二次雷达工作原理课件(一)
二次雷达原理
二次雷达原理
雷达是一种利用电磁波进行探测和测距的设备。
二次雷达是通过接收被测物体反射回来的电磁波来获取目标信息的一种雷达系统。
二次雷达的工作原理是利用电磁波在空间中的传播特性。
当发射机发射出一束电磁波时，它会遇到被测物体并被反射回来。
接收机接收到反射回来的电磁波并进行处理，就可以得到被测物体的相关信息。
二次雷达主要依靠电磁波与被测物体的相互作用来获取目标信息。
当电磁波遇到被测物体时，一部分电磁波会被吸收、散射或者传播。
被吸收的电磁波会转化为被测物体的能量，而被散射的电磁波则会沿不同的方向重新传播。
通过测量被散射电磁波的特性，可以得到被测物体的一些特征信息，比如目标的位置、形状和反射系数等。
在二次雷达系统中，发射机和接收机是分开的，它们通过天线进行信号的传输和接收。
发射机产生一束高频电磁波并通过天线辐射出去，而接收机则用另一个天线接收反射回来的电磁波。
接收机会对接收到的信号进行放大、滤波和解调等处理，从而得到目标的信息。
总的来说，二次雷达是一种利用电磁波与目标物体相互作用来进行探测和测距的系统。
通过测量被测物体反射回来的电磁波的特性，可以获取目标的相关信息。
这种技术在军事、气象、航空等领域有着广泛的应用。
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应答码
相应模式A的回答为应答识别码，其顺序为A、B、C、D。 一共有4096个不同的组成。 应答码有三组代码定义为危急码，不能选作识别码。当地
面站收到这三种危急码时，终端处理设备将优先予以处理， 并在显示器上闪烁告警，提醒管制员采取应急的措施。这 三组码为：
7500 表示飞机被劫持 7600 表示飞机通信系统故障 7700 表示飞机故障危急
器约125微秒），或旁边询问35微秒抑制期，不接受任 何询问，造成目标丢失。
接收机旁瓣抑制（ RSLS）
解决异步干扰问题。 异步干扰主要（约三分之二）来自询问机天线的旁瓣。控制波瓣的增益将大于除询问天线主
瓣以外的尾瓣增益。 安装和Σ接收机特性一致的Ω接收机。 比较旁瓣和控制波瓣收到的回答信号，旁瓣收到的信号必然小于控制波瓣收到的信号。 接收机放大检测对这两个信号比较判决。 如果Ω接收机输出的信号大于主接收机（旁瓣收到）信号，就可以判定该信号是旁瓣信号且
管制员从二次雷达上很容易知道飞机的二次雷达应 答机代码、飞行高度、飞行速度、航向等参数，使 雷达由监视的工具变为空中管制的手段，二次雷达 的出现是空中交通管制的最重大的技术进展。
二次雷达基本工作原理
二次监视雷达（SSR）和一次监视雷达的区别在于工作方式不同。
一次监视雷达是依靠目标反射雷达发射的电磁波而主动发现目标并确定其位置。 二次监视雷达则不能靠接收目标反射的脉冲工作。
（ interlace ）），不译码。
滑窗检测
用于常规二次雷达目标检测。 常规二次雷达测角通常采用波束最大法来
确定目标的方向（方位）。 进行数字化处理，使用滑窗技术对天线波
束的最大指向进行估值。 雷达波瓣扫过同一目标，接收到N个应答信
号，在数量上进行相关积累。 当积累数量达到设置门限时（第二门限），
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应答码
当机载应答机收到地面询问机发射的询问信号后，根据询 问的内容，自动回答一串编码脉冲，称为应答码。
应答码由16 个脉冲组成，有框架脉冲F1、F2、X位、13个 脉冲位组成。
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应答码
F1和F2脉冲为框架脉冲，表示一个回答的存在，因此回答 必须发射。
模式和三模式。 ICAO规定民航空管二次雷达只采用A和C模式交替询问。 ICAO规定
询问脉冲宽度为0.8±0.1微秒 上升时间0.05—0.1微秒 下降时间0.01—0.2微秒
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询问脉冲体制
询问信号采用三脉冲询问体制（和波束Σ，控制波束Ω） P1、P3模式询问脉冲，询问波束（主瓣）辐射
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应答识别码
3/A询问模式的识别码实例1
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应答识别码
3/A询问模式的识别码实例2
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应答识别码
3/A询问模式的识别码实例3
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应答高度码
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高度码的译码
标准循环码的译码
五周期码按照循环码奇偶性查表，上述为偶数
查表数值×100英尺 上述为010，偶数查表为2，乘以100英尺为200英尺。 高度码译码为21000+200=21200英尺 21200-1200=20000英尺
A、B、C、D表示回答的数据位，模式A和模式C中数据位 的含义不同。
数据位之间有严格的时间关系，每个脉冲0.45微秒，脉冲 之间为1.45微秒。
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应答码
X位为备用位，目前恒为逻辑0 SPI为特殊位置识别脉冲
二次雷达讲义
二次雷达（SSR）
Operation of a Secondary Radar
二次雷达（SSR）
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Radar equation
二次雷达（SSR）
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characters
Uplink: Radar transmission power in Watts: 1600 W<> 62 dBm Rotation speed: 4 to 8 sec/tr Interrogation repetition frequency : 250 Hz (< 450Hz) Maximum range: 200 to 250 NM Horizontal 3 dB beamwidth: 2.4° Radar antenna gain: 24 dB Transponder receiver sensitivity: -71 dBm
二次雷达（SSR）
outline
1. SSR introduction 2. MODE A/C 3. MODE S
二次雷达（SSR）
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Pulse pattern
❖ The interrogating transmitter radiates on a frequency of 1030 MHz with a pulse pattern as shown on the right.
