对单脉冲二次雷达S模式的认识
浅谈S模式雷达在空管设备运行中的应用
浅谈S模式雷达在空管设备运行中的应用发布时间：2021-12-30T08:58:35.214Z 来源：《中国科技人才》2021年第25期作者：李金蔓[导读] 目前，二次雷达作为传统的监视信号源接入空管自动化系统在空中交通管制工作中已经得到广泛的应用，早期二次雷达系统为单脉冲A/C模式（取得飞机的身份识别信息和高度信息），随着S模式雷达的逐步推广，未来几年S模式雷达将全面取代传统的单脉冲二次雷达。
民航桂林空管站技术保障部广西桂林 541000摘要：目前，许多空管系统开始使用S模式雷达系统，作为一种新型的空中监视设备已经被越来越多的用户所接受，S模式雷达系统根据S模式数据配置的区别分为S模式基本型雷达和S模式增强型雷达两种类型，S模式雷达的使用以及其数据接入空管自动化系统后会为管制人员提供更多的信息，提升整个体系的安全运行能力。
关键词：二次雷达、S模式、DAPs、空管、增强型、基础型1.前言目前，二次雷达作为传统的监视信号源接入空管自动化系统在空中交通管制工作中已经得到广泛的应用，早期二次雷达系统为单脉冲A/C模式（取得飞机的身份识别信息和高度信息），随着S模式雷达的逐步推广，未来几年S模式雷达将全面取代传统的单脉冲二次雷达。
S模式雷达作为近年发展起来的一种新型空中监视设备相对传统的A/C模式二次监视雷达具有较大的优势，它采用了选址询问技术，通过对数据链的扩展和对系统容量的扩充，大大提高了数据传输的容量并且降低了系统内部干扰，目前在美、欧等国家和地区已经得到了广泛应用，同时也是国际民航组织推荐使用的一种空管设备。
S模式雷达是使用唯一的24位地址进行选择性询问的二次监视雷达，本文通过对S模式雷达系统的原理的介绍，对S模式雷达系统在民航空管的实际运行情况进行分析和探讨并对其在空管系统的前景进行展望。
2.S模式二次雷达监视系统功能概述S模式二次雷达监视系统是在传统的A/C模式雷达的基础上发展起来的，它采用询问应答协同的工作方式，具有S模式雷达的询问和应答两项功能。
S模式二次雷达的简单介绍
通信导航监视/CNS S 模式二次雷达的简单介绍Brief introduction to Mode S secondary radar华北空管局高树萍编译2007 年具有S 模式的苏庄一/二次雷达站和百花山单脉冲二次雷达站在民航华北空管局落成，标志着S 模式二次雷达在我国首家使用。
作为S 模式二次雷达站的建设者之一，尤其对S 模式感兴趣。
S 模式二次雷达系统精度高、抗干扰能力强、信息量大，它能实现两个以上雷达站之间的通信，其有为飞机对询问轮流做出应答。
二、S模式的特点S 模式地址唯一。
在S 模式二次雷达中，基于飞机地址唯一可选择性，S 模式询问含有56 位及112位信息串，其中包括24 位的飞机代码位；除了24 位地址位还有32和88 位信息位，任何装有S 模式的飞机都能由波束内的其它飞机分时，信号范围内的所有飞机应答没有重叠，应答录取则不会发生错误。
一机一码，减少或消除了同步干扰，同时防止询问信号串扰其它飞机，提高了检测能力。
（3）S 模式询问消除了来自天线波束范围内其它目标的应答信号，因此大大降低了干扰、应答机占据以及由于反射引起的虚假应ATC 提供数据链以及为VHF 语音通信提供备份的能力，可以应用在ADS-B 和TCAS 防撞等系统中，是二次雷达的发展方向。
一、S模式的定义S 模式即选址模式。
S=Select 选择，是有选择性地询问识别目标。
地面管制雷达站通过轮呼别询问。
因为对每一架装有S 模式的飞机，都分配给一个全世界独一无二的地址，该地址称为技术地址。
全世界有16 777 216 个技术地址可用，并且已由国际民航组织（ICA O）进行标准化。
每次S 模式询问都包含目标飞机的地址，被寻呼的飞机是回答询问的唯一飞机。
答。
（4）S 模式询问较高的飞机数据完整性，得益于S 模式唯一的地址和较安全的数据传输。
当传输期间编码被破坏时，S 模式有更好的编码维修能力。
