機載電子設(shè)備課件-7第七章4new

第七章雷達系統(tǒng)2010.12.132主要內(nèi)容概述雷達基本原理機載氣象雷達空管雷達系統(tǒng)35.空管雷達系統(tǒng)(1)空中交通管制雷達可分為一次監(jiān)視雷達(PSR)和二次監(jiān)視雷達(SSR)，將二次監(jiān)視雷達與一次監(jiān)視雷達集成在一起可形成一體化的空管雷達系統(tǒng)。一次監(jiān)視雷達依靠目標(biāo)對雷達發(fā)射信號的反射回波發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并對目標(biāo)定位。二次監(jiān)視雷達依賴機載應(yīng)答機，通過接收目標(biāo)的應(yīng)答信號發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并對目標(biāo)定位和識別。4一次雷達與二次雷達55.1空管一次雷達(1)一次監(jiān)視雷達系統(tǒng)地面一次監(jiān)視雷達系統(tǒng)包括工作于L波段和S波段的航路監(jiān)視雷達、機場監(jiān)視雷達。雷達天線以一定速率在360度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)掃掠，把雷達發(fā)射信號形成方向性很強的波束輻射出去，同時接收由飛機機體反射的回波能量，獲取飛機的距離、方位等信息。65.1空管一次雷達(2)航路監(jiān)視雷達（RSR）一種遠(yuǎn)程雷達，作用距離約為300～500km，主要用于監(jiān)視連接各機場之間的航路和航路外的飛機活動情況，為空管部門實時提供在其管轄范圍內(nèi)的飛機活動情況，實現(xiàn)區(qū)域管制。75.1空管一次雷達(3)空管人員根據(jù)空中情況，監(jiān)視飛機之間的安全間隔，檢查是否有發(fā)生兩機相撞的可能。如發(fā)現(xiàn)有危險事故征候，則對駕駛員發(fā)出指令，以避開沖突，從而保證航路飛行的安全，提高航路利用率。此外，確定迷航飛機的位置和協(xié)助飛機繞過天氣惡劣的區(qū)域。85.1空管一次雷達(4)機場監(jiān)視雷達（ASR）一種近程雷達，用于探測以機場為中心，半徑為100～150km范圍內(nèi)的飛機活動情況。一般與二次雷達配合使用。即時提供機場管制空域內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)。95.1空管一次雷達(5)空管人員根據(jù)機場監(jiān)視雷達提供的情況，并根據(jù)飛機的請求和各飛機之間應(yīng)保持的安全間隔，實施機場終端的交通管制。在能見度很差的情況下，可大大減少飛機起飛和著陸的時間間隔，提高起飛和進場著陸的效率，提高機場飛行密度，保證飛行安全。105.1空管一次雷達(6)機場監(jiān)視雷達相對航路監(jiān)視雷達的特點：更高的分辨率與精度；更高的數(shù)據(jù)更新率；更多的目標(biāo)處理能力；更復(fù)雜的雜波環(huán)境下檢測目標(biāo)的能力。115.1空管一次雷達(7)機場場面監(jiān)視雷達飛機一旦著陸，還需滑行或牽引至適當(dāng)?shù)耐C位置。在惡劣天氣條件下，駕駛員希望得到指示，由此產(chǎn)生場面監(jiān)視雷達的概念。場面監(jiān)視雷達能提供機場上地面目標(biāo)的平面位置圖。125.2空管二次雷達(1)二次監(jiān)視雷達系統(tǒng)相對一次雷達而言。對空管區(qū)域內(nèi)的有源反射目標(biāo)實現(xiàn)監(jiān)測，而一次雷達用于監(jiān)測無源反射目標(biāo)。135.2空管二次雷達(2)二次監(jiān)視雷達系統(tǒng)工作于L波段，由地面二次雷達（即詢問器）與機載應(yīng)答機配合，采用問答方式工作：地面二次雷達發(fā)射機產(chǎn)生詢問脈沖信號由天線輻射出去；機載應(yīng)答機在接收到有效詢問信號后產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)答發(fā)射信號；地面二次雷達接收機接收到這一應(yīng)答信號后，進行一系列處理獲得所需的飛機代碼等信息。145.2空管二次雷達(3)空管二次雷達系統(tǒng)又稱空中交通管制雷達信標(biāo)系統(tǒng)，是保證空中交通安全與暢通的主要工具?？罩薪煌ü苤茟?yīng)答機是空管二次雷達系統(tǒng)的機載設(shè)備，與地面二次雷達配合工作，其作用是向地面管制中心報告飛機的識別代碼、飛機的氣壓高度及一些特殊代碼。在現(xiàn)代飛機上，它是機載防撞系統(tǒng)的主要組成設(shè)備之一。15空管二次雷達系統(tǒng)165.2.1系統(tǒng)概況(1)二次雷達發(fā)射機在編碼器控制下，產(chǎn)生一定模式的詢問脈沖對信號，并通過它的條形方向性天線以1030MHz頻率輻射。天線波束的方向與一次雷達協(xié)調(diào)一致，發(fā)射時刻也與一次雷達同步。175.2.1系統(tǒng)概況(2)詢問信號的格式由三個脈沖組成，其中

