)S模式二次雷達的必要性：工作20多年來，親歷了民航事業(yè)的飛速發(fā)展，由原來航路NDB導(dǎo)航到CVR再到DVR/DME導(dǎo)航，這是落后的程序管制范疇，后來建立了雷達管制，大大縮小了航空器之間的距離，滿足了民航飛速發(fā)展的要求。但對于目前使用的A/C模式雷達還存在很多問題，比如信號干擾、有限的信息編碼、串?dāng)_和異步應(yīng)答等問題，制約了自動化航空管制系統(tǒng)的使用。而S模式二次雷達可以解決諸多以上問題，S模式二次雷達是未來的發(fā)展方向。下面是筆者對S模式二次雷達的粗淺認知。關(guān)鍵詞：S模式；S模式詢問；S模式應(yīng)答；S模式的應(yīng)用1 S模式S模式二次雷達的開發(fā)起源于美國和英國，當(dāng)時飛機數(shù)

2、量大量增加，自動控制ATC系統(tǒng)中涌現(xiàn)眾多異步干擾問題，為此科研人員將每架飛機編上離散地址碼，對雷達掃描波束內(nèi)的目標進行點名性的詢問，被點到名的飛機才予以回答。這樣就可以避免A/C交互模式中的A、C兩種模式相關(guān)問題，大大降低雷達的詢問率，進一步減少異步干擾問題。S模式二次雷達安裝了數(shù)據(jù)鏈通信功能，提高了管制系統(tǒng)自動化水平。為此，將S模式詢問定義為離散選址信標系統(tǒng)，雷達詢問是針對于特定地址編碼的目標進行定向呼叫的詢問。安裝S模式應(yīng)答機的飛機都有特殊的地址碼，飛機對雷達詢問的應(yīng)答信息中必須包含本機地址碼。因此，每次詢問都相關(guān)飛機地址碼，實行點名詢問和對應(yīng)的應(yīng)答，這樣就從根本上排除了同步竄擾問題。S模

3、式詢問和應(yīng)答形成完整的地空數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)，便于實現(xiàn)地空雙向數(shù)據(jù)交互。S模式二次雷達應(yīng)答信息和詢問，采用信息數(shù)據(jù)鏈報文格式多達24種，相關(guān)應(yīng)答信號和詢問信號含有56位二進制（長報文）或（短報文）的數(shù)據(jù)塊，完全可以滿足不同數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰? S模式詢問形式雷達S模式詢問方式對應(yīng)的是S模式應(yīng)答機，原有的A/C模式應(yīng)答機收獲后將不予應(yīng)答。S模式在P2脈沖之后增加了一個P6長脈沖，用來發(fā)送上行數(shù)據(jù)，脈沖寬度為16.25us或者30.25us。P6脈沖采用Dpsk方式調(diào)制，其中二進制1表示相位變化180°，二進制0表示相位沒有變化，反相脈沖的間隔為0.25us,進而產(chǎn)生4MHz比特率的數(shù)據(jù)。采用Dp

4、sk擴譜信號能夠大大提高詢問信號的抗干擾特性。P6之外的脈沖實行脈沖幅度調(diào)制。P6脈沖前沿之后1.25us處包含一個同步反相信號，模式S應(yīng)答機以這個信號作為詢問解碼的發(fā)射應(yīng)答信號及同步信號的時間基準，二次雷達詢問機以該信號為基準，即可測量飛機信號到達的時間，從而計算出飛機的實際距離。3 S模式的應(yīng)答飛機上的S應(yīng)答機，在收到雷達詢問信號之后，用l090MHz的頻率發(fā)送應(yīng)答信號，因為收發(fā)采用不同頻率，故稱接收應(yīng)答機為異頻收發(fā)機，相應(yīng)的信號轉(zhuǎn)發(fā)延遲在30us左右。在應(yīng)答信號之前8.0us脈沖稱為導(dǎo)前脈沖，這個脈沖位置固定，脈沖后面含有56bit或112bit的數(shù)據(jù)，采用脈位調(diào)制的脈沖數(shù)據(jù)脈沖寬為1u

5、s，前半部分發(fā)脈沖表示“l(fā)”，后半部分發(fā)脈沖表示“0”，利用了曼切斯特編碼型式，數(shù)據(jù)同步信息被保留，抗干擾能力得到很大的提升，因為干擾情況下抑制一個脈沖不便在一個位置實現(xiàn)，而在相鄰位置插入一個脈沖。為了與詢問格式相互對應(yīng)，S模式的應(yīng)答數(shù)據(jù)具備25種型式，目前國際組織定義并使用的主要有9種，包括監(jiān)視應(yīng)答、CommB應(yīng)答、ACAS應(yīng)答、CommD應(yīng)答、全呼應(yīng)答和ExtendedSquitter應(yīng)答等型式，每種型式應(yīng)答的最后24bit數(shù)據(jù)為地址和校驗位。4S模式的應(yīng)用S模式在實際應(yīng)用中首先對飛機目標預(yù)先進行程序編碼，安裝S模式雷達站利用飛機特殊地址識別碼可以與飛機點對點通信，只詢問二次雷達所關(guān)心的目

6、標，同時雷達跟蹤系統(tǒng)保存每架飛機的預(yù)測位置，當(dāng)雷達天線波束指向被選址的飛機時，就會發(fā)出詢問信號。通過這種有目的選擇性詢問，使空地間問答頻率減到最少，避免了雷達威力范圍內(nèi)的所有飛機同時應(yīng)答導(dǎo)致的系統(tǒng)飽和。為提高雷達方位數(shù)據(jù)的精度，改善雷達角分辯率，S模式雷達也采用單脈技術(shù)，通過單脈沖技術(shù)，雷達與目標一次問答就可確定出飛機的坐標，大大減少了詢問應(yīng)答次數(shù)。為改善角分辯率，提高方位數(shù)據(jù)的精度。采用S模式的二次雷達監(jiān)視飛機的空域，可以壓縮安全間隔。ICAO組織對于雷達管制的規(guī)定是每個小時同高度只能允許48架飛機通過（空間距離間隔約5海里）。S模式的二次雷達可以提供實時性的數(shù)據(jù)，管制人員可以隨時在雷達屏幕上監(jiān)控目標的所在位置，即使存在風(fēng)或者其他特殊因素的影響，造成飛機位置產(chǎn)生突然變化，管制人