民機通信導(dǎo)航與雷達 第七章 空中交通管制應(yīng)答機ppt課件_第1頁
民機通信導(dǎo)航與雷達 第七章 空中交通管制應(yīng)答機ppt課件_第2頁
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文檔簡介

1、理解離散尋址信標(biāo)系統(tǒng)的基本工作原理;理解離散尋址信標(biāo)系統(tǒng)的基本工作原理;課時分配課時分配5 5學(xué)時學(xué)時 空中交通管制,其目的是有序地組織和實施空中交通,防空中交通管制,其目的是有序地組織和實施空中交通,防止飛機相撞,保證飛行安全,同時提高航空交通繁忙空域,主止飛機相撞,保證飛行安全,同時提高航空交通繁忙空域,主要是中心機場的利用效率。要是中心機場的利用效率。 空中交通管制系統(tǒng)可分為數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng),數(shù)據(jù)遠距傳輸系統(tǒng),空中交通管制系統(tǒng)可分為數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng),數(shù)據(jù)遠距傳輸系統(tǒng),數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)和空地通信系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)和空地通信系統(tǒng)。 空中交通管制應(yīng)答機空中交通管制應(yīng)答機ATC TRANSPONDE

2、RATC TRANSPONDER是保證飛機在繁是保證飛機在繁忙空域中飛行和進行著陸過程中的安全的重要設(shè)備之一。它的功忙空域中飛行和進行著陸過程中的安全的重要設(shè)備之一。它的功用是向地面管制中心報告飛機的識別代碼和飛機的氣壓高度?,F(xiàn)用是向地面管制中心報告飛機的識別代碼和飛機的氣壓高度。現(xiàn)代機載應(yīng)答機則是機載防撞系統(tǒng)的主要組成設(shè)備之一,它可以利代機載應(yīng)答機則是機載防撞系統(tǒng)的主要組成設(shè)備之一,它可以利用數(shù)字形式傳送更為廣泛的信息。機載應(yīng)答機是和地面二次雷達用數(shù)字形式傳送更為廣泛的信息。機載應(yīng)答機是和地面二次雷達配合工作的,所以有時候把它叫做二次雷達應(yīng)答機。配合工作的,所以有時候把它叫做二次雷達應(yīng)答機。

3、 空中交通管制雷達信標(biāo)系統(tǒng)也可以稱為航管二次監(jiān)視雷達系空中交通管制雷達信標(biāo)系統(tǒng)也可以稱為航管二次監(jiān)視雷達系統(tǒng)。通常,把系統(tǒng)的地面二次監(jiān)視雷達簡稱為二次雷達。統(tǒng)。通常,把系統(tǒng)的地面二次監(jiān)視雷達簡稱為二次雷達。 v一、空中交通管制一、空中交通管制 空中交通管制通常分為終端區(qū)空中交通管制與航路走廊空中交通管制通常分為終端區(qū)空中交通管制與航路走廊空中交通管制。對我國民航而言,通常所指的是以機場為中心空中交通管制。對我國民航而言,通常所指的是以機場為中心的大約的大約150km150km范圍終端區(qū)中的空中交通管制,范圍終端區(qū)中的空中交通管制, 空中交通管制所依賴的技術(shù)基礎(chǔ)是空中交通管制系統(tǒng)。一空中交通管制

4、所依賴的技術(shù)基礎(chǔ)是空中交通管制系統(tǒng)。一般,空中交通管制系統(tǒng)可以分為數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)、數(shù)據(jù)遠距傳輸般,空中交通管制系統(tǒng)可以分為數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)、數(shù)據(jù)遠距傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)和空地通信系統(tǒng)。系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)和空地通信系統(tǒng)。 v二、一次雷達與二次雷達二、一次雷達與二次雷達 (一一次監(jiān)視雷達(一一次監(jiān)視雷達 地面一次監(jiān)視雷達地面一次監(jiān)視雷達PSRPSR的工作方式與機載氣象的工作方式與機載氣象雷達相似,是依靠目標(biāo)對雷達天線所輻射的射頻脈沖雷達相似,是依靠目標(biāo)對雷達天線所輻射的射頻脈沖能量的反射而探測目標(biāo)的。以一定速率在能量的反射而探測目標(biāo)的。以一定速率在360360范圍范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)掃掠的天線,把雷達發(fā)

5、射信號形成方向性很強內(nèi)旋轉(zhuǎn)掃掠的天線,把雷達發(fā)射信號形成方向性很強的波束輻射出去,同時接收由飛機或其他目標(biāo)反射回的波束輻射出去,同時接收由飛機或其他目標(biāo)反射回來的回波能量,以獲取目標(biāo)的距離、方位信息,監(jiān)視來的回波能量,以獲取目標(biāo)的距離、方位信息,監(jiān)視空域中飛機的存在及活動情況??沼蛑酗w機的存在及活動情況。 地面一次監(jiān)視雷達通常工作于地面一次監(jiān)視雷達通常工作于L L波段波段100010002000MHz2000MHz和和S S波段波段20004000 MHz20004000 MHz),具有很),具有很強的脈沖功率,其探測距離可達強的脈沖功率,其探測距離可達400km400km或更遠,因而或更遠,

6、因而其發(fā)射設(shè)備和天線都相當(dāng)龐大。其發(fā)射設(shè)備和天線都相當(dāng)龐大。 二次雷達工作于波段,其詢問發(fā)射頻率為 1030 MHz,接收頻率為 1090MHz,作用距離與配合工作的一次雷達相適應(yīng),但發(fā)射功率遠低于一次雷達。v(二二次雷達系統(tǒng)(二二次雷達系統(tǒng)1 1二次雷達的工作方式二次雷達的工作方式 二次雷達的工作方式與一次雷達不同,它是由地面二次雷二次雷達的工作方式與一次雷達不同,它是由地面二次雷達達詢問器與機載應(yīng)答器配合,采用問答方式工作的。詢問器與機載應(yīng)答器配合,采用問答方式工作的。 地面二次雷達發(fā)射機產(chǎn)生詢問脈沖信號由其天線輻射;機地面二次雷達發(fā)射機產(chǎn)生詢問脈沖信號由其天線輻射;機載應(yīng)答機在接收到有效

7、詢問信號后產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)答信號發(fā)射;載應(yīng)答機在接收到有效詢問信號后產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)答信號發(fā)射;地面二次雷達接收機接收這一應(yīng)答信號,在進行一系列處理后地面二次雷達接收機接收這一應(yīng)答信號,在進行一系列處理后獲得所需的飛機代碼等信息??梢姡卫走_系統(tǒng)必須經(jīng)過二獲得所需的飛機代碼等信息??梢姡卫走_系統(tǒng)必須經(jīng)過二次雷達發(fā)射機與機載應(yīng)答器發(fā)射機的兩次有源輻射詢問與應(yīng)次雷達發(fā)射機與機載應(yīng)答器發(fā)射機的兩次有源輻射詢問與應(yīng)答各一次),才能實現(xiàn)其功能。答各一次),才能實現(xiàn)其功能。 在同時裝備有二次雷達與一次雷達的空中交通管制系統(tǒng)中,在同時裝備有二次雷達與一次雷達的空中交通管制系統(tǒng)中,通常總是使二次雷達與一次監(jiān)視雷

