SSR二次雷达课件

1、2022-6-1二次雷达（二次雷达（SSR）中国民航大学电子信息工程学院中国民航大学电子信息工程学院电子信息工程学院二次雷达（SSR）内容提要内容提要v 空管监视技术空管监视技术v SSRSSR历史发展历史发展v SSRSSR基本原理基本原理v SSRSSR特有问题特有问题v Mode S SSRMode S SSR电子信息工程学院二次雷达（SSR）空管监视技术空管监视技术v CNS/ATM CNS/ATM新一代航行系统新一代航行系统 C: Communication 通信通信 N: Navigation 导航导航 S: Surveillance 监视监视 ATM: Air Traffic M

2、anagement ATC（空中交通管制）（空中交通管制） ATFM监视：提供监视：提供飞机信息飞机信息，提供相关服务，是管制，提供相关服务，是管制员管理飞机的员管理飞机的手段手段。电子信息工程学院二次雷达（SSR）空管监视技术空管监视技术v监视信息源监视信息源 一次雷达、二次雷达（一次雷达、二次雷达（主要主要） 自动相关监视自动相关监视 多点定位（多点定位（MLAT） 场面监视雷达场面监视雷达二次雷达能够获得飞机的二次雷达能够获得飞机的代码、距离、方位、高代码、距离、方位、高度度等信息，是我国目前主要的空管监视数据源。等信息，是我国目前主要的空管监视数据源。电子信息工程学院二次雷达（SSR）

3、空管监视技术空管监视技术电子信息工程学院二次雷达（SSR）空管监视技术空管监视技术电子信息工程学院二次雷达（SSR）空管监视技术空管监视技术电子信息工程学院二次雷达（SSR）空管监视技术空管监视技术电子信息工程学院二次雷达（SSR）空管监视技术空管监视技术电子信息工程学院二次雷达（SSR）空管监视技术空管监视技术电子信息工程学院二次雷达（SSR）空管监视技术空管监视技术v监视技术比较监视技术比较电子信息工程学院二次雷达（SSR）空管监视技术空管监视技术v监视政策规划监视政策规划电子信息工程学院二次雷达（SSR）二次雷达二次雷达SSRSSR，Secondary Surveillance Rada

4、rSecondary Surveillance RadarSSR使得管制使得管制员可以可靠地员可以可靠地识别屏幕上的识别屏幕上的飞机。飞机。电子信息工程学院二次雷达（SSR）二次雷达二次雷达高度表高度表应答机应答机天线天线询问询问 (1030 MHz)回答回答 (1090 MHz)Mode AMode C识别码识别码5 4 2 3高度码高度码20.3s20.3s21s8s P1 P2 P3 P1 P2 P35 4 2 3询问询问 (1030 MHz)回答回答 (1090 MHz)电子信息工程学院二次雷达（SSR）二次雷达二次雷达v 收、发工作频率不同收、发工作频率不同 发射：发射：1030MH

5、z1030MHz 接收：接收：1090MHz1090MHzv 信号单程工作信号单程工作v 具有通信的特征具有通信的特征询问询问 (1030 MHz)回答回答 (1090 MHz)特点特点电子信息工程学院二次雷达（SSR） 第一代，二战时期，敌我识别系统（第一代，二战时期，敌我识别系统（IFF）。）。 第二代，第二代，1950s，ATCRBS，人工解码。，人工解码。 第三代，第三代，1950s，SSR，信标译码系统。，信标译码系统。 第四代，第四代，1960s，计算机技术引入，自动化。，计算机技术引入，自动化。 第五代，第五代，1990s，单脉冲技术、，单脉冲技术、Mode S、自动、自动化系统

6、。化系统。SSRSSR历史发展历史发展电子信息工程学院二次雷达（SSR）SSRSSR历史发展历史发展电子信息工程学院二次雷达（SSR）SSRSSR基本原理基本原理u 组成组成u 信号格式信号格式u 询问旁瓣抑制技术询问旁瓣抑制技术u 单脉冲测角技术单脉冲测角技术u 天线系统天线系统u 发射机发射机u 接收机接收机u 录取器录取器电子信息工程学院二次雷达（SSR）SSRSSR组成组成电子信息工程学院二次雷达（SSR）SSRSSR组成组成电子信息工程学院二次雷达（SSR）信号格式信号格式n 询问信号询问信号n 应答信号应答信号发送和接收的是发送和接收的是脉冲脉冲编码信号。编码信号。询问询问应答应答