和為信息脈沖對，為旁瓣抑制脈沖，用來抑制應(yīng)答機對旁瓣詢問的回答。詢問信號P1P2P3P1P2P3185.2.1系統(tǒng)概況(3)旁瓣抑制以方向性天線發(fā)射大功率的和脈沖，由全向天線在脈沖前沿后2以較小功率發(fā)射脈沖，其功率強度將方向性天線的旁瓣覆蓋。當(dāng)飛機處于方向性天線主波束方位上，應(yīng)答機接收到的和脈沖幅值大，脈沖幅值??；反之，則比的脈沖幅值大。應(yīng)答機將對脈沖幅值做出比較。195.2.1系統(tǒng)概況(4)詢問模式

根據(jù)和詢問脈沖對間隔時間的不同，構(gòu)成4種詢問模式。一般只用A和C。詢問模式詢問民航飛機的代碼詢問空中飛機的代碼詢問飛機高度保留205.2.1系統(tǒng)概況(5)在其天線波束照射范圍內(nèi)的機載應(yīng)答機對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)答機中的編碼電路控制發(fā)射電路產(chǎn)生1090MHz頻率的應(yīng)答信號，所產(chǎn)生的應(yīng)答信號是由多個射頻脈沖組成的脈沖串，代表飛機的代碼或高度信息。215.2.1系統(tǒng)概況(6)應(yīng)答信號的格式應(yīng)答脈沖串由幀脈沖和，信息脈沖及SPI特殊位置識別脈沖等組成。應(yīng)答信號225.2.1系統(tǒng)概況(7)無論應(yīng)答碼的內(nèi)容如何，幀脈沖和始終存在，間隔固定；信息脈沖最多為12位（脈沖存在表示1，脈沖不存在表示0）；X脈沖為保留位；SPI脈沖只在響應(yīng)地面的要求，按下應(yīng)答機控制盒上的識別按鈕后才產(chǎn)生，SPI脈沖的出現(xiàn)可使地面顯示終端上顯示的該機圖像、標(biāo)識等更醒目。飛機代碼與飛行高度的編碼格式23應(yīng)答脈沖串（飛機代碼3342）24高度增量500ft格雷編碼表255.2.1系統(tǒng)概況(8)應(yīng)答信號被地面二次雷達天線接收后，經(jīng)過接收電路、譯碼電路的處理，將所獲得的信息輸往空管系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與顯示系統(tǒng)。與此同時，向同一方位輻射的一次雷達也會接收到飛機產(chǎn)生的回波信號，它的接收機所產(chǎn)生的視頻信號也同時輸往數(shù)據(jù)處理與顯示系統(tǒng)。在控制中心的平面位置顯示器上的同一位置，產(chǎn)生的一次雷達回波圖像與二次雷達獲得的飛機代碼及高度信息。265.2.1系統(tǒng)概況(9)空管二次雷達系統(tǒng)可獲得的信息包括：飛機的距離與方位信息；飛機代碼；飛機的氣壓高度；飛機緊急告警信息，如飛機發(fā)生緊急故障、無線電通信失效、飛機被劫持等。275.2.1系統(tǒng)概況(10)地面二次雷達顯示285.2.2空中交通管制應(yīng)答機