8、達協(xié)同工作。二次雷達的條通??偸鞘苟卫走_與一次監(jiān)視雷達協(xié)同工作。二次雷達的條形天線安裝在一次雷達天線上方,二者同步掃掠。見圖形天線安裝在一次雷達天線上方,二者同步掃掠。見圖7-17-1。二。二次雷達與一次雷達共用定時電路與顯示終端,以實現(xiàn)同步工作。次雷達與一次雷達共用定時電路與顯示終端,以實現(xiàn)同步工作。圖7-1 二次雷達與一次雷達 二次雷達系統(tǒng)的組成方框圖如圖二次雷達系統(tǒng)的組成方框圖如圖7-27-2所示。圖中虛線左側(cè)為所示。圖中虛線左側(cè)為地面二次雷達地面二次雷達詢問器,右側(cè)為機載應(yīng)答機。由圖可見,地面詢問器,右側(cè)為機載應(yīng)答機。由圖可見,地面二次雷達包括發(fā)射電路、編碼器及接收電路;機載應(yīng)答機也

9、是由二次雷達包括發(fā)射電路、編碼器及接收電路;機載應(yīng)答機也是由接收電路、譯碼器、編碼器和發(fā)射電路等電路組成的。接收電路、譯碼器、編碼器和發(fā)射電路等電路組成的。 2 2二次雷達系統(tǒng)的組成及工作概況二次雷達系統(tǒng)的組成及工作概況 二次雷達發(fā)射機在編碼器的控制二次雷達發(fā)射機在編碼器的控制下,產(chǎn)生一定模式的詢問脈沖對信號。下,產(chǎn)生一定模式的詢問脈沖對信號。通過它的條形方向性天線輻射。在其通過它的條形方向性天線輻射。在其天線波束照射范圍內(nèi)的機載應(yīng)答機對天線波束照射范圍內(nèi)的機載應(yīng)答機對所接收到的詢問信號進行接收處理與所接收到的詢問信號進行接收處理與譯碼識別,如果判明為有效的詢問信號,則由應(yīng)答機中的編碼電譯碼識

10、別,如果判明為有效的詢問信號,則由應(yīng)答機中的編碼電路控制發(fā)射電路產(chǎn)生應(yīng)答發(fā)射信號發(fā)射。應(yīng)答信號被地面二次雷路控制發(fā)射電路產(chǎn)生應(yīng)答發(fā)射信號發(fā)射。應(yīng)答信號被地面二次雷達天線接收后,經(jīng)過接收電路、譯碼電路的一系列處理,將所獲達天線接收后,經(jīng)過接收電路、譯碼電路的一系列處理,將所獲得的信息輸往數(shù)據(jù)處理與顯示系統(tǒng)。得的信息輸往數(shù)據(jù)處理與顯示系統(tǒng)。 圖7-2 雷達信標(biāo)系統(tǒng)簡化方框圖3 3二次雷達信息二次雷達信息 圖7-3 二次雷達圖像舉例目前,航管二次雷達系統(tǒng)可以獲得的信息主要是:目前,航管二次雷達系統(tǒng)可以獲得的信息主要是:(1 1飛機的距離與方位信息;飛機的距離與方位信息;(2 2目標(biāo)的識別信息,及飛機

11、軍用或民用的代碼;目標(biāo)的識別信息,及飛機軍用或民用的代碼;(3 3飛機的氣壓高度信息;飛機的氣壓高度信息;(4 4一些緊急警告信息,如飛機發(fā)生緊急故障、無線電通信失一些緊急警告信息,如飛機發(fā)生緊急故障、無線電通信失效或飛機被劫持等。效或飛機被劫持等。圖圖7-37-3是一種典型的顯示圖像。圖中弧形顯是一種典型的顯示圖像。圖中弧形顯示圖像為裝備有應(yīng)答機的飛機回波圖像;點示圖像為裝備有應(yīng)答機的飛機回波圖像;點形圖像則為沒有裝備應(yīng)答機的飛機的圖像。形圖像則為沒有裝備應(yīng)答機的飛機的圖像。弧形圖像旁的二層數(shù)字顯示中的上層為飛機弧形圖像旁的二層數(shù)字顯示中的上層為飛機的代碼信息,下層為飛機的氣壓高度信息。的代

12、碼信息,下層為飛機的氣壓高度信息。當(dāng)弧形圖像閃爍時,表示該飛機遇到了緊急當(dāng)弧形圖像閃爍時,表示該飛機遇到了緊急情況。加粗、增輝的圖像為按下識別按鈕發(fā)情況。加粗、增輝的圖像為按下識別按鈕發(fā)射射SPISPI脈沖時所產(chǎn)生的圖像。脈沖時所產(chǎn)生的圖像。圖圖7-47-4為一種實際的航管二次雷達顯示為一種實際的航管二次雷達顯示畫面。這種顯示器稱為綜合顯示器,畫面。這種顯示器稱為綜合顯示器,它除了可以顯示上述目標(biāo)的圖像、代它除了可以顯示上述目標(biāo)的圖像、代碼、高度及其他信息外,還可以顯示碼、高度及其他信息外,還可以顯示地圖背景及必要的標(biāo)志和字符,可以地圖背景及必要的標(biāo)志和字符,可以顯示飛機的航跡等信息。圖中,虛

13、線顯示飛機的航跡等信息。圖中,虛線表示航空管制區(qū)域;雙線表示航路和表示航空管制區(qū)域;雙線表示航路和走廊,中央的雙線圖形表示出機場跑走廊,中央的雙線圖形表示出機場跑道的位置和方向;單線表示小航路,道的位置和方向;單線表示小航路,在航路上的小點代表導(dǎo)航臺的位置,在航路上的小點代表導(dǎo)航臺的位置,其他小點是地標(biāo);與一次雷達顯示器相同,為了便于判別飛機其他小點是地標(biāo);與一次雷達顯示器相同,為了便于判別飛機的距離與方位,顯示器上顯示有同心圓形的距離標(biāo)志圈和代表的距離與方位,顯示器上顯示有同心圓形的距離標(biāo)志圈和代表方位的方位射線。方位的方位射線。 圖7-4 一種實際航管雷達顯示畫面v(三雷達信標(biāo)系統(tǒng)的特點(

14、三雷達信標(biāo)系統(tǒng)的特點v1 1發(fā)射功率較小發(fā)射功率較小 在覆蓋范圍相同的條件下,二次雷達系統(tǒng)的發(fā)射功率要比一在覆蓋范圍相同的條件下,二次雷達系統(tǒng)的發(fā)射功率要比一次雷達小得多。例如,當(dāng)作用距離為次雷達小得多。例如,當(dāng)作用距離為370km370km時,工作于同一波段時,工作于同一波段的一次雷達應(yīng)具有約的一次雷達應(yīng)具有約2500kw2500kw的脈沖功率,而二次雷達僅需的脈沖功率,而二次雷達僅需2.5kw2.5kw的脈沖詢問功率。相應(yīng)地,二次雷達及應(yīng)答機的接收靈敏度也的脈沖詢問功率。相應(yīng)地,二次雷達及應(yīng)答機的接收靈敏度也可以比一次雷達的低一些??梢员纫淮卫走_的低一些。 2 2干擾雜波較少干擾雜波較少