7、 P1 P2 P3距离F1F2Code电子信息工程学院二次雷达（SSR）询问信号询问信号v 地面询问机产生一个调制信息的射频脉冲发射给飞机，这地面询问机产生一个调制信息的射频脉冲发射给飞机，这个信号被称为个信号被称为 询问信号（Interrogation）v 三脉冲询问体制三脉冲询问体制1P2P3Ps2sX电子信息工程学院二次雷达（SSR）询问信号询问信号v P1-P3P1-P3：模式询问脉冲：模式询问脉冲 询问波束（询问波束（主瓣主瓣）辐射）辐射v P2P2： 旁瓣抑制脉冲（控制脉冲）旁瓣抑制脉冲（控制脉冲） 控制波束辐射控制波束辐射询问询问 (1030 MHz)Mode AMode C21

8、s8s P1 P2 P3 P1 P2 P3ICAO规定民用航管二次雷达只采用模式规定民用航管二次雷达只采用模式A和模式和模式C交替询问交替询问。电子信息工程学院二次雷达（SSR）应答信号应答信号v 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）v 应答信号格式除了应答信号格式除了F1F1和和F2F2包括包括X X位由位由13个脉冲（位）组成个脉冲（位）组成F1C1A1C2A2C4A4B1D1B2D2B4D4F220.3S0.45S1.45SXF2SPI4.35S电子信息工程学院二次雷达（SSR）应答信号应答信号F

9、1C1A1C2A2C4A4B1D1B2D2B4D4F220.3S0.45S1.45SXF2SPI4.35SvF1F1，F2F2：框架（帧）脉冲：框架（帧）脉冲 表明一个回答的存在表明一个回答的存在 每次回答必须发射每次回答必须发射电子信息工程学院二次雷达（SSR）应答信号应答信号vA A，B B，C C，D D：信息脉冲：信息脉冲 表明一个回答的数据。表明一个回答的数据。 模式模式A A和模式和模式C C的含义不同。的含义不同。 有严格的位置关系（有严格的位置关系（N N* *1.451.45微秒）微秒）F1C1A1C2A2C4A4B1D1B2D2B4D4F220.3S0.45S1.45SXF

10、2SPI4.35S电子信息工程学院二次雷达（SSR）应答信号应答信号vX X：备用位：备用位 S S模式定义：逻辑模式定义：逻辑0 0，高度码单位为英尺，高度码单位为英尺 逻辑逻辑1 1，高度码单位为公尺，高度码单位为公尺 目前恒为逻辑目前恒为逻辑0 0F1C1A1C2A2C4A4B1D1B2D2B4D4F220.3S0.45S1.45SXF2SPI4.35S电子信息工程学院二次雷达（SSR）应答信号应答信号vSPISPI：特殊位置识别脉冲。：特殊位置识别脉冲。 在在F2F2脉冲后脉冲后4.35 4.35 微秒。微秒。 由管制员请求（在模式由管制员请求（在模式A A）发射。）发射。 持续持续2

11、020秒自动结束发射秒自动结束发射F1C1A1C2A2C4A4B1D1B2D2B4D4F220.3S0.45S1.45SXF2SPI4.35S电子信息工程学院二次雷达（SSR）应答信号应答信号v 响应模式响应模式A A询问是回答识别码询问是回答识别码v 识别码的码序：识别码的码序： A A，B B，C C，D DF1C1A1C2A2C4A4B1D1B2D2B4D4F2XF27777A B CD电子信息工程学院二次雷达（SSR）应答信号应答信号v 响应模式响应模式C C询问回答高度码询问回答高度码v 码序码序 2D4D1D1A2A4A4B1B2B标准循环码五进制码1C4C2C电子信息工程学院二次

12、雷达（SSR）应答信号应答信号v D D，A A，B B共九位是标准循环码，共九位是标准循环码，按按500英尺递增英尺递增v C C三位是五周期循环码，三位是五周期循环码，按按100英尺递增英尺递增v D1D1代表高度码的最高位。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由于民航飞行器目前达不到这个高度D1位恒为0v 高度码最低位代表高度码最低位代表-1200英尺英尺电子信息工程学院二次雷达（SSR）应答信号应答信号v 标准循环码标准循环码标准循环码和模2二进制码8421十进制码500累加00001111110 000011100128322100050042电子信息工程学院二次雷达

13、（SSR）应答信号应答信号v 五周期码五周期码 依照循环码奇偶性查表依照循环码奇偶性查表上例循环码偶数位，上例循环码偶数位，所以，所以，010010代表代表2 2， 即即200200英尺英尺 英尺查表数值 100循 环 码 奇 偶 性1C4C2C十 进 制 数001001011011001001011011010010偶 数奇 数1023410234电子信息工程学院二次雷达（SSR）应答信号应答信号 如下高度码代表海拔高度如下高度码代表海拔高度2000020000英尺英尺1F1A2C2A4A1B2B4B2F电子信息工程学院二次雷达（SSR）询问旁瓣抑制技术询问旁瓣抑制技术v天线旁瓣的存在造成天