二次雷达（SSR）
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SSR workflow
❖ SSR is constituted by one ground-based transmitter and receiver, called interrogator, and one airborne transmitter and receiver, referred to as the ATC transponder, or simply ‘transponder’.
初探S模式二次雷达的基本原理
初探S模式二次雷达的基本原理S模式（Secondary Surveillance Radar）2次雷达是一种被动雷达技术，它通过二次回波信号寻找目标来识别和跟踪空中飞行器。
与传统雷达相比，它具有更高的准确性和可靠性，并经常用于民航、军事和航空交通管制等领域。
S模式二次雷达是如何工作的？当飞行器向雷达站发送信号时，雷达站会将能量反射回飞行器，并通过反射后的信号计算出飞行器的距离、高度和速度等信息。
这是一种主动雷达技术。
而S模式二次雷达则是一种被动雷达技术。
它并不向飞行器发送信号，而是接收飞行器已经发送的二次信号。
S模式二次雷达依赖于ATC（Air Traffic Control）雷达发射器向飞行器发射脉冲信号，每个飞行器上都配备有一个响应器。
这个响应器与ATC雷达发射器配合工作，工作原理如下：1. ATC雷达发射器向飞行器发送调制干扰信号，这个信号被响应器接收并进行处理。
2. 响应器对信号进行处理，将自己的特定编码加入到信号中，并将处理后的信号返回给ATC雷达发射器。
3. 雷达发射器接收到信号，解码响应器编码并计算飞行器的距离、高度和速度等信息。
由于S模式二次雷达接收到的是飞行器的二次信号，因此它的精度和可靠性比主动雷达更高。
此外，每个响应器的特定编码还保证了ATC雷达发射器只接收到与其交互的飞行器的信息，并避免干扰其他飞行器。
需要注意的是，S模式二次雷达只能跟踪已经安装有响应器的飞行器，并且需要与ATC 雷达发射器配合使用才能正常工作。
结论S模式二次雷达是一种高精度、可靠的被动雷达技术，主要用于识别和跟踪航空器。
它依赖于飞行器上安装的响应器和ATC雷达发射器的配合工作，能够提供准确的距离、高度和速度等信息，对民航、军事和航空交通管制等领域有重要的应用价值。
《二次雷达原理》课件
气象
用于气象预测和天气监测。
科研
用于天文观测和地质勘探。
雷达波段的分类
微波波段
毫米波波段
工作波段在1毫米到1米之间。
工作波段在0.1毫米到1毫米 之间。
紫外线波段
工作波段在200纳米到400纳 米之间。
二次雷达的波段选择
1 工作频率
通过选择合适的工作频率，可以获得更好的波束特性和探测性能。
2 环境干扰
在选择波段时，需要考虑周围环境波有不同的反射和吸收特性。
二次雷达的探测距离
信号强度
信号强度与目标物体到雷 达的距离成反比。
噪声干扰
噪声会降低信号的幅度， 从而影响探测距离。
功率和灵敏度
通过提高发射功率和接收 灵敏度，可以增加探测距 离。
发展历史
二次雷达起源于上世纪中叶，随着技术的发展，已经成为现代雷达系统的重要组成部分。
二次雷达的基本原理
1
发射信号
二次雷达向目标物体发射电磁波信号。
2
目标反射
目标物体接收到信号并反射回来。
3
接收信号
二次雷达接收目标物体反射的信号。
4
信号处理
接收到的信号经过处理，提取出目标物体的相关信息。
二次雷达的组成
《二次雷达原理》PPT课 件
在这个《二次雷达原理》PPT课件中，我们将探讨二次雷达的工作原理、应用 领域以及发展的前景。通过这个课件，你将深入了解雷达技术背后的科学原 理和实际应用。
什么是二次雷达
定义
二次雷达是一种通过接收目标物体反射的电磁波并进行信号处理的雷达系统。
作用
二次雷达用于探测、跟踪和测量目标物体位置、速度、轨迹等信息。
一次雷达 通过发射和接收连续的电磁波工作 适用于目标物体较大且距离较远的情况 具有较大的扫描范围
二次雷达原理(入门)
二次雷达原理
（信号格式）
模式询问脉冲含义
P1 P3间隔
3s 5s 8s 17s 21s 25s
询问模式
1 2 3/ A B
C D
询问模式的作用
军用
识别码
军用
识别码
军/民用 识别码
民用
识别码
高度码
备用码
