《s模式雷达的特点》由会员分享，可在线阅读，更多相关《s模式雷达的特点（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、S模式原理介绍,二次雷达发展背景： 二次大战期间，为了达到自我识别和飞机定位的目的，产生了二次雷达。 二次雷达和相应的应答机不断发展。,S模式原理介绍,运行模式： A模式 飞行器有4096种编码 C模式 A+ 模式 高度编码，100英尺采样,S模式原理介绍,A/C模式的缺点： 信息量已满足不了要求。 异步干扰：随着流量的增加，异步干扰增加，可能导致错误的假目标。 同步串扰。 捕获/沉默时间,S模式原理介绍,S模式的解决方法： 给每架飞行器一个唯一的识别码：24位地址码。 选择性询问：有选择性地进行询问以 寻址每架唯一的飞机而无需在整个天 线波瓣内进行广播询问。减少同步串 扰。 不但能进行监视（
2、如输出飞机方位），同时也具有数据链的功能。数据链只能建立于通过监视处理而确立航迹的飞机于雷达之间。 增强型中的上行链路/下行链路：管制员访问参数/系统访问参数。 向下兼容,S模式原理介绍,为能提供二次雷达的标准功能，ICAO对S模式下的数据网络进行了标准化：使用S模式数据链功能的地空数据网应与ATN网兼容。但同时该数据链也能提供非ATN网的服务。 * ATN : Aeronautical Telecommunications Network,S模式原理介绍,询问格式 交互模式（Intermode）询问：A/C/S全呼询问模式,S模式原理介绍,S模式询问脉冲 模式S询问,S模式原理介绍,P1-P
3、2 为模式S询问的前导脉冲（Preamble pulse）脉冲。老系统的应答机把它看成旁瓣询问指令，在P2之后形成35us的抑制时间。 P5 脉冲通过控制通道发射，用于询问旁瓣抑制。P5脉冲采用幅度调制，时间上和同步相位反转重叠。 P6数据脉冲（数据块），宽度为16.25s 或30.25s，分别包含56 或112 位询问信息。调制方式采用差动移相键控（DPSK），速率为4Mbps，每个数据片位（chip）是0.25微秒。 P6的第一个相位反转（phase reversal）位置距P6脉冲前沿1.25 us，称同步相位反转。（sync-phase reversal）。作用是回答定时参考基准并与应
4、答机时钟同步，同时作为DPSK译码开始 。 在P6脉冲下降沿之前0.5微秒是保护间隔（guard interval）。,S模式原理介绍,DPSK编码规则：当相邻片位之间相位变化180时表示二 进制的逻辑1，相邻片位之间相位无变化 时表示二进制的逻辑0。,S模式原理介绍,S模式询问脉冲 询问脉冲参数应满足下表要求(单位s)：,S模式原理介绍,模式S 应答编码格式,S模式原理介绍,模式S 应答频率为10901MHz。 模式S 应答由4 个导前脉冲和56 或112 位应答数据块组成，应答数据采用二进制脉冲位置调制方式，脉冲出现在前半段时代表“1”，出现在后半段时代表“0”。 模式S 应答的第一个导前
5、脉冲与后续的三个导前脉冲的间隔分别为1、3.5 和4.5s。 模式S 应答中任意两个脉冲的幅度变化不能超过2dB。,S模式原理介绍,模式S 应答脉冲参数,S模式原理介绍,数据块 询问和回答数据块各有相对应的25种上行（UP）和下行（DF）格式 。目前国际民航组织规定了其中的8种。 格式0和16用于空对空监视属于空中碰撞回避系统（air collision avoidance system）ACAS。 格式11是模式S全呼。 格式4和5用于监视。 格式20和21用于监视和地-空通信。 格式24是扩展长度信息（extended length message）ELM通信。,S模式原理介绍,模式S 上
6、行询问格式 模式S 上行询问格式见下表，共有25 种上行询问格式,S模式原理介绍,S模式原理介绍,模式S 下行应答格式 模式S 下行应答格式见下表，共有25 种下行应答格式。,S模式原理介绍,S模式原理介绍,模式S监视 地面站已经建立了管制空域的模式S询问的文件，即已经知道飞机的地址码和近似的位置。 在确定询问的前几个扇区调出文件，按飞机的距离，和对每架飞机的数据链的通行要求，编制询问程序。 在一次扫描中询问一个或多个模式S应答机。 每次询问成功，用新的信息去更新原有的询问文件。 询问不成功，在飞机驻留询问天线波束期间，询问机可以自行进行第二次询问。,S模式原理介绍,询问方式 询问时间被分成了
7、两段：全呼（AC）和选呼（RC），这两种询问方式是交替进行的。 全呼询问可以采用模式A/C/S全呼（交互模式询问的长P4）和模式S全呼（上行格式UF=11）两种方法。 在全呼周期内，雷达将询问所有的飞机以识别它们，同时获取它们的S模式地址码。一旦取得各飞机的地址码，雷达将对相应的飞机进行选择询问，而在选呼状态下的飞机将不应答全呼询问。 为使多路雷达捕获同一飞机，每台雷达将被赋予一个II编码 (Interrogator Identifier Code)。此编码将置于全呼询问中，每套雷达用此编码来锁定某架飞机，但只有15II编码以供同时使用。,S模式原理介绍,选择性询问 A类型模式 B类型模式,S