14、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对飞机实现有效询问 天线旁瓣可能接收到飞行的应答天线旁瓣可能接收到飞行的应答RemarkRemark：产生较大的定位误差：产生较大的定位误差旁瓣主瓣天线轴电子信息工程学院二次雷达（SSR）询问旁瓣抑制技术询问旁瓣抑制技术v绕环现象绕环现象 由于雷达站附近的目标由于雷达站附近的目标 受到旁瓣询问，于是受到旁瓣询问，于是 出现断续的回答。出现断续的回答。 呈现呈现“绕环现象绕环现象” 这些回答是同步回答，这些回答是同步回答， 距离相同距离相同CBA电子信息工程学院二次雷达（SSR）v 增加一个控制波束，控制波束的波瓣应覆盖询问波束的旁增加

15、一个控制波束，控制波束的波瓣应覆盖询问波束的旁瓣，控制波束辐射瓣，控制波束辐射P2P2脉冲脉冲channel main lobecontrol channel aircraft in axis of main lobeLooking to their amplitudes,P1 & P3 are much greater than P2the transponder is triggeredLooking to their amplitudes, P1& P3 are less than P2the transponder is NOT triggeredP1 P2 P3P1 P2 P3air

16、craft in a sidelobe询问旁瓣抑制技术询问旁瓣抑制技术电子信息工程学院二次雷达（SSR）v空间信号特征空间信号特征P1P2P3P1P3P2P2P2控制波束P1P2P3P1P2P3控制波束询问波束询问旁瓣抑制技术询问旁瓣抑制技术电子信息工程学院二次雷达（SSR）v空间信号特征空间信号特征 主瓣方向主瓣方向 P1 P1 P2P2 旁瓣方向旁瓣方向 P1 P1 P2 P2 v应答机判决P1和P2的幅度关系： P1 P1 P2 P2 主瓣询问主瓣询问 给予回答给予回答 P1 P1 P2 P2 旁瓣询问旁瓣询问 不予回答不予回答 自P2脉冲起抑制35usundetermined 回答 抑

17、制-9dB0dBP1P2P3询问旁瓣抑制技术询问旁瓣抑制技术电子信息工程学院二次雷达（SSR）单脉冲测角技术单脉冲测角技术v单脉冲技术测角的单脉冲技术测角的三要素三要素瞄准轴方向正北方位角：天线瞄准轴指向角：偏离瞄准轴角度：偏离瞄准轴方向电子信息工程学院二次雷达（SSR）v单脉冲技术测角的三要素单脉冲技术测角的三要素天线瞄准轴指向角天线瞄准轴指向角由天馈系统码盘提供。由天馈系统码盘提供。 偏离瞄准轴信息偏离瞄准轴信息 偏离瞄准轴方向偏离瞄准轴方向均由单脉冲技术解决。均由单脉冲技术解决。方位角单脉冲测角技术单脉冲测角技术电子信息工程学院二次雷达（SSR）单脉冲测角原理单脉冲测角原理波程差目标天线

18、瞄准轴测角结构图测角结构图电子信息工程学院二次雷达（SSR）瞄准轴方向波前等相位面l波程差sin2dd12单脉冲测角技术单脉冲测角技术测角示意图测角示意图电子信息工程学院二次雷达（SSR）2d121XR去XR去12矢量矢量 12矢量矢量 12单脉冲测角技术单脉冲测角技术和差信号和差信号电子信息工程学院二次雷达（SSR）偏离瞄准轴大小偏离瞄准轴大小1矢量2矢量1122sin2d121212大于大于大于单脉冲测角技术单脉冲测角技术差信号的幅度大小与偏离瞄准轴的大小有关。差信号的幅度大小与偏离瞄准轴的大小有关。电子信息工程学院二次雷达（SSR）12矢量矢量 12矢量矢量 11221212单脉冲测角技

19、术单脉冲测角技术偏离瞄准轴方向偏离瞄准轴方向和差信号的相位关系与偏离瞄准轴的方向有关。和差信号的相位关系与偏离瞄准轴的方向有关。电子信息工程学院二次雷达（SSR）45. 2 波束和 波束差 波束中心12A目标B目标21小于A目标差信号B目标差信号单脉冲测角技术单脉冲测角技术OBAOBA信息信息电子信息工程学院二次雷达（SSR）v 结构结构/4/43/4/4LRv 差端口：差端口： L L和和R R信号相位相差信号相位相差180180，叠加信号为，叠加信号为矢量差矢量差 v 和端口：和端口： L L和和R R信号相位差信号相位差0 0 ，叠加信号为，叠加信号为矢量和矢量和单脉冲测角技术单脉冲测角