（5）S 模式询问选择性询问减少了询问次数从而减少了干扰，最（ROLL-CLL）有选择地询问，在地面询问和机载应答装置之间具备双向交换数据功能，这就是说S 模式二次雷达站有能力选择性地寻呼其覆盖范围内的飞机。
计算机论文范文3000字《S模式二次监视雷达系统》
计算机论文范文3000字S模式二次监视雷达系统1、引言S模式是近年发展起来的一种新的空中交通监视技术，相对传统的A/C模式二次监视雷达，采用了选址询问，扩展了数据链，扩充了系统容量，降低了系统内部干扰，因而在美、欧等国家和地区得到了广泛应用，同时也是国际民航组织推荐使用的一种空管模式。
而我国空管发展比较缓慢，目前还普遍使用的是A/C模式，但随着空中交通的发展，飞机密度的增加，势必也会向S模式监视系统发展。
正因为我国目前还没有采用S模式，因而有关S模式的系列标准也没有颁布，系统性论述的相关文献也很少。
有些文献认为，通过对传统A/C模式二次监视雷达进行简单的升级就可以实现S模式，笔者认为S模式除了在工作频点上与传统的A/C模式相同外，是完全不同的两个系统，特别是S 模式的数据链功能，以及地面站的协同功能，使得S模式的控制相当复杂;同时，S模式地面二次监视雷达是一个逐步更换的过程，在实施过程中，S模式二次监视雷达必须考虑兼容现有的传统的A/C模式，因而S模式二次监视雷达必须经过全面细致的设计才可能充分发挥S模式的效能。
本文主要针对实现地面二次监视雷达的关键技术进行论述。
2、S模式二次监视雷达系统简述S模式二次监视雷达系统是在传统的A/C基础上发展起来的，也是采用询问应答协同的工作方式，因而S模式二次监视雷达系统包括具有S模式能力的地面二次雷达询问机和机载应答机两部分。
国际民航组织为每架飞机分配了一个唯一地址(24位地址)[1]，地面站可以对飞机进行选址询问，询问发射频率为1030MHz，接收频率为1090MHz，询问上行信号如图1所示，前2个脉冲为同步脉冲，P5为询问旁瓣抑制脉冲，P6为信息脉冲，采用DPSK调制，信息位长56bit或112bit，56bit称为短信号格式，主要用于监视，112bit称为长信号格式，除用于监视外还需要传输数据信息，也就是数据链功能都采用长信号格式，其码速率为4MHz。
应答下行信号如图2所示，前4个脉冲是同步脉冲，后面56个脉冲或112个脉冲也分为长格式和短格式，采用脉位调制，码速率为1MHz。
浅谈二次雷达S模式及S模式在SELEX雷达中的应用
浅谈二次雷达S模式及S模式在SELEX雷达中的应用作者：卢勋来源：《科学导报·学术》2019年第36期摘要：S模式中S=Selective即选址模式。
S模式询问是通过分配给每架飞行器一个唯一的24位地址码，通过飞行器唯一的地址码有选择性的进行询问，相比较传统A/C模式在整个天线波瓣内进行广播询问，S模式大大降低了同步串扰问题，同时由于其选择性较好能避免相邻飞机的干扰。
除此之外，S模式具有更大的识别编码容量可以同时为16777216架飞机编码，而目前使用的A/C模式代码数只有4096个，大大增加了空中交通管制容量，面对民航系统高速发展的今天，代码资源短缺问题在一定时期内得到了解决。
同时，S模式采用数据链通信，可交换在信息更丰富，更有利于空中交通管制员了解飞机更详细的状况。
关键词：空中交通管制;二次雷达;S模式;SELEX雷达1.二次雷达S模式发展历史在20世纪70年代人们开始研究单脉冲二次雷达（MSSR），单脉冲二次雷达提供了更准确的目标位置信息并减少异步和同步串扰。
在广泛应用A/C模式的同时，其缺点也显而易见：同步干扰（garble），询问率过高导致异步干扰（fruit），识别码太少（4096）个，随着空中交通流量的日益增加，识别码已经不能满足空中管制ATC）需求。
由于上诉情况，英国和美国独立发展了S模式，英国开发的系统称为选择地址（ADSEL）SSR，美国开发的系统称为离散地址信标系统（DABS）SSR。
英美两国研究的侧重点不同，英国的系统主要偏向于一架飞机位置的精准性以及通讯链路的性能;美国系统则完成了基本S模式的开发项目，并讨论了S 模式机载设备的性能。
最后，两项工程合二为一，并被美国联邦航空管理局（FAA）命名为S 模式。