15、雷達信標(biāo)系統(tǒng)的接收頻率與發(fā)射頻率不同,各種地物、氣雷達信標(biāo)系統(tǒng)的接收頻率與發(fā)射頻率不同,各種地物、氣象目標(biāo)對象目標(biāo)對1030MHz1030MHz發(fā)射信號的反射信號,不會被頻率為發(fā)射信號的反射信號,不會被頻率為1090MHz1090MHz的接收機所接收,因此二次雷達基本上沒有上述雜波干擾。這的接收機所接收,因此二次雷達基本上沒有上述雜波干擾。這是與一次雷達不同的。是與一次雷達不同的。 3 3不存在目標(biāo)閃爍現(xiàn)象不存在目標(biāo)閃爍現(xiàn)象 二次雷達回波是機載應(yīng)答機主動輻射的信號形成的,不是二次雷達回波是機載應(yīng)答機主動輻射的信號形成的,不是目標(biāo)反射能量形成的,因而與目標(biāo)的反射面積無關(guān),不存在由目標(biāo)反射能量形成

16、的,因而與目標(biāo)的反射面積無關(guān),不存在由于目標(biāo)姿態(tài)變化及散射所引起的回波忽強忽弱而導(dǎo)致的閃爍現(xiàn)于目標(biāo)姿態(tài)變化及散射所引起的回波忽強忽弱而導(dǎo)致的閃爍現(xiàn)象。雖然飛機機動飛行時可能會暫時遮擋住應(yīng)答機天線而造成象。雖然飛機機動飛行時可能會暫時遮擋住應(yīng)答機天線而造成回波的瞬時中斷,但這種情況不是經(jīng)常出現(xiàn)的?;夭ǖ乃矔r中斷,但這種情況不是經(jīng)常出現(xiàn)的。4 4方位精度較差而高度精度較高方位精度較差而高度精度較高 前已說明,二次雷達系統(tǒng)可以獲得較為準(zhǔn)確的飛機高度信前已說明,二次雷達系統(tǒng)可以獲得較為準(zhǔn)確的飛機高度信息。與一次雷達相比,這是一個突出的優(yōu)點。另一方面,由于息。與一次雷達相比,這是一個突出的優(yōu)點。另一方面

17、,由于二次雷達通常采用較為簡單的條形天線,它的方位精度較差。二次雷達通常采用較為簡單的條形天線,它的方位精度較差。由于二次雷達與一次雷達相比具有上述特點,所以實用中往往由于二次雷達與一次雷達相比具有上述特點,所以實用中往往是使二次雷達與一次雷達配合工作,取長補短,提供空中交通是使二次雷達與一次雷達配合工作,取長補短,提供空中交通管制所需要的廣泛信息。管制所需要的廣泛信息。v三、詢問信號三、詢問信號(一詢問模式(一詢問模式 地面二次雷達發(fā)射的是射頻脈沖信號。這種信號由間隔不地面二次雷達發(fā)射的是射頻脈沖信號。這種信號由間隔不同的脈沖對信號組成。脈沖信號的脈沖編碼方式稱為詢問模式。同的脈沖對信號組成

18、。脈沖信號的脈沖編碼方式稱為詢問模式。 目前,國際民航組織規(guī)定的航管二次雷達詢問模式共有目前,國際民航組織規(guī)定的航管二次雷達詢問模式共有6 6種,種,分別稱為模式分別稱為模式1 1,2 2, 3 3,和,和D D。其中模式。其中模式1 1,2 2為軍用;為軍用;模式模式3 3可用于軍用與民用識別;模式只用于民用識別;模可用于軍用與民用識別;模式只用于民用識別;模式用于高度詢問;模式為備用詢問模式,其詢問內(nèi)容尚未式用于高度詢問;模式為備用詢問模式,其詢問內(nèi)容尚未確定。可見,與民航有關(guān)的是確定??梢?,與民航有關(guān)的是A A,模式用于飛機代碼識別,模式用于飛機代碼識別和模式用于高度詢問)。和模式用于高

19、度詢問)。 圖圖7 75 5為模式,的脈沖間隔關(guān)系。圖中畫出為模式,的脈沖間隔關(guān)系。圖中畫出了一對脈沖了一對脈沖 與與 ,實際上在各模式的,實際上在各模式的 脈沖之后還有一個幅脈沖之后還有一個幅度較小的脈沖度較小的脈沖 。由圖可知,模式的脈沖間隔為。由圖可知,模式的脈沖間隔為8 8 ,模式,模式為為17 17 ,模式為,模式為21 21 ,模式,模式D D為為25 25 。各模式脈沖間隔時。各模式脈沖間隔時間的誤差為間的誤差為0.2 0.2 ;脈沖寬度為;脈沖寬度為0.80.80.1 0.1 。圖7-5 詢問模式 1P1P1P1P3P1P1P3P1P2Pssssss(二詢問方式(二詢問方式 實

20、際上航管人員既需要掌握飛機的代碼信息又需要了解飛實際上航管人員既需要掌握飛機的代碼信息又需要了解飛機的高度信息,所以二次雷達總是交替發(fā)射不同模式的詢問信機的高度信息,所以二次雷達總是交替發(fā)射不同模式的詢問信號的。號的。 通常,采用每組三重模式的詢問方式,即每組輪流發(fā)射三通常,采用每組三重模式的詢問方式,即每組輪流發(fā)射三種模式的詢問信號;三種模式以種模式的詢問信號;三種模式以111111的比例交替詢問。當(dāng)然,的比例交替詢問。當(dāng)然,也可以采用每組二重模式的詢問方式;模式之間的比例也可以也可以采用每組二重模式的詢問方式;模式之間的比例也可以是其他的數(shù)值,比如三重模式的是其他的數(shù)值,比如三重模式的22

21、2222,211211。二重模式。二重模式的的2121等等。等等。 與此同時,還可以按天線的掃掠來改換詢問方式,由天線與此同時,還可以按天線的掃掠來改換詢問方式,由天線通過正北方位時的信號來轉(zhuǎn)換。例如,在某一天線掃掠周期中,通過正北方位時的信號來轉(zhuǎn)換。例如,在某一天線掃掠周期中,以組三重模式交替詢問;在天線的下一個掃掠周期中,則以以組三重模式交替詢問;在天線的下一個掃掠周期中,則以另一組的三重或二重模式編排方式詢問。另一組的三重或二重模式編排方式詢問。(三詢問重復(fù)頻率(三詢問重復(fù)頻率 詢問重復(fù)頻率主要取決于二次雷達的作用距離,同時與應(yīng)詢問重復(fù)頻率主要取決于二次雷達的作用距離,同時與應(yīng)答機所能承

22、受的最大應(yīng)答率有關(guān)。對二次雷達來說,應(yīng)使最大答機所能承受的最大應(yīng)答率有關(guān)。對二次雷達來說,應(yīng)使最大作用距離內(nèi)的飛機應(yīng)答信號能在本詢問周期內(nèi)被接收到,而不作用距離內(nèi)的飛機應(yīng)答信號能在本詢問周期內(nèi)被接收到,而不能落在下一個詢問脈沖之后。為此,就應(yīng)保證信號的往返時間能落在下一個詢問脈沖之后。為此,就應(yīng)保證信號的往返時間小于詢問周期。例如設(shè)最大作用距離為小于詢問周期。例如設(shè)最大作用距離為370km370km,則電磁波的往返,則電磁波的往返時間約為時間約為2.5ms2.5ms,這樣重復(fù)頻率就必須低于,這樣重復(fù)頻率就必須低于400Hz400Hz。再考慮機載。再考慮機載應(yīng)答機的詢問阻塞、延遲時間,以及二次雷