20、技术和和-差电桥差电桥电子信息工程学院二次雷达（SSR）环形电桥采用微带线技术,工作频率设为1060MHz./4/43/4/4LR单脉冲测角技术单脉冲测角技术和和- -差信号差信号电子信息工程学院二次雷达（SSR）v水平方向图水平方向图 询问波束：询问波束：和波束和波束发射发射P1-P3,P1-P3,接收回答。接收回答。差波束差波束接收回答产生单脉冲信息。接收回答产生单脉冲信息。 控制波束：控制波束：发射发射P2P2ISLSISLS接收回答接收回答RSLS RSLS 天线系统天线系统电子信息工程学院二次雷达（SSR）dB00612126 波束差 波束和 控制波束dB10dB20dB30dB40

21、天线系统天线系统水平波束水平波束电子信息工程学院二次雷达（SSR） 波束和 波束差 45. 2maxmaxminmaxdB3dB3 . 0不平度交叉电平dB3 . 03水平方向图技术要求水平方向图技术要求天线系统天线系统电子信息工程学院二次雷达（SSR）SUM = CONTROLCONTROL9dB downSUM实际水平波束实际水平波束天线系统天线系统电子信息工程学院二次雷达（SSR）504maxG朝向地面辐射垂直方向图形状顶空盲区范围垂直方向图形状垂直方向图形状天线系统天线系统电子信息工程学院二次雷达（SSR）)(FdB16dB2604650dB20单调降高度角余割平方特性dB0度下切率/

22、8 . 1 dB垂直方向图垂直方向图天线系统天线系统v 0 0：按：按1.8dB/1.8dB/度衰减度衰减v 0 01212：呈笔形波束：呈笔形波束v 12122424：呈余割平方：呈余割平方形波束形波束v 36 36 72 72 ：单调衰减：单调衰减到到-30dB-30dB电子信息工程学院二次雷达（SSR）THALES AS909天线天线天线系统天线系统电子信息工程学院二次雷达（SSR）大垂直孔径天线大垂直孔径天线天线系统天线系统电子信息工程学院二次雷达（SSR）个辐射单元17个辐射单元17辐射柱反射柱天线中心瞄准轴方向开放式阵列（开放式阵列（open arrayopen array） 大垂

23、直孔径天线（大垂直孔径天线（LVALVA） 轴对称，左右各轴对称，左右各1717个辐射柱，馈电规律相同。个辐射柱，馈电规律相同。 辐射柱之间是反射器。辐射柱之间是反射器。天线结构天线结构天线系统天线系统电子信息工程学院二次雷达（SSR）Lifting EyeRadiator1 of 358 m0.93m1.85m2.06mControlRearRadiatorRaytheon的的LVA天线天线天线系统天线系统电子信息工程学院二次雷达（SSR）横梁内部功分电路反射柱辐射柱背部辐射柱天线系统天线系统电子信息工程学院二次雷达（SSR）偶极子中心接头标尺功分电路辐射柱辐射柱天线系统天线系统电子信息工程

24、学院二次雷达（SSR）单辐射柱功率分配示意图单辐射柱功率分配示意图天线系统天线系统单脉冲二次雷达单脉冲二次雷达LVA天线的天线的垂直辐射单元馈电的垂直辐射单元馈电的幅度和幅度和相位各不相同相位各不相同以保证垂直方以保证垂直方向图的形状。向图的形状。电子信息工程学院二次雷达（SSR）偶极子辐射器功分器配相位的传输线输入端不等功分示意的细线匹配电阻单辐射柱的功率分配结构图单辐射柱的功率分配结构图天线系统天线系统电子信息工程学院二次雷达（SSR）个辐射柱左 17个辐射柱右 17输入ISLS输入输入滤波器LPBP/滤波器LPBP/滤波器LPBP/耦合器耦合器十功分器差电桥和/十功分器1199八功分器八

25、功分器尾部填充辐射柱ALE-9天线功率分配天线功率分配天线系统天线系统电子信息工程学院二次雷达（SSR）RaytheonRaytheon天线的功率分配天线的功率分配1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 (L) Outer Splitter(R)Outer SplitterCentre SplitterInput CouplerRear Radiator90SUM DIFF A 90 phase shift occurs as portion of

26、the control signal is fed across into the Sum channel by transformer action.Inside SpineControlSumDifference0180180A further 90 is applied in the hybrid rings to give 180 phase shift applied Sum radiators (L & R)电子信息工程学院二次雷达（SSR）侧边功分器中心功分器 Raytheon天线的功分器天线的功分器天线系统天线系统电子信息工程学院二次雷达（SSR）天线驱动天线驱动天线系统天线系

27、统电子信息工程学院二次雷达（SSR）天线驱动天线驱动天线系统天线系统电子信息工程学院二次雷达（SSR）天线驱动天线驱动天线系统天线系统电子信息工程学院二次雷达（SSR）发射机发射机 发射机发射机 模式产生器模式产生器 振荡器振荡器 调制器调制器 功率放大功率放大电子信息工程学院二次雷达（SSR）发射机发射机v 产生同步触发信号产生同步触发信号v 产生模式询问脉冲并进行分配产生模式询问脉冲并进行分配v 抑制脉冲用于标识某询问信号产生，并送达其它发射抑制脉冲用于标识某询问信号产生，并送达其它发射设备设备v 产生交替的询问模式产生交替的询问模式v 产生系统定时产生系统定时模式产生器模式产生器电子信息