8、模式原理介绍,S模式的全呼叫、滚动呼叫与选择呼叫：,S模式原理介绍,模式A/C/S全呼（交互模式询问的长P4） 模式A/C/S全呼询问 回答：接收包含飞机地址的全呼回答（DF=11） 询问：监视询问UF=4或5或20或21的上行格式询问。 回答：启动应答机的非选择锁定定时器，锁定状态保持18秒一个周期。由询问刷新。,S模式原理介绍,非选择性（non-selective）协议的适用条件 地面询问机没有与其它模式S地面询问机有重叠的覆盖。 通过通讯网络，保证只有一个询问机在一段时间内与空中飞机的通讯。,S模式原理介绍,非选择性（non-selective）协议 应答机一旦锁定，就不再响应地面站对它
9、的全呼询问。 可以减少地空之间的同步窜扰 多站覆盖环境，非选择性锁定防碍尚未捕获该目标的地面站对它的全呼捕获。,S模式原理介绍,模式S全呼询问（UF=11） 询问UF=11 。II（interrogator identifier）字段报告地面站的站址。 如果应答机不处于指定站址锁定状态，回答DF=11，报告飞机地址码和数据链能力。同时锁定站址，拒绝其全呼询问。 应答机有15个站址锁定定时器，编号从1到15 ，可以同时对多个地面站进行站址锁定。 DF=11的AP字段是站址和飞机地址的编码，提供站址的询问机可以接收该回答。 一旦建立锁定关系，拒绝任何全呼询问。,S模式原理介绍,随机捕获： 模式S的
10、锁定能使目标捕获的同步串扰最少，但不能完全消除。 用增加所要捕获目标的时间来分解空中串扰目标 。 在模式S全呼询问（UF=11）的PR（回答概率）字段置小于1的回答概率。 回答概率可以根据窜扰情况自动调整。,S模式原理介绍,覆盖管理 重叠区模式S飞机如何管理？ 如何将模式S的地址转移到邻近的地面站？,S模式原理介绍,对于一个孤立的地面站的覆盖管理 监视管理简单。 询问机提供监视和数据链服务。 询问机锁定模式S飞机使之拒绝全呼回答。,S模式原理介绍,多站情况下的覆盖管理 使用网络管理功能。 网络管理是基于预先存储在每个站的地图，它规定了每个空域询问机应当履行的职责，管理本地站的全部活动： 1.目
11、标保持航迹 2.管制移交,S模式原理介绍,重叠覆盖 为了保证对模式S飞机监视和数据链服务的连续性，飞机应当保持同时处于至少两个站的模式S询问之下 ，一旦一个地面站/飞机的链路失去联系以便由另一个提供即时的支持。 处于两个（或多个）地面站模式S询问时,应由对该飞机负有管制责任的空中交通管理机构指定一个主导站，完成全呼锁定；数据链读出；扩展长度信息（ELM）处理等。,S模式原理介绍,监视协同功能： 目的在于成立一个雷达群（集群），允许共享飞行器的信息。 集群内的雷达可使用同一II编码。,S模式原理介绍,监视协同功能： 所有雷达都通过网络互联 并直接交换数据。 每台雷达都知道相邻区的 覆盖范围。 当
12、一架飞行器进入雷达的 覆盖区内，这台雷达通知 相邻雷达。,S模式原理介绍,移交：入网的地面站之间通过公用的地-地数据通信网传 送通过监视边界的飞机的数据，实现管制移交。,S模式原理介绍,EHS：增强型监视 S模式应答机具有256个称作BDS（Comm B Data Selector传输数据选择器）的寄存器。每个寄存器都有56位长度，且询问机对此随时可读。这些寄存器存有飞机的各项信息：飞行速度，朝向，滚动角，轨迹角，天气信息，识别码及ACAS（Airborne Collision Avoidance System防撞系统）信息等。 这主要是为了增加常规目标报告的信息量，且部分BDS信息属监视处理
13、的一部分，故这些BDS称为增强的监视信息。,S模式原理介绍,EHS：增强型监视 优点： 空中姿态更清楚。 降低了ATC的工作量。 安全性增强。 基于安全的原因，每台雷达对所有目标都进行常规增强监视以获取相应的BDS信息，同时值得注意的是这些BDS信息也用于加强雷达本身的录取处理能力。 此增强的监视功能可应用于GICB (Ground Initiated Comm B)，故把其当成一地空数据链。,S模式原理介绍,数据链 S模式的数据链又可定义成两个级别： 第一级别包含一台询问机与一台应答机间的通信，它能提供兼容数据链路层的服务，其速率可达1280BITS，另还可提供三项额外的服务： 上传广播服务，它使询问机对所用波瓣内的飞机发送84BIT长信息。 下传广播服务，它使飞机对范围内的所有雷达发送56BIT长信息。 GICB服务，它使一台询问机录取一项BDS信息。,S模式原理介绍,数据链 在第一级别之上，ICAO定义了第二级别以提供一更完整和更能共同使用的服务，此第二级别为： 提供 ISO 8208 服务，遵循ATN规范。（被称为转换虚拟电路SVC服务） 提供S模式的特殊服务，如S模式的数据传输和S模式功能应用的优化。 允许用户透明管理多台询问机。（在单一询问机覆盖范围内的飞行时间是比较短的）,谢谢！,