23、達與終端顯示系統(tǒng)應(yīng)答機的詢問阻塞、延遲時間,以及二次雷達與終端顯示系統(tǒng)的處理、顯示時間,實際的重復(fù)頻率還應(yīng)低于這一計算值。的處理、顯示時間,實際的重復(fù)頻率還應(yīng)低于這一計算值。 綜上所述,通常把詢問重復(fù)率限制在使每架飛機在一次掃綜上所述,通常把詢問重復(fù)率限制在使每架飛機在一次掃掠中被詢問掠中被詢問2020至至4040次的范圍內(nèi)。一般,詢問重復(fù)頻率為次的范圍內(nèi)。一般,詢問重復(fù)頻率為150150450Hz450Hz。作用距離較近時,可以取較高的詢問重復(fù)頻率。作用距離較近時,可以取較高的詢問重復(fù)頻率。 詢問頻率也是由二次雷達中的編碼器控制的。詢問頻率也是由二次雷達中的編碼器控制的。 v四、應(yīng)答信號四、

24、應(yīng)答信號識別碼與高度碼識別碼與高度碼(一應(yīng)答格式(一應(yīng)答格式應(yīng)答格式見圖應(yīng)答格式見圖7-67-6,由圖可見,應(yīng)答脈沖串是由框架脈沖,由圖可見,應(yīng)答脈沖串是由框架脈沖 與與 , ,信息脈沖及信息脈沖及SPISPI脈沖組成的。脈沖組成的。 框架脈沖框架脈沖 與與 是應(yīng)答信是應(yīng)答信號的標(biāo)志脈沖號的標(biāo)志脈沖, ,之間的時之間的時間間隔固定為間間隔固定為20.3+0.120.3+0.1。在兩個框架脈沖的正中位置處留有一個備份的脈沖位置。在兩個框架脈沖的正中位置處留有一個備份的脈沖位置。脈沖恒為邏輯零,所以、脈沖的間隔為脈沖恒為邏輯零,所以、脈沖的間隔為2.92.9,其余脈沖的間隔均,其余脈沖的間隔均為為

25、1.451.45。在框架脈沖之后。在框架脈沖之后4.354.35處的是特別位置識別脈沖處的是特別位置識別脈沖SPISPI。只。只有在按下控制盒上的識別按鈕后才會產(chǎn)生有在按下控制盒上的識別按鈕后才會產(chǎn)生SPISPI脈沖。各應(yīng)答脈沖脈沖。各應(yīng)答脈沖的寬度均為的寬度均為0.450.45(0.10.1);脈沖的幅度均應(yīng)相等。);脈沖的幅度均應(yīng)相等。 1F2F圖7-6 應(yīng)答脈沖串格式1F2F(二識別代碼(二識別代碼1 1識別代碼的編碼原理識別代碼的編碼原理 置定旋鈕電路決定了置定旋鈕電路決定了1212個信息脈沖的編碼狀況。每個脈沖都個信息脈沖的編碼狀況。每個脈沖都有有1 1表示該脈沖存在和表示該脈沖存在

26、和0 0該脈沖不存在兩種狀態(tài),這樣該脈沖不存在兩種狀態(tài),這樣1212個信息脈沖共可組成種信息脈沖組合狀態(tài),即總共可表示個信息脈沖共可組成種信息脈沖組合狀態(tài),即總共可表示40964096個個識別代碼。識別代碼。 把把1212個信息脈沖分成個信息脈沖分成A,B,C,DA,B,C,D四組,每組表示四位數(shù)識別碼四組,每組表示四位數(shù)識別碼中的一位:中的一位:A A組表示第一位,組表示第二位,組表示第三位,組表示第一位,組表示第二位,組表示第三位,D D組表示第四位。注意,這四組脈沖從高到低的順序是組表示第四位。注意,這四組脈沖從高到低的順序是ABCDABCD,這,這一順序和脈沖在實際脈沖串中的位置順序一

27、順序和脈沖在實際脈沖串中的位置順序 , (見圖(見圖7-67-6是不一致的。是不一致的。1C1A4D這樣,每組脈沖都可以有三個信息脈沖。用這三個信息脈沖表這樣,每組脈沖都可以有三個信息脈沖。用這三個信息脈沖表示八進制數(shù),可以得到示八進制數(shù),可以得到0,1,2,3,4,5,6,70,1,2,3,4,5,6,7共共8 8個八進制數(shù)。個八進制數(shù)。 每個脈沖的下標(biāo)代表該脈沖的權(quán)值,例如每個脈沖的下標(biāo)代表該脈沖的權(quán)值,例如A A組脈沖內(nèi)組脈沖內(nèi) 的權(quán)為的權(quán)為1 1, 的權(quán)為的權(quán)為2 2, 的權(quán)為的權(quán)為4,4, ,D,D各組與此相同。各組與此相同。舉例來說,如果控制盒上所置定的識別代碼為舉例來說,如果控制

28、盒上所置定的識別代碼為71627162,那么:,那么: 組碼為組碼為7 7,所以,所以A A組碼為組碼為 1 1, =1=1, =1=1,1+2+4=71+2+4=7; 組碼為組碼為1 1,所以,所以B B組碼為組碼為 1 1, =0=0, =0=0,1+0+0=11+0+0=1; 組碼為組碼為6 6,所以,所以C C組碼為組碼為 0 0, =1=1, =1=1,0+2+4=60+2+4=6; 組碼為組碼為2 2,所以,所以D D組碼為組碼為 0 0, =1=1, =0=0,0+2+0=20+2+0=2;1A2A4A1A2A4A1B2B4B1C2C4C1D2D4D2 2緊急代碼緊急代碼7500

29、7500表示飛機被劫持;表示飛機被劫持;76007600表示無線電通信失效當(dāng)機組無法與地面通信時,表示無線電通信失效當(dāng)機組無法與地面通信時,通過選擇這一緊急代碼可報告地面管制人員);通過選擇這一緊急代碼可報告地面管制人員);77007700表示飛機發(fā)生危急故障。表示飛機發(fā)生危急故障。v(三高度碼(三高度碼 氣壓高度信息是由大氣數(shù)據(jù)計算機提供的,由高度編碼電氣壓高度信息是由大氣數(shù)據(jù)計算機提供的,由高度編碼電路編碼。路編碼。 1 1高度碼的特點高度碼的特點在代表飛機高度信息時,在代表飛機高度信息時,1212個信息脈沖也是分成個信息脈沖也是分成, , , ,四組的,但四組脈沖的組成順序是:四組的,但

30、四組脈沖的組成順序是: 421DDD421AAA421CCC與識別代碼是不同的。與識別代碼是不同的。國際民航組織規(guī)定的高度編碼范圍是從國際民航組織規(guī)定的高度編碼范圍是從10001000至至126700 ft126700 ft相相當(dāng)于當(dāng)于-304-304至至37000 m37000 m)規(guī)定高度編碼的增量為規(guī)定高度編碼的增量為100 ft100 ft。對于上述高度范圍,我們只需。對于上述高度范圍,我們只需 12781278組高度編碼,即只需利用組高度編碼,即只需利用40964096種編碼中的一小部分。種編碼中的一小部分。421BBB規(guī)定不用脈沖規(guī)定不用脈沖 ( 恒為);恒為); 和和 脈沖不能同

31、時為脈沖不能同時為1 1,但,但組脈沖必須有一個為組脈沖必須有一個為1 1。 1D1D1C4C實際上,民航所使用的高度范圍從實際上,民航所使用的高度范圍從-1000-1000到到 62700 ft62700 ft就足夠了,就足夠了,所以高度編碼中所以高度編碼中 的脈沖實際上也總是為零的??梢园训拿}沖實際上也總是為零的。可以把1010個編碼個編碼脈沖脈沖 分成三組:前三位分成三組:前三位 為第一組,為第一組,可編成可編成8 8個格雷碼組,用于表示高度范圍,其間隔為個格雷碼組,用于表示高度范圍,其間隔為8000 ft8000 ft,即,即共可有共可有8 8個間隔為個間隔為8000ft8000ft的