28、工程学院二次雷达（SSR）录取器触发Rx S/Test录取门Processor S/Tests& Synth TargetAntennaPatternMeasurementSUM INTCONTROL INT33333330153240240注：时间单位为注：时间单位为 S4545 for 220HzMAX RECCOMMENDED PRF = 220Hz模式脉冲P3-30P3-31P3最大作用距离Range Listening Intervalfor Site Monitor (real time)系统触发P3toP3 - 500系统触发模式产生器时序图模式产生器时序图发射机发射机电子信息工

29、程学院二次雷达（SSR）定时电路交替电路询问模式形成询问模式选择分配电路整形59132225 27321PPP脉冲1P3P门关时钟同步脉冲PSR0S0S三重交替1P模式产生器基本组成模式产生器基本组成发射机发射机电子信息工程学院二次雷达（SSR） 作用：形成询问所需的作用：形成询问所需的1030MHz1030MHz载波信号载波信号振荡器振荡器发射机发射机形成：振荡器工作在形成：振荡器工作在114.444MHz（采用石（采用石 英晶振），倍频器为英晶振），倍频器为9倍频倍频电子信息工程学院二次雷达（SSR）发射机发射机v 航管常用的调制方式航管常用的调制方式： 三极管调制：三极管调制：集电极调制

30、集电极调制 二极管调制：二极管调制：开关调制开关调制电桥调制电桥调制调制器调制器电子信息工程学院二次雷达（SSR）接收机接收机预选器低噪声放大器混频器中放检波视频放大自发射机MHz1030频率源MHz1090回答信号控制STCGTCSTC门插入微波电调衰减电子信息工程学院二次雷达（SSR）切线灵敏度切线灵敏度接收机接收机v 灵敏度是衡量接收机检测微弱信号的能力。灵敏度是衡量接收机检测微弱信号的能力。v 使雷达能够正常工作时的最小输入信号功率。使雷达能够正常工作时的最小输入信号功率。v 航管二次雷达灵敏度表征航管二次雷达灵敏度表征切线灵敏度切线灵敏度电子信息工程学院二次雷达（SSR）接收机接收机

31、v接收机带宽接收机带宽 用于抑制邻近波道干扰和抑制带外噪声。用于抑制邻近波道干扰和抑制带外噪声。 接收机一般含有两个滤波器（两个带宽）接收机一般含有两个滤波器（两个带宽） 射频带宽：射频带宽： 抑制镜像干扰和抑制镜像干扰和(L(L波段波段)PSR)PSR带外的强信号干带外的强信号干扰扰 中频带宽：中频带宽： 邻近波道干扰邻近波道干扰电子信息工程学院二次雷达（SSR）接收机接收机dB3dB40MHz8MHz24接收机带宽指标接收机带宽指标SSR接收机带宽主要由中频段带宽所决定。接收机带宽主要由中频段带宽所决定。电子信息工程学院二次雷达（SSR）v 定义：使接收机能够正常工作时的输入信号允许的最大

32、变定义：使接收机能够正常工作时的输入信号允许的最大变化范围化范围v 航管二次雷达接收机要求航管二次雷达接收机要求 动态范围大于动态范围大于60dB 60dB 动态范围动态范围接收机接收机电子信息工程学院二次雷达（SSR）v 用于发射时保护接收机和镜像干扰抑制用于发射时保护接收机和镜像干扰抑制XT发射机XR接收机天线失配反射有限隔离度泄漏MHz1030接收机保护预选器预选器接收机接收机电子信息工程学院二次雷达（SSR）v 采用低噪声放大器是为了降低整机的噪声系数，提高采用低噪声放大器是为了降低整机的噪声系数，提高接收机的灵敏度。接收机的灵敏度。 11GF，22GF，33GF，NNGF ，11NN

33、GF，电缆预选器LNA中放检波接收系统级联电路低噪声放大器低噪声放大器接收机接收机电子信息工程学院二次雷达（SSR）v混频器混频器 将回答频率进行频谱变换变换成将回答频率进行频谱变换变换成60MHz60MHz中频中频 混频器的本振来自发射机的频率源混频器的本振来自发射机的频率源v中放中放 决定了接收机的频率响应和增益决定了接收机的频率响应和增益 为了提高接收机动态范围采用对数接收机为了提高接收机动态范围采用对数接收机接收机接收机电子信息工程学院二次雷达（SSR）v检波和视频放大检波和视频放大 检波检波是一次频谱变换是一次频谱变换采用包络检波器采用包络检波器 视频放大视频放大将检波输出信号放大到

