SSR二次雷达课件

2020/2/26二次雷达（SSR）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空管监视技术SSR历史发展SSR基本原理SSR特有问题ModeSSSR电子信息工程学院二次雷达（SSR）空管监视技术CNS/ATM新一代航行系统C:Communication通信N:Navigation导航S:Surveillance监视ATM:AirTrafficManagementATC（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。电子信息工程学院二次雷达（SSR）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。电子信息工程学院二次雷达（SSR）空管监视技术电子信息工程学院二次雷达（SSR）空管监视技术电子信息工程学院二次雷达（SSR）空管监视技术电子信息工程学院二次雷达（SSR）空管监视技术电子信息工程学院二次雷达（SSR）空管监视技术电子信息工程学院二次雷达（SSR）空管监视技术电子信息工程学院二次雷达（SSR）空管监视技术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监视政策规划电子信息工程学院二次雷达（SSR）二次雷达SSR，SecondarySurveillanceRadarSSR使得管制员可以可靠地识别屏幕上的飞机。电子信息工程学院二次雷达（SSR）二次雷达高度表应答机天线询问(1030MHz)回答(1090MHz)ModeAModeC识别码5423高度码20.3s20.3s21s8sP1P2P3P1P2P35423电子信息工程学院二次雷达（SSR）二次雷达收、发工作频率不同发射：1030MHz接收：1090MHz信号单程工作具有通信的特征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（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、ModeS、自动化系统。SSR历史发展电子信息工程学院二次雷达（SSR）SSR历史发展电子信息工程学院二次雷达（SSR）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录取器电子信息工程学院二次雷达（SSR）SSR组成电子信息工程学院二次雷达（SSR）SSR组成电子信息工程学院二次雷达（SSR）信号格式询问信号应答信号发送和接收的是脉冲编码信号。询问应答P1P2P3距离F1F2Code电子信息工程学院二次雷达（SSR）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1P2P3Ps2sX电子信息工程学院二次雷达（SSR）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(1030MHz)ModeAModeC21s8sP1P2P3P1P2P3ICAO规定民用航管二次雷达只采用模式A和模式C交替询问。电子信息工程学院二次雷达（SSR）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F1C1A1C2A2C4A4B1D1B2D2B4D4F220.3S0.45S1.45SXF2SPI4.35S电子信息工程学院二次雷达（SSR）应答信号F1C1A1C2A2C4A4B1D1B2D2B4D4F220.3S0.45S1.45SXF2SPI4.35SF1，F2：框架（帧）脉冲表明一个回答的存在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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）F1C1A1C2A2C4A4B1D1B2D2B4D4F220.3S0.45S1.45SXF2SPI4.35S电子信息工程学院二次雷达（SSR）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0F1C1A1C2A2C4A4B1D1B2D2B4D4F220.3S0.45S1.45SXF2SPI4.35S电子信息工程学院二次雷达（SSR）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F1C1A1C2A2C4A4B1D1B2D2B4D4F220.3S0.45S1.45SXF2SPI4.35S电子信息工程学院二次雷达（SSR）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，DF1C1A1C2A2C4A4B1D1B2D2B4D4F2XF27777ABCD电子信息工程学院二次雷达（SSR）应答信号响应模式C询问回答高度码码序2D4D1D1A2A4A4B1B2B标准循环码五进制码1C4C2C电子信息工程学院二次雷达（SSR）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英尺电子信息工程学院二次雷达（SSR）应答信号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00001111110000011100128322100050042电子信息工程学院二次雷达（SSR）应答信号五周期码依照循环码奇偶性查表上例循环码偶数位，所以，010代表2，即200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）应答信号如下高度码代表海拔高度20000英尺1F1A2C2A4A1B2B4B2F电子信息工程学院二次雷达（SSR）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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CBA电子信息工程学院二次雷达（SSR）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channelmainlobecontrolchannelaircraftinaxisofmainlobeLookingtotheiramplitudes,P1&P3aremuchgreaterthanP2thetransponderistriggeredLookingtotheiramplitudes,P1&P3arelessthanP2thetransponderisNOTtriggeredP1P2P3P1P2P3aircraftinasidelobe询问旁瓣抑制技术电子信息工程学院二次雷达（SSR）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电子信息工程学院二次雷达（SSR）空间信号特征主瓣方向P1＞P2旁瓣方向P1≤P2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undetermined回答抑制-9dB0dBP1P2P3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单脉冲技术测角的三要素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）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）单脉冲测角原理波程差目标天线瞄准轴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sin2dd12单脉冲测角技术测角示意图电子信息工程学院二次雷达（SSR）2d121XR去XR去12矢量矢量12矢量矢量12单脉冲测角技术和差信号电子信息工程学院二次雷达（SSR）偏离瞄准轴大小1矢量2矢量1122sin2d121212大于大于大于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。电子信息工程学院二次雷达（SSR）12矢量矢量12矢量矢量11221212单脉冲测角技术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。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12A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OBA信息电子信息工程学院二次雷达（SSR）结构/4/43/4/4LΣRΔ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°，叠加信号为矢量和单脉冲测角技术和-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/4LΣRΔ单脉冲测角技术和-差信号电子信息工程学院二次雷达（SSR）水平方向图询问波束：•和波束——发射P1-P3,接收回答。•差波束——接收回答产生单脉冲信息。控制波束：发射P2ISLS接收回答RSLS天线系统电子信息工程学院二次雷达（SSR）dB00612126波束差波束和控制波束dB10dB20dB30dB40天线系统水平波束电子信息工程学院二次雷达（SSR）波束和波束差45.2maxmaxminmaxdB3dB3.0不平度交叉电平dB3.03水平方向图技术要求天线系统电子信息工程学院二次雷达（SSR）SUM=CONTROLCONTROL9dBdownSUM实际水平波束天线系统电子信息工程学院二次雷达（SSR）504maxG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天线系统电子信息工程学院二次雷达（SSR）)(FdB16dB2604650dB20单调降高度角余割平方特性dB0度下切率/8.1dB垂直方向图天线系统0°：按1.8dB/度衰减0°~12°：呈笔形波束12°~24°：呈余割平方形波束36°~72°：单调衰减到-30dB电子信息工程学院二次雷达（SSR）THALESAS909天线天线系统电子信息工程学院二次雷达（SSR）大垂直孔径天线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（openarray）大垂直孔径天线（LVA）轴对称，左右各17个辐射柱，馈电规律相同。辐射柱之间是反射器。天线结构天线系统电子信息工程学院二次雷达（SSR）LiftingEyeRadiator1of358m0.93m1.85m2.06mControlRearRadiatorRaytheon的LVA天线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天线系统电子信息工程学院二次雷达（SSR）单辐射柱功率分配示意图天线系统单脉冲二次雷达LVA天线的垂直辐射单元馈电的幅度和相位各不相同