32、高度范圍;其后的的高度范圍;其后的 為第二組,為第二組,可編成可編成 1616個格雷碼組個格雷碼組, ,碼組的增量為碼組的增量為500ft500ft;最后的三位為第三;最后的三位為第三組組 ,接,接“五周期循環(huán)碼五周期循環(huán)碼可編成可編成5 5個碼組,增量為個碼組,增量為100 ft100 ft。1010位高度碼共可得到位高度碼共可得到640640個高度碼組,可表示從個高度碼組,可表示從1000 ft1000 ft至至62700 ft62700 ft(30419111m30419111m范圍內(nèi)的按范圍內(nèi)的按100 ft100 ft增量的高度編增量的高度編碼碼 。2D4214214214CCCBB

33、BAAAD214AAD4214BBBA321CCC表表7-2 十位高度碼的分組十位高度碼的分組由上可知,由上可知, 1010位高度碼共可得到位高度碼共可得到8 816165 5640 640 表表7-3 編碼的對應(yīng)高度增量編碼的對應(yīng)高度增量500 ft) 表表7-4 編碼的對應(yīng)高度增量增量為編碼的對應(yīng)高度增量增量為100 ft )高度編碼時先按表高度編碼時先按表7-37-3確定增量為確定增量為500 ft500 ft的第一、二組編碼,再的第一、二組編碼,再按表按表7-47-4確定增量為確定增量為100 ft100 ft的的C C組編碼。若高度的后三位數(shù)在組編碼。若高度的后三位數(shù)在N N1000

34、1000200 ft200 ft范圍內(nèi)范圍內(nèi)N N為為0 0,1 1,2 2,),則),則C C組用表組用表7-47-4中中左側(cè)左側(cè)1000 ft1000 ft欄的編碼;若高度在欄的編碼;若高度在M M500500200 ft200 ftM M為奇數(shù)為奇數(shù)的范圍內(nèi),則用表的范圍內(nèi),則用表7-47-4中中500 ft500 ft欄的編碼。欄的編碼。 421CCC設(shè)高度為設(shè)高度為28200 ft28200 ft,則由表,則由表7-37-3可知,前可知,前7 7位位的編碼為的編碼為;因高度的后三位數(shù)在;因高度的后三位數(shù)在10001000200 ft200 ft范圍內(nèi),故由表范圍內(nèi),故由表7-47-4

35、的的1000 ft1000 ft欄可知欄可知C C組的編碼為組的編碼為100100,即對應(yīng)于,即對應(yīng)于28200 ft28200 ft的高的高度編碼為:度編碼為: 如高度為如高度為28400 ft28400 ft,則因高度的末三位在,則因高度的末三位在500500200 ft200 ft范圍內(nèi),范圍內(nèi),所以應(yīng)使用表所以應(yīng)使用表7-47-4中中500ft500ft欄的編碼欄的編碼110110對應(yīng)于對應(yīng)于-100ft-100ft),前二),前二組的編碼也相應(yīng)改變?yōu)榻M的編碼也相應(yīng)改變?yōu)?1001100100110,即,即28400ft28400ft的高度編碼為:的高度編碼為: 0 0 1 1 421

36、4214214CCCBBBAAAD4214214214CCCBBBAAAD2 2高度編碼原理高度編碼原理高度編碼的前兩組(高度編碼的前兩組( 和和 )共)共7 7個信息脈沖,是按格個信息脈沖,是按格雷碼編碼的,可得到雷碼編碼的,可得到128128個碼組,每個碼組的增量為個碼組,每個碼組的增量為 500ft500ft。 格雷碼又稱標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)碼,它的特點是相鄰二個數(shù)之間只有一位格雷碼又稱標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)碼,它的特點是相鄰二個數(shù)之間只有一位不同見表不同見表7 73 3),因此適合在模),因此適合在模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備中應(yīng)用。數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備中應(yīng)用。通過模二加運算,即可將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷數(shù),現(xiàn)以二進制通過模二加運算,即可將

37、二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷數(shù),現(xiàn)以二進制數(shù)數(shù)11001100對應(yīng)于十進制數(shù)對應(yīng)于十進制數(shù)1212為例,說明把二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷為例,說明把二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷碼的具體方法。碼的具體方法。 第一步,第一個最左位格雷數(shù)字和二進制數(shù)的第一位最第一步,第一個最左位格雷數(shù)字和二進制數(shù)的第一位最高位一樣,即:二進制高位一樣,即:二進制 1 1 0 01 1 0 0 格雷碼格雷碼 1 1 214AAD4214BBBA第二步,把二進制數(shù)的頭兩位相加第二步,把二進制數(shù)的頭兩位相加1 11 11010),忽略任何進位,),忽略任何進位,即得到第二位格雷數(shù)字:即得到第二位格雷數(shù)字: 二進制二進制 1 1 1 0 01 0 0

38、 格雷碼格雷碼 1 01 0第三步,把二進制數(shù)的第二、三位相加,忽略進位,即得到第三第三步,把二進制數(shù)的第二、三位相加,忽略進位,即得到第三位格雷數(shù):位格雷數(shù): 二進制二進制 1 1 1 1 0 0 0 0 格雷碼格雷碼 1 0 11 0 1第四步,把二進制數(shù)的第三、四位相加,忽略進位,即得到第四第四步,把二進制數(shù)的第三、四位相加,忽略進位,即得到第四位格雷數(shù):位格雷數(shù): 二進制二進制 1 1 01 1 0 0 0 格雷碼格雷碼 1 0 1 01 0 1 0可見,二進制數(shù)可見,二進制數(shù)11001100的格雷碼等值數(shù)為的格雷碼等值數(shù)為10101010。把格雷碼轉(zhuǎn)換回為二進制的方法與此相似,但不完

39、全相同,現(xiàn)把格雷碼轉(zhuǎn)換回為二進制的方法與此相似,但不完全相同,現(xiàn)以格雷碼以格雷碼11000111100011為例,說明轉(zhuǎn)換的流程。為例,說明轉(zhuǎn)換的流程。第一步,重復(fù)格雷碼的最高位數(shù)為二進制數(shù),第一步,重復(fù)格雷碼的最高位數(shù)為二進制數(shù), 格雷碼格雷碼 1 1 0 0 0 1 11 1 0 0 0 1 1 二進制二進制 1 1第二步,把所得到的第一位二進制數(shù)與第二位格雷數(shù)相加,第二步,把所得到的第一位二進制數(shù)與第二位格雷數(shù)相加,略去進位,即得到第二位二進制數(shù)。略去進位,即得到第二位二進制數(shù)。 格雷碼格雷碼 1 1 0 0 0 1 11 1 0 0 0 1 1 二進制二進制 1 01 0依此類推,把上

40、一位二進制數(shù)與本位的格雷數(shù)相加,略去進依此類推,把上一位二進制數(shù)與本位的格雷數(shù)相加,略去進位,即可得到本位的二進制數(shù)。位,即可得到本位的二進制數(shù)。 這樣,格雷碼對應(yīng)的二進制數(shù)為這樣,格雷碼對應(yīng)的二進制數(shù)為 11:格雷碼格雷碼 1 1 0 0 0 1 1 二進制二進制 1 0 0 0 0 1 0它所對應(yīng)十進制數(shù)為它所對應(yīng)十進制數(shù)為 。因其高度增量為。因其高度增量為500ft,故它所對應(yīng)的高度為,故它所對應(yīng)的高度為50066100033000100032000ft) 這與從表這與從表7-3查得的結(jié)果是一致的可由表查得的結(jié)果是一致的可由表7-3的第的第5行第行第3列查得為列查得為32000ft)。)