34、后续电路可用电平将检波输出信号放大到后续电路可用电平接收机接收机电子信息工程学院二次雷达（SSR）v 是一种扩大动态范围的方法。是一种扩大动态范围的方法。v 目前目前STC STC 在航管二次雷达使用上有三种方式在航管二次雷达使用上有三种方式 射频射频 STC STC 微波电调衰减器（微波电调衰减器（ToshibaToshiba） 中频中频 GTCGTC电容电桥衰减器（电容电桥衰减器（ThomsonThomson） 视频视频 STCSTC门（门（AleniaAlenia）灵敏度时间控制（灵敏度时间控制（STC）接收机接收机电子信息工程学院二次雷达（SSR）接收机接收机v灵敏度时间控制灵敏度时间

35、控制(STC)(STC)原理：按原理：按 6dB/6dB/倍时程倍时程 衰减输入信号使输出恒定衰减输入信号使输出恒定 距离控制电平输出信号20010050255 .1225. 6125. 35625. 1海里输入信号dBm86dBm80dBm74dBm68dBm62dBm56dBm50dBm44dB0dB0dB0dB6dB12dB18dB24dB30dBm86dBm80dBm74dBm74dBm74dBm74dBm74dBm74电子信息工程学院二次雷达（SSR）接收机接收机v 可编程可编程STCSTC 划分出方位划分出方位距离单元距离单元 方位方位3232扇区（扇区（11.2511.25） 距

36、离以海里划分距离以海里划分 每个扇区保持理论的每个扇区保持理论的 STCSTC衰减值衰减值, ,再根据实际再根据实际要求按照方位要求按照方位距离单元距离单元调整调整电子信息工程学院二次雷达（SSR）接收机接收机RSLS， Reception with Side Lobe Suppression和通道主瓣目标旁瓣目标控制通道 电子信息工程学院二次雷达（SSR）接收机接收机来自询问波束来自控制波束比较器接收机接收机标记接收机旁瓣抑制接收机旁瓣抑制接收机输出表示接询问波束的V接收机输出表示接控制波束的 V表示主瓣接收大于VV表示旁瓣接收小于VV标志以便后续处理予对于旁瓣接收的脉冲赋RSLS电子信息工

37、程学院二次雷达（SSR）测试信号本振耦合器限幅器增益控制混频前置中放低噪声放大器对数中放幅度，相位校正器低噪声放大器对数中放幅度，相位校正器混频前置中放相位检测LOGLOG/LOG/LOGR来自通道通道收机原理框图单脉冲信息幅度处理接单脉冲接收机单脉冲接收机接收机接收机电子信息工程学院二次雷达（SSR）v 几个考虑问题几个考虑问题 两路接收机公用一个本振两路接收机公用一个本振 混频输出应保持输入时的原有相位关系混频输出应保持输入时的原有相位关系 保证偏离瞄准轴方向不变保证偏离瞄准轴方向不变 两路接收机应设置相位校正电路两路接收机应设置相位校正电路 放大过程两路接收机的相移相同放大过程两路接收机

38、的相移相同 保证原有相位关系使偏离瞄准轴方向不保证原有相位关系使偏离瞄准轴方向不变变单脉冲接收机单脉冲接收机接收机接收机电子信息工程学院二次雷达（SSR）v 几个考虑问题几个考虑问题 两路接收机的增益保持一致两路接收机的增益保持一致 保证两路信号的固有的幅度关系保证两路信号的固有的幅度关系 这样就确保减少偏离瞄准轴的大小误差这样就确保减少偏离瞄准轴的大小误差 电路中的增益控制是对两路增益的监测，电路中的增益控制是对两路增益的监测，在幅度校正器中调整。在幅度校正器中调整。单脉冲接收机单脉冲接收机接收机接收机电子信息工程学院二次雷达（SSR）v几个考虑问题几个考虑问题 必须采用大动态范围的接收机必

39、须采用大动态范围的接收机 避免幅度失真引起的偏离瞄准轴大小错误避免幅度失真引起的偏离瞄准轴大小错误 应采用对数放大应采用对数放大 对数输出带来电路运算的好处，简化电路设对数输出带来电路运算的好处，简化电路设计计单脉冲接收机单脉冲接收机接收机接收机电子信息工程学院二次雷达（SSR）v几个考虑问题几个考虑问题 差信号的归一化差信号的归一化 保证在相同偏离瞄准轴角度情况下不因目标保证在相同偏离瞄准轴角度情况下不因目标距离的远近，差信号强度不同引起测角差异。距离的远近，差信号强度不同引起测角差异。 用和信号归一，差信号的强弱变成比值，查用和信号归一，差信号的强弱变成比值，查表得到对应的偏离瞄准轴角度。