二次雷达原理
（信号格式）
询问脉冲的参数 脉冲宽度 0.8微秒 公差 0.1微秒 上升时间 0.05~0.1 下降时间 0.01~0.2
二次雷达原理
（信号格式）
脉冲的参数定义
T
0.9 A 0.5 A
tr
t f 0.1A
二次雷达原理
（信号格式）
回答信号 回答信号格式除了F1和F2包括X位由13 个脉冲（位）组成
F1 C1 A1 C2 A2 C4 A4 X B1 D1 B2 D2 B4 D4 F 2
SPI
0.45s 1.45s
二次雷达原理
（信号格式）
五周期码对应十进数值
循环码奇偶性 偶数
奇数
C1 C2 C4
001 011 010 110 100 100 110 010 011 001
十进制数 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4
二次雷达原理
（信号格式）
高度码示例 如下高度码代表海拔高度20000英尺
F1 A1 C2 A2 A4 B1 B2 B4 F 2
2
1
1
d
2
2
去R X
1
去RX
二次雷达原理
（单脉冲原理）
偏离瞄准轴大小 依照差信号的幅度大小判决偏离瞄准轴大小
二次监视雷达原理课件
cm
4 - 7.5
mm
2.7 - 4
mm
1 - 2.7
mm
29cm
民航内蒙古空中交通管理局
一 概述
1、电磁频谱资源
电磁波特性
HF：
带宽窄，波束宽，噪声大，电离层折射，设备简单，超视距。
VHF： 带宽窄，波束宽，噪声大，设备简单，受气象影响小。
UHF 噪声低，带宽和波束都有改善，设备简单等，早期预警。
民航内蒙古空中交通管理局
3、雷达视线
一 概述
雷达信号传播受影响
常规使用的信号传播是直线的。 雷达信号会受到阻挡和遮蔽。 还会受到来自飞机和地面反射信号的干扰。
水平视线 杂波和遮蔽
民航内蒙古空中交通管理局
3、雷达视线
一 概述
天线高度
雷达水平最大视线距离
RNM1.2（ 3h H）
h、H为英尺，R为海里（1海里=1.852千米）。
雷达接收回波并测量回波脉冲滞后于发射脉冲的时间tr。
R ct r 2
民航内蒙古空中交通管理局
二 雷达原理
1、常规雷达
目标斜距测量
R————目标到雷达站的单程距离, 单位为m； tr————电磁波往返于目标与雷达之间的时间间隔，单位为s；
8 c————电磁波的传播速度，c=3×10 m/s。 回波脉冲滞后于发射脉冲为一个微秒时, 所对应的目标斜距离R为
L：
波束窄，噪声低，空中警戒及监视雷达的首选。
S：
波束窄，受雨杂波的影响大，气象雷达和监视雷达。
C：
S和X的折中，对空警戒和精密跟踪。
X：
带宽宽，可产生窄脉冲，设备尺寸适中，高分辨雷达。
Ku、 K、Ka：波束窄带宽大，雨杂波及大气衰减大，作用距离短的
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二次雷达工作原理课件(一)
二次雷达工作原理课件
教学内容
•二次雷达的定义和基本原理
•二次雷达的组成部分
•二次雷达的工作过程
•二次雷达的应用领域
教学准备
•二次雷达的示意图或实物模型
•讲义或PPT
•实验设备（如果需要进行实验演示）
教学目标
•了解二次雷达的定义和基本原理
•理解二次雷达的组成部分及其功能
•掌握二次雷达的工作过程
•了解二次雷达在实际应用中的领域
设计说明
本课件以简洁清晰的方式介绍二次雷达的工作原理，通过图示和文字说明，使学生能够轻松理解和掌握相关知识。
教学过程
1.介绍二次雷达的定义和基本原理
–阐述雷达的定义和作用
–解释二次雷达的基本原理，即利用回波信号进行目标检测和跟踪
2.分析二次雷达的组成部分及其功能
–列举二次雷达的主要组成部分，如发射器、接收器、信号处理器等
–详细介绍每个组成部分的功能和作用
3.说明二次雷达的工作过程
–用图示展示二次雷达的工作流程，包括发射、接收、信号处理等步骤
–解释每个步骤的具体操作和原理
4.探讨二次雷达的应用领域
–引导学生思考并讨论二次雷达的实际应用领域，如航空、交通、气象等
–列举并解释二次雷达在不同领域中的具体应用案例
课后反思
本课件通过简明扼要的方式介绍了二次雷达的工作原理，结合图示和文字说明，帮助学生更好地理解相关概念。
在教学过程中，可以适当引导学生参与讨论和实验演示，以加深对二次雷达原理的理解。
同时，可以提供相关阅读材料，进一步拓展学生的知识面。