41、。662642216v五、旁瓣抑制五、旁瓣抑制(SLS)(SLS) 由于二次雷達天線不可避免地存在著一定電平的旁瓣,由于由于二次雷達天線不可避免地存在著一定電平的旁瓣,由于管制終端區(qū)內(nèi)的飛機距二次雷達天線較近,所以被天線旁瓣所照管制終端區(qū)內(nèi)的飛機距二次雷達天線較近,所以被天線旁瓣所照射到的飛機上的應(yīng)答機也往往會被觸發(fā)而產(chǎn)生應(yīng)答信號。這種被射到的飛機上的應(yīng)答機也往往會被觸發(fā)而產(chǎn)生應(yīng)答信號。這種被旁瓣所觸發(fā)應(yīng)答的飛機圖像同樣被顯示在這一時刻天線主波瓣的旁瓣所觸發(fā)應(yīng)答的飛機圖像同樣被顯示在這一時刻天線主波瓣的方位上,從而可使顯示器上出現(xiàn)多個目標(biāo)的錯誤顯示。方位上,從而可使顯示器上出現(xiàn)多個目標(biāo)的錯誤顯

42、示。 應(yīng)答機即可通過比較應(yīng)答機即可通過比較 , 脈沖與脈沖與 脈沖的相對幅度,來脈沖的相對幅度,來判明飛機是處在二次雷達方向性天線的主波瓣內(nèi)還是旁瓣內(nèi),判明飛機是處在二次雷達方向性天線的主波瓣內(nèi)還是旁瓣內(nèi),從而決定是否產(chǎn)生應(yīng)答信號。從而決定是否產(chǎn)生應(yīng)答信號。1P3P2P(a方向性天線和無方向性天線的方向圖(b脈沖幅度關(guān)系應(yīng)答機即可通過比較應(yīng)答機即可通過比較 , 脈沖與脈沖與 脈沖的相對幅度,來脈沖的相對幅度,來判明飛機是處在二次雷達方向性天線的主波瓣內(nèi)還是旁瓣內(nèi),判明飛機是處在二次雷達方向性天線的主波瓣內(nèi)還是旁瓣內(nèi),從而決定是否產(chǎn)生應(yīng)答信號。如圖從而決定是否產(chǎn)生應(yīng)答信號。如圖7 79 9所示所

43、示1P3P2P圖7-10 應(yīng)答概率 應(yīng)答機在模糊區(qū)中的應(yīng)答概率隨應(yīng)答機在模糊區(qū)中的應(yīng)答概率隨 脈沖的增大而增大,如脈沖的增大而增大,如圖圖7171所示。所示。 1Pv一、機載應(yīng)答機系統(tǒng)的組成與技術(shù)參數(shù)一、機載應(yīng)答機系統(tǒng)的組成與技術(shù)參數(shù) (一系統(tǒng)組成 圖圖7-117-11為機載應(yīng)答機系統(tǒng)的組成方框圖。由圖可見,系統(tǒng)為機載應(yīng)答機系統(tǒng)的組成方框圖。由圖可見,系統(tǒng)是由應(yīng)答機、控制盒及天線三個組件組成的。是由應(yīng)答機、控制盒及天線三個組件組成的。 圖7-11 機載應(yīng)答機系統(tǒng)1 1應(yīng)答機應(yīng)答機 如果收發(fā)組發(fā)生了故障,則收發(fā)組如果收發(fā)組發(fā)生了故障,則收發(fā)組故障指示器顯現(xiàn)為明顯的故障指示器顯現(xiàn)為明顯的黃色,且在

44、斷電后仍保持這一黃色顯黃色,且在斷電后仍保持這一黃色顯示。示。天線的故障顯示器天線的故障顯示器ANTANT則用來顯則用來顯示天線系統(tǒng)是否發(fā)生過故障。示天線系統(tǒng)是否發(fā)生過故障。 按壓復(fù)位按鈕按壓復(fù)位按鈕RESETRESET)即可使故障指示器復(fù)位。即可使故障指示器復(fù)位。圖圖7-127-12為典型的應(yīng)答機為典型的應(yīng)答機 圖7-12 典型的應(yīng)答機2 2天線天線應(yīng)答機使用波段的短刀型天線應(yīng)答機使用波段的短刀型天線, ,見圖見圖7-13 7-13 。 應(yīng)答機天線為無方向性天線,它在水平面內(nèi)的方向性圖為對稱應(yīng)答機天線為無方向性天線,它在水平面內(nèi)的方向性圖為對稱的圓。天線在垂直面內(nèi)的覆蓋范圍的圓。天線在垂直面

45、內(nèi)的覆蓋范圍不應(yīng)小于不應(yīng)小于3030。應(yīng)答機天線與測距機天線往往是應(yīng)答機天線與測距機天線往往是相同的,因而可以互換使用相同的,因而可以互換使用 圖7-13 應(yīng)答機天線3 3控制盒控制盒 機載應(yīng)答機使用一部控制盒來控機載應(yīng)答機使用一部控制盒來控制兩部應(yīng)答機的工作制兩部應(yīng)答機的工作 3 3控制盒控制盒 機載應(yīng)答機使用一機載應(yīng)答機使用一部控制盒來控制兩部部控制盒來控制兩部應(yīng)答機的工作應(yīng)答機的工作 (二對應(yīng)答機的功能要求與技術(shù)參數(shù)(二對應(yīng)答機的功能要求與技術(shù)參數(shù): :應(yīng)答機是作為交通管制應(yīng)答機是作為交通管制雷達信標(biāo)系統(tǒng)的機載設(shè)備與地面航管二次雷達配合工作的。雷達信標(biāo)系統(tǒng)的機載設(shè)備與地面航管二次雷達配合

46、工作的。 1 1接收信號的基本要求接收信號的基本要求頻率與通帶頻率與通帶 : :接收機的中心頻率為接收機的中心頻率為103010300.2MHz0.2MHz。接收機的。接收機的3dB3dB帶寬約為帶寬約為 6MHz6MHz,60dB60dB帶寬為帶寬為25MHz25MHz。接收機靈敏度接收機靈敏度 : :典型的應(yīng)答機接收靈敏度為典型的應(yīng)答機接收靈敏度為-76dBm-76dBm,一般,一般為為-69-69至至-77dBm-77dBm 脈沖寬度鑒別脈沖寬度鑒別 : :接收機應(yīng)能鑒別詢問脈沖的寬度,濾除小于接收機應(yīng)能鑒別詢問脈沖的寬度,濾除小于0.4 0.4 的窄脈沖和大于的窄脈沖和大于1.5 1.