40、表得到对应的偏离瞄准轴角度。单脉冲接收机单脉冲接收机接收机接收机电子信息工程学院二次雷达（SSR）录取器录取器多通道接收机视频数字化回答处理器时钟方位距离确定回答相关距离来自天线方位编码目标报告回答报告脉冲报告单脉冲二次雷达录取器单脉冲二次雷达录取器电子信息工程学院二次雷达（SSR）v 脉冲检测脉冲检测最终给出脉冲报告最终给出脉冲报告 完成窄脉冲抑制完成窄脉冲抑制 脉冲宽度分析脉冲宽度分析 脉冲属性的赋值脉冲属性的赋值 v 回答处理回答处理最终给出回答报告最终给出回答报告 完成脉冲到达时间定时，将一系列脉冲串组成回答完成脉冲到达时间定时，将一系列脉冲串组成回答组，分解窜扰回答。组，分解窜扰回答

41、。v 回答相关回答相关最终给出目标报告（点迹）最终给出目标报告（点迹） 目标在波束驻留期间，组合同一目标的全部信息生目标在波束驻留期间，组合同一目标的全部信息生成点迹。成点迹。录取器录取器电子信息工程学院二次雷达（SSR）雷达数据处理雷达数据处理电子信息工程学院二次雷达（SSR）雷达数据处理雷达数据处理电子信息工程学院二次雷达（SSR）特有问题特有问题 错觉错觉 异步干扰异步干扰 旁瓣询问引起的回答旁瓣询问引起的回答 反射问题反射问题 同步窜扰同步窜扰 回答丢失回答丢失 无线视频干扰无线视频干扰电子信息工程学院二次雷达（SSR）特有问题特有问题二次雷达的特点：二次雷达的特点： 收发具有统一的频

42、率，收发具有统一的频率，1030MHz1030MHz，1090MHz1090MHz 应答机的天线为全向天线应答机的天线为全向天线 信号单程辐射信号单程辐射 编码信号编码信号电子信息工程学院二次雷达（SSR）v 定义：定义：检测出的应答检测出的应答F1F1脉冲为代码脉冲或为一个应答脉冲为代码脉冲或为一个应答的框架脉冲，而的框架脉冲，而F2F2脉冲为代码脉冲或另一个脉冲为代码脉冲或另一个应答的框架脉冲应答的框架脉冲v 影响：影响： 使后续处理加重负担，干扰正确的航迹跟踪使后续处理加重负担，干扰正确的航迹跟踪v 解决方法：解决方法：单脉冲技术可以判决错觉假目标单脉冲技术可以判决错觉假目标错觉错觉特有

43、问题特有问题电子信息工程学院二次雷达（SSR）SPIC 2同步窜扰（交织占位）回答靠近（Close2F1F2Fs3 .20s3 .20s3 .202F1F1F2F1Fs3 .20s3 .202C1F2FSPIs3 .20s3 .20s3 .20s3 .20v错觉（错觉（PhantomPhantom）假目标示意图）假目标示意图特有问题特有问题电子信息工程学院二次雷达（SSR）特有问题特有问题无向应答A站B站500 nm电子信息工程学院二次雷达（SSR）v异步干扰影响异步干扰影响t假回答无影响错码错码假回答phantomphantom特有问题特有问题电子信息工程学院二次雷达（SSR）v 特征：同步

44、回答特征：同步回答v 原因：原因：询问机的旁瓣出现穿透控制波束现象询问机的旁瓣出现穿透控制波束现象v 询问机的控制脉冲辐射功率降低询问机的控制脉冲辐射功率降低 旁瓣询问引起应答机回答旁瓣询问引起应答机回答特有问题特有问题电子信息工程学院二次雷达（SSR）主瓣回答旁瓣回答旁瓣询问旁瓣询问v旁瓣引起的询问示意图旁瓣引起的询问示意图特有问题特有问题电子信息工程学院二次雷达（SSR）v 地物反射引起的假目标（地物反射引起的假目标（GhostGhost） 主瓣询问受地物遮蔽引起反射触发应答机回答主瓣询问受地物遮蔽引起反射触发应答机回答（多径）。（多径）。 特征：同步回答特征：同步回答 影响：在不同的距离

45、和方位上出现影响：在不同的距离和方位上出现标牌相同的两个回答，出现时间较短，出现时间较短反射问题反射问题特有问题特有问题电子信息工程学院二次雷达（SSR）v反射假目标示意图反射假目标示意图全向应答全向应答反射询问反射询问镜像目标镜像目标特有问题特有问题电子信息工程学院二次雷达（SSR）反射应答直接应答由水平表面引起的主瓣反射由水平表面引起的主瓣反射特有问题特有问题电子信息工程学院二次雷达（SSR）sR3 .20v 由于波束中两个（或多个）目标间隔由于波束中两个（或多个）目标间隔20.320.3 导致导致同步窜扰 同步窜扰（同步窜扰（Garble）特有问题特有问题电子信息工程学院二次雷达（SSR