2.S模式信号格式S模式询问信号格式：P1-P2为模式S询问的前导脉冲，采用脉冲幅度调制，间隔2微秒，脉冲宽度为0.8微秒。
P6是数据脉冲（数据块），宽度16.25微秒对应56位数据链，宽度30.25 微秒对应112位数据链。
浅谈二次雷达S模式及雷达新技术
在 ＡＣ模式 基础上发展起来 的 ｓ ／ 模式必须兼 容原有 的 ＭＣ 式 模 ０８ ． 系统 ， 模式雷达仍然属 于二 次雷达 ． 对传统二次雷达 的改进 ， 须 ｓ 是 必 图 ３１ ． 遵循传统二次雷达的一些 特性 ｓ 模式 的兼容性关键是要求 ｓ 模式的 频 率 与 传 统 模 式 相 同 ．即 询 问 频 率 为 １３Ｍ ｚ 应 答 频 率 为 ００ Ｈ ． 数据是通过 Ｐ 脉冲差分移相键控 发射 的．Ｐ Ｋ编码 的规则是 当 ６ ＤＳ １９ Ｍ ｚ 同时 Ｓ ００ Ｈ ： 模式 必须不干扰原 有 ＭＣ模式 的正 常工作 ． 能改 相邻位之间相位变化 １０ 时表示二进制的逻辑 １相位无变化时表示 不 ８。 ， 变原有 的设备工作 方式 。基于以上要求 ． 模式必须做到 以下两个 方 二进制的逻辑 Ｏ 编码示意 图如 图 ３ ． ｓ ． ． 其抗干扰性非 常好 。 ２
２１ 年 ０１
第 ２ 期 ７
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｆ Ｒ ＴＯ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ Ｙ Ｎ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ Ｉ
ｏ科教前沿。
科技信 息
浅谈二次雷达 Ｓ模式及雷达新技术
郭 林辉 （ 民航 安徽 空中 交通管理 分局 安徽 合肥 ２０ ５ ） ３ ０ １
【 要】 摘 二次 雷达（ ｓ ） Ｓ 式是在 Ａ Ｃ模式缺陷的基 础上发展起 来的。 ｓＲ 的 模 ／ 现今欧 美已经普及 了 Ｓ 模式二 次雷达 ， 国也处于推进 阶段 。 我 传统 的 Ａ Ｃ模式询 问时， ／ 处在询 问波束 范围内的飞机都会做 出应答， 若两架以上飞机很近时 ， 他们的应答脉 冲就会 交织在一起 ， 而加 大 了脉 从 冲处理 的难度 ． 即使使 用了单脉冲技术也会无法辨别。为了克服这一弊端 。 二次雷达 出现了 ｓ 模式— —选择询问方式， 样就 消除其他 飞机 应 这 答使 的回答信 号交织的现 象． 同时降低 了询问的频率， 效的减 少了异步干扰 。ｓ 有 模式 的二 次雷达 不仅 具有 更好 的监视 能力， 还提供 地空数据 通信 能力。 模式是二次雷达发展 的一个里程碑 。 ｓ 那么随 着电子制造业的发展 ， 的技术也将应 用到雷达上 ， 斯 未来雷达系统设计将会 出现 ： 数字 化收／ 发模块 、 中频接收机、 零 软件技 术应 用、 以及超 强处理能力的计算机 等。本文 旨 阐述二 次雷达新的模 式和新 的技术 。 在 【 关键 词】 二次雷达（ｓ ： ｓ Ｋ）ｓ模式 ： 单脉冲
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。
初步认知S模式二次雷达
初步认知S模式二次雷达摘要：未来建设S模式二次雷达的必要性：工作20多年来，亲历了民航事业的飞速发展，由原来航路NDB导航到CVR再到DVR/DME导航，这是落后的程序管制范畴，后来建立了雷达管制，大大缩小了航空器之间的距离，满足了民航飞速发展的要求。
但对于目前使用的A/C模式雷达还存在很多问题，比如信号干扰、有限的信息编码、串扰和异步应答等问题，制约了自动化航空管制系统的使用。
而S模式二次雷达可以解决诸多以上问题，S模式二次雷达是未来的发展方向。
下面是笔者对S模式二次雷达的粗浅认知。
关键词：S模式；S模式询问；S模式应答；S模式的应用1 S模式S模式二次雷达的开发起源于美国和英国，当时飞机数量大量增加，自动控制ATC系统中涌现众多异步干扰问题，为此科研人员将每架飞机编上离散地址码，对雷达扫描波束内的目标进行点名性的询问，被点到名的飞机才予以回答。
这样就可以避免A/C交互模式中的A、C两种模式相关问题，大大降低雷达的询问率，进一步减少异步干扰问题。