47、5 的寬脈沖,以避免被噪聲及波的寬脈沖,以避免被噪聲及波段的其他信號所觸發(fā)。段的其他信號所觸發(fā)。間隔模式鑒別間隔模式鑒別 : :當(dāng)詢問識別信號的模式與控制盒所選定的當(dāng)詢問識別信號的模式與控制盒所選定的模式相符時,自動應(yīng)答識別代碼;當(dāng)詢問脈沖間隔與模式相符時,自動應(yīng)答識別代碼;當(dāng)詢問脈沖間隔與C C模式相模式相符時,則應(yīng)答高度編碼信號。符時,則應(yīng)答高度編碼信號。ss2 2旁瓣抑制與應(yīng)答抑制旁瓣抑制與應(yīng)答抑制旁瓣抑制旁瓣抑制 : :當(dāng)接收機判明為旁瓣詢問時,產(chǎn)生一個約當(dāng)接收機判明為旁瓣詢問時,產(chǎn)生一個約28 28 的抑的抑制波門以抑制接收機不應(yīng)答制波門以抑制接收機不應(yīng)答28 28 。應(yīng)答抑制應(yīng)答抑

48、制 : :內(nèi)抑制。當(dāng)接收機判明一個正常詢問時,也將接收內(nèi)抑制。當(dāng)接收機判明一個正常詢問時,也將接收機譯碼電路抑制約機譯碼電路抑制約28 28 ,以避免在正常應(yīng)答期內(nèi)再被后續(xù)的詢問,以避免在正常應(yīng)答期內(nèi)再被后續(xù)的詢問信號觸發(fā)應(yīng)答。信號觸發(fā)應(yīng)答。 外抑制外抑制: :當(dāng)應(yīng)答機正常應(yīng)答時,輸出一個當(dāng)應(yīng)答機正常應(yīng)答時,輸出一個1818以上的寬約以上的寬約28 28 的外抑制波門,以抑制測距機,反之亦然。的外抑制波門,以抑制測距機,反之亦然。3 3發(fā)射信號的基本參數(shù)發(fā)射信號的基本參數(shù)應(yīng)答機發(fā)射應(yīng)答信號的頻率為應(yīng)答機發(fā)射應(yīng)答信號的頻率為 。 應(yīng)答率不應(yīng)超過每秒應(yīng)答率不應(yīng)超過每秒12001200次。當(dāng)應(yīng)答率達

49、到規(guī)定值的次。當(dāng)應(yīng)答率達到規(guī)定值的15%15%時,時,自動過載控制電路自動過載控制電路AOCAOC使接收機靈敏度下降使接收機靈敏度下降30%30%。ssssMHz31090v二、系統(tǒng)工作概況二、系統(tǒng)工作概況1 1系統(tǒng)選擇與模式選擇系統(tǒng)選擇與模式選擇圖圖7 71414為典型的應(yīng)答機控制盒面板圖。為典型的應(yīng)答機控制盒面板圖。系統(tǒng)選擇開關(guān)系統(tǒng)選擇開關(guān)ATCATC用用于選擇第一部或第二部應(yīng)于選擇第一部或第二部應(yīng)答機來產(chǎn)生射頻應(yīng)答信號。答機來產(chǎn)生射頻應(yīng)答信號。系統(tǒng)的模式選擇開關(guān)用于系統(tǒng)的模式選擇開關(guān)用于選擇應(yīng)答機能夠正常響應(yīng)選擇應(yīng)答機能夠正常響應(yīng)的識別詢問模式。開關(guān)置的識別詢問模式。開關(guān)置于位,應(yīng)答機只

50、在收到于位,應(yīng)答機只在收到模式識別詢問信號后才模式識別詢問信號后才應(yīng)答飛機的識別碼;反之,當(dāng)開關(guān)置于位時,應(yīng)答機只應(yīng)答應(yīng)答飛機的識別碼;反之,當(dāng)開關(guān)置于位時,應(yīng)答機只應(yīng)答模式詢問信號。模式詢問信號。 圖7-14 控制盒面板2 2高度報告高度報告 高度報告控制開關(guān)用于控制應(yīng)答機是否應(yīng)答高度詢問模高度報告控制開關(guān)用于控制應(yīng)答機是否應(yīng)答高度詢問模式),并用于選擇第一套或第二套大氣數(shù)據(jù)計算機來作為高式),并用于選擇第一套或第二套大氣數(shù)據(jù)計算機來作為高度報告信息源。度報告信息源。 3 3代碼置定旋鈕代碼置定旋鈕 飛機的四位識別碼是由控制盒上的同芯旋鈕調(diào)定的。旋鈕飛機的四位識別碼是由控制盒上的同芯旋鈕調(diào)定

51、的。旋鈕為八位限動旋鈕。旋鈕轉(zhuǎn)動時數(shù)字窗中顯示相應(yīng)的數(shù)字為八位限動旋鈕。旋鈕轉(zhuǎn)動時數(shù)字窗中顯示相應(yīng)的數(shù)字77。 4 4識別按鈕識別按鈕 識別按鈕識別按鈕IDNTIDNT裝在左置定鈕的中央。接下識別鈕,應(yīng)裝在左置定鈕的中央。接下識別鈕,應(yīng)答機即產(chǎn)生特別位置識別脈沖答機即產(chǎn)生特別位置識別脈沖SPISPI)。按壓一次識別鈕,不論)。按壓一次識別鈕,不論在按壓后是否松開按鈕,均可使在按壓后是否松開按鈕,均可使SPISPI脈沖保持脈沖保持22s22s。5 5系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測: :監(jiān)測應(yīng)答機輸出信號功率、頻率等主要參數(shù),也監(jiān)測應(yīng)答機輸出信號功率、頻率等主要參數(shù),也能監(jiān)測信號的接收譯碼過程及時鐘頻率等是否正

52、常。監(jiān)測電路能監(jiān)測信號的接收譯碼過程及時鐘頻率等是否正常。監(jiān)測電路還可以監(jiān)測天線、電纜系統(tǒng)是否正常。還可以監(jiān)測天線、電纜系統(tǒng)是否正常。 6 6自檢自檢 利用應(yīng)答機內(nèi)的自檢電路,可以模擬接收詢問信號,以使利用應(yīng)答機內(nèi)的自檢電路,可以模擬接收詢問信號,以使接收處理譯碼和編碼發(fā)射電路工作,從而通過監(jiān)測電路檢查系接收處理譯碼和編碼發(fā)射電路工作,從而通過監(jiān)測電路檢查系統(tǒng)的工作情況。按下控制盒或應(yīng)答機前面板上的自檢按鈕,即統(tǒng)的工作情況。按下控制盒或應(yīng)答機前面板上的自檢按鈕,即可使應(yīng)答機內(nèi)的自檢振蕩器產(chǎn)生自檢脈沖信號,并同時產(chǎn)生各可使應(yīng)答機內(nèi)的自檢振蕩器產(chǎn)生自檢脈沖信號,并同時產(chǎn)生各種控制信號。以后,應(yīng)答機

53、對自檢信號的處理過程,就像對有種控制信號。以后,應(yīng)答機對自檢信號的處理過程,就像對有效詢問信號的,脈沖的處理情形一樣,直至產(chǎn)生應(yīng)答脈沖串。效詢問信號的,脈沖的處理情形一樣,直至產(chǎn)生應(yīng)答脈沖串。這樣,便可通過監(jiān)測電路檢測應(yīng)答機的性能狀況這樣,便可通過監(jiān)測電路檢測應(yīng)答機的性能狀況v三、應(yīng)答機的基本工作原理三、應(yīng)答機的基本工作原理圖圖7-157-15為應(yīng)答機的的簡化方框圖。為應(yīng)答機的的簡化方框圖。 圖7-15 應(yīng)答機簡化方框圖由天線所接收的由天線所接收的1030MHz1030MHz詢問脈詢問脈沖信號經(jīng)由環(huán)流器加至接收機沖信號經(jīng)由環(huán)流器加至接收機輸入端的前置濾波器。輸入端的前置濾波器。前置濾波器是一個