46、）询问询问应答应答 P1 P2 P3F1F2Range Tgt 1Range Tgt 220.3 SF1F220.3 S同步窜扰（同步窜扰（Garble）特有问题特有问题电子信息工程学院二次雷达（SSR）v同步窜扰可能出现三种状态同步窜扰可能出现三种状态 隔离：隔离：回答码信息位落在信息脉冲间隔之间回答码信息位落在信息脉冲间隔之间 粘连：粘连：回答码信息位有部分重叠，粘连结果回答码信息位有部分重叠，粘连结果 使粘连信息脉冲变宽使粘连信息脉冲变宽 占位：占位：回答码位完全重叠，两回答之间相互占位回答码位完全重叠，两回答之间相互占位特有问题特有问题电子信息工程学院二次雷达（SSR）1FXs3 .2

47、0粘连1F2F2F1F1F2F2Fs3 .20s3 .20隔离1F2F1F2Fs3 .20s3 .20占位v回答交织可能出现三种状态示意图回答交织可能出现三种状态示意图特有问题特有问题电子信息工程学院二次雷达（SSR）模式模式S S二次雷达二次雷达S 模式模式(选择选择)是一种使用航行器全世界是一种使用航行器全世界唯一地唯一地址址进行进行选择性询问选择性询问的二次监视雷达技术。的二次监视雷达技术。电子信息工程学院二次雷达（SSR）模式模式S S二次雷达二次雷达S模式询问模式询问电子信息工程学院二次雷达（SSR）模式模式S S二次雷达二次雷达特点特点 S模式意味着减少询问数目并选择寻址来减模式意

48、味着减少询问数目并选择寻址来减少阻塞和混叠少阻塞和混叠 更高的航行器数据完整性更高的航行器数据完整性, 由于由于S模式的唯一模式的唯一地址和更安全的数据传输地址和更安全的数据传输 数据链技术使得可提供更多的机载数据数据链技术使得可提供更多的机载数据电子信息工程学院二次雷达（SSR）模式模式S S二次雷达二次雷达优点优点更高的航行器数据完整性更高的航行器数据完整性, 由于由于S模式的唯模式的唯一地址和更安全的数据传输。一地址和更安全的数据传输。u 减少询问已减少阻塞减少询问已减少阻塞u 可靠的反射处理可靠的反射处理u 更好的编码纠错能力更好的编码纠错能力电子信息工程学院二次雷达（SSR）模式模式

49、S S二次雷达二次雷达优点优点选择性询问，更好的分辨率选择性询问，更好的分辨率l 混叠消除混叠消除: 航路应用（处于统一航路的两架飞机，速度相近，不同航路应用（处于统一航路的两架飞机，速度相近，不同高度高度TMA应用（平行跑道，同时进近）应用（平行跑道，同时进近）l S模式避免了模式避免了:检测损失、错误编码、幽灵目标检测损失、错误编码、幽灵目标l 飞机装备飞机装备S模式即可获得上述性能模式即可获得上述性能当当80%的国际航班飞机配置的国际航班飞机配置S模式，模式，96%的混叠可被解决。的混叠可被解决。电子信息工程学院二次雷达（SSR）l 迅速检测垂直上的机动迅速检测垂直上的机动l 更精确更精

50、确STCA计算计算l 标准的标准的ASTERIX已经可传输已经可传输25 ft 高度高度l 无需修改现有雷达无需修改现有雷达/ATC接口即可获得改进的接口即可获得改进的ATC性能性能模式模式S S二次雷达二次雷达优点优点25英尺的高度分辨率（模式英尺的高度分辨率（模式C）电子信息工程学院二次雷达（SSR）l 模式模式S雷达可提供如下机载数据：雷达可提供如下机载数据： 呼号、状态矢量（航向、航速、垂直速度）、航行意图呼号、状态矢量（航向、航速、垂直速度）、航行意图（waypoint）、）、ACARS解决建议、可选的解决建议、可选的VHF通道、通道、气象信息气象信息l 利用这些数据可完成基本利用这

51、些数据可完成基本/增强监视增强监视模式模式S S二次雷达二次雷达优点优点基本基本/增强监视增强监视电子信息工程学院二次雷达（SSR）模式模式S S二次雷达二次雷达l ATN模式模式S子网子网l 模式模式S专有服务专有服务优点优点数据链数据链ATN ARCHITECTUREWEATHER DATA BASEINSEFISFMSGROUNDTOWERAIRLINE NETWORKLOCALMODE SGDLPGROUNDGESACARSAVPACNETWORKATNROUTERAESSATELLITECOMMAPPLICATIONSDATA LINKVHFDATA LINKSMODE SADLPATCAUTOMATIONATC SERVICESVHFCOMMSATELLITEDATA LINKSATN