54、帶寬約為前置濾波器是一個帶寬約為2525MHzMHz的帶通濾波器,能夠有效地的帶通濾波器,能夠有效地濾除鏡象干擾及波段的其他濾除鏡象干擾及波段的其他雜波。雜波。譯碼電路按照控制盒所選擇的譯碼電路按照控制盒所選擇的形式,鑒別脈沖與脈沖之間時間間隔。形式,鑒別脈沖與脈沖之間時間間隔。 編碼器的功用是在譯碼電路產(chǎn)生的模式起動信號的觸發(fā)下,產(chǎn)編碼器的功用是在譯碼電路產(chǎn)生的模式起動信號的觸發(fā)下,產(chǎn)生識別代碼或高度編碼。編碼器形成的編碼脈沖串加至調(diào)制器,生識別代碼或高度編碼。編碼器形成的編碼脈沖串加至調(diào)制器,由調(diào)制器控制發(fā)射機產(chǎn)生功率符合要求的由調(diào)制器控制發(fā)射機產(chǎn)生功率符合要求的1090MHz1090MH

55、z射頻脈沖應(yīng)射頻脈沖應(yīng)答信號,經(jīng)由環(huán)流器輸往天線輻射。接收機中的旁瓣抑制電路用答信號,經(jīng)由環(huán)流器輸往天線輻射。接收機中的旁瓣抑制電路用于抑制二次雷達天線旁瓣信號對應(yīng)答機的觸發(fā)。于抑制二次雷達天線旁瓣信號對應(yīng)答機的觸發(fā)。自動過載電路的作用是限制應(yīng)答機的應(yīng)答率,防止發(fā)射機過載自動過載電路的作用是限制應(yīng)答機的應(yīng)答率,防止發(fā)射機過載以保護發(fā)射機。當(dāng)編碼器產(chǎn)生的應(yīng)答率超過規(guī)定的每秒以保護發(fā)射機。當(dāng)編碼器產(chǎn)生的應(yīng)答率超過規(guī)定的每秒12001200組時,組時,自動過載電路將逐漸降低接收機的靈敏度,以減少譯碼器對編碼自動過載電路將逐漸降低接收機的靈敏度,以減少譯碼器對編碼器的觸發(fā)次數(shù),從而使發(fā)射機的平均功率不

56、超過限定值。器的觸發(fā)次數(shù),從而使發(fā)射機的平均功率不超過限定值。 應(yīng)答機的接收電路可以分為接收機與視頻處理器兩部分。應(yīng)答機的接收電路可以分為接收機與視頻處理器兩部分。接收電路的方框圖見圖接收電路的方框圖見圖7-167-16。 圖7-16 接收電路方框圖v一、接收機一、接收機(一高頻部分(一高頻部分 接收機高頻部分把天線所接收的接收機高頻部分把天線所接收的1030MHz1030MHz詢問信號詢問信號變換成變換成60MHz60MHz的中頻信號,以輸入中放進行有效的放的中頻信號,以輸入中放進行有效的放大。大。 1 1高頻電路的結(jié)構(gòu)特點高頻電路的結(jié)構(gòu)特點微帶電路微帶電路圖圖7-177-17為幾種微帶電路

57、的結(jié)構(gòu)示為幾種微帶電路的結(jié)構(gòu)示意圖。帶狀導(dǎo)體與接地導(dǎo)體之間為意圖。帶狀導(dǎo)體與接地導(dǎo)體之間為高介電常數(shù)的電介質(zhì)。正確設(shè)計帶高介電常數(shù)的電介質(zhì)。正確設(shè)計帶狀導(dǎo)體的形狀、帶狀導(dǎo)體與接地導(dǎo)狀導(dǎo)體的形狀、帶狀導(dǎo)體與接地導(dǎo)體之間的距離及其他因素,可以改體之間的距離及其他因素,可以改變帶狀導(dǎo)體及其與接地導(dǎo)體之間的變帶狀導(dǎo)體及其與接地導(dǎo)體之間的等效分布參數(shù),從而使微帶電路呈現(xiàn)出不同的阻抗特性,形成等效分布參數(shù),從而使微帶電路呈現(xiàn)出不同的阻抗特性,形成所需的收發(fā)開關(guān)、前置濾波器、混頻器等微波電路。所需的收發(fā)開關(guān)、前置濾波器、混頻器等微波電路。圖7-17 微帶線的結(jié)構(gòu)2 2收發(fā)開關(guān)收發(fā)開關(guān) 收發(fā)開關(guān)是由微帶電路構(gòu)

58、成的。從功能上可以分為收發(fā)開關(guān)、收發(fā)開關(guān)是由微帶電路構(gòu)成的。從功能上可以分為收發(fā)開關(guān)、低通濾波器和監(jiān)測耦合器三段,見圖低通濾波器和監(jiān)測耦合器三段,見圖7-187-18所示的等效電路圖。所示的等效電路圖。 收發(fā)開關(guān)段有兩條電路通收發(fā)開關(guān)段有兩條電路通道。接至發(fā)射機的道。接至發(fā)射機的1090MHz1090MHz通通道對道對1090MHz1090MHz呈現(xiàn)為低阻抗而呈現(xiàn)為低阻抗而對對1030MHz1030MHz呈現(xiàn)為高阻抗;接呈現(xiàn)為高阻抗;接至接收機前置濾波器的至接收機前置濾波器的1030MHz1030MHz通道則對通道則對1030MHz1030MHz呈現(xiàn)低阻抗呈現(xiàn)低阻抗而對而對1090MHz109

59、0MHz呈現(xiàn)高阻抗。這呈現(xiàn)高阻抗。這樣,就使收發(fā)開關(guān)段等效為樣,就使收發(fā)開關(guān)段等效為一個三端環(huán)流器,如圖一個三端環(huán)流器,如圖7-187-18右下所示。右下所示。 終端等效為一個終端等效為一個1500MHz1500MHz的低通濾波器,用于濾除的低通濾波器,用于濾除1500MHz1500MHz以上的信號。以上的信號。 圖7-18 收發(fā)開關(guān)等效電路3 3混頻器混頻器混頻器也是由微帶電路構(gòu)成的?;祛l器也是由微帶電路構(gòu)成的。1030MHz1030MHz的詢問信號和的詢問信號和1090MHz1090MHz本機振蕩信號經(jīng)混頻晶體混頻后產(chǎn)生各種頻率成分的本機振蕩信號經(jīng)混頻晶體混頻后產(chǎn)生各種頻率成分的信號,但只

60、有信號,但只有60MHz60MHz的中頻信號能夠通過的中頻信號能夠通過1030MHz1030MHz和和1090MHz1090MHz兩兩節(jié)串聯(lián)的短路微帶濾波器而輸往中頻放大器。節(jié)串聯(lián)的短路微帶濾波器而輸往中頻放大器。 (二中頻電路(二中頻電路 作用作用: :應(yīng)答機的中頻放大電路不僅應(yīng)具有足夠的增益和滿足整應(yīng)答機的中頻放大電路不僅應(yīng)具有足夠的增益和滿足整個接收機對通帶的要求,還應(yīng)具有足夠的動態(tài)范圍。個接收機對通帶的要求,還應(yīng)具有足夠的動態(tài)范圍。組成組成: :應(yīng)答機中頻電路通常由二級受控增益放大器、帶通濾波應(yīng)答機中頻電路通常由二級受控增益放大器、帶通濾波器、對數(shù)中頻放大器組成,見器、對數(shù)中頻放大器組

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