S模式二次雷达安装了数据链通信功能，提高了管制系统自动化水平。
为此，将S模式询问定义为离散选址信标系统，雷达询问是针对于特定地址编码的目标进行定向呼叫的询问。
安装S模式应答机的飞机都有特殊的地址码，飞机对雷达询问的应答信息中必须包含本机地址码。
因此，每次询问都相关飞机地址码，实行点名询问和对应的应答，这样就从根本上排除了同步窜扰问题。
S模式询问和应答形成完整的地空数据链系统，便于实现地空双向数据交互。
S模式二次雷达应答信息和询问，采用信息数据链报文格式多达24种，相关应答信号和询问信号含有56位二进制（长报文）或（短报文）的数据块，完全可以满足不同数据传输的需要。
2 S模式询问形式雷达S模式询问方式对应的是S模式应答机，原有的A/C 模式应答机收获后将不予应答。
S模式在P2脉冲之后增加了一个P6长脉冲，用来发送上行数据，脉冲宽度为16.25us或者30.25us。
indra s模式单脉冲二次雷达
• 141•ELECTRONICS WORLD・技术交流随着我国经济的快速发展，航空运输业越发繁忙，同步而来的安全运行保障压力与日俱增。
由于新航线的开辟及各航线上飞行器数量的增加而带来飞行高度层和距离压缩，以前的AC模式单脉冲二次雷达处理能力的不足显现而出。
空中交通管制部门对于雷达监视设备的依赖性越来越强。
目前，我国民航系统为了解决当下的状况，对现有AC模式单脉冲二次雷达进行原址更新成S模式单脉冲二次雷达，并选择合适的地理位置加装新型雷达系统。
对重要的飞行航线进行两重甚至多重雷达覆盖，以缓解日益增长的航班量所带来的飞行安全风险。
S模式单脉冲二次雷达相对于传统的AC模式单脉冲二次雷达有着不可替代的优点：（1）二十四位地址码可到达1677万个识别码，AC模式只有4096个；（2）询问方式的改变（选呼），根本解决“应答混淆”现象；（3）选呼后降低了询问重复频率（PRF），减少“异步干扰”；（4）传输信息更加丰富；（5）接收数据更加精准可靠.本文主要探讨S模式单脉冲二次雷达的主要组成及部分模块的功能。
INDRA雷达系统组成：由于现在民用S模式二次雷达站大多数采用无人值守的运行方式进行工作，所以雷达监视系统有本地端和遥控端两部分组成。
现将本地端系统的架构总结如下：1、单脉冲天线系统；2、天线驱动系统；3、S模式询问系统；4、接口适配单元系统；5、中央时间系统；6、本地局域网系统；7、本地管理和控制系统SLG；8、雷达视频VR3000图形显示系统。
遥控端有以下系统组成：本地局域网系统、本地管理和控制系统。
单脉冲天线系统由以下部分组成：辐射柱、射频分配网络、射频滤波器和障碍灯。
天线安装在基座上，通过伺服马达驱动天线顺时针（5-15转/分）匀速旋转覆盖360度方位角。
天线用于发射询问机产生的1030MHZ信号，并接收飞行器应答1090MHZ信号。
发射和接收分别涉及到三种信号（和、差、控制），和波束利用天线的主瓣发射和接收询问及应答信号；控制波束结合和波束进行接收和询问，实现旁瓣抑制功能；差波束只用于发射，通过结合和波束实现单脉冲功能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摘要：有效空域内目标数激增a/c模式系统所显示出的不足，大多数先进国家以s模式系统逐步替换a/c模式。
本文简略阐述了a/c和s模式的优缺点；s模式对装有a/c模式和s 模式应答机的3中呼叫方式：mode a/c全呼询问、mode a/c/s全呼询问、s模式编码询问；s模式的应答；s模式的兼容性。
关键词：单脉冲；二次雷达；s模式
1.引言随着我国民用航空业近年来的飞速发展，空中交通流量的日益增加，早期引进的航管单脉冲二次监视雷达（ssr），传统的a／c模式已不能满足空中交通管制(atc)的需求。
近年来国际上已经普遍采用了更为先进的雷达—s询问模式。
所谓s模式，美国称为离散选址信标系统，其地面询问是一种只针对选定地址编码的飞机专用呼叫的询问。
装有s模式应答机的飞机，都有自己单独的地址码，它对地面询问会用本机所编地址码来回答，因而每次询问都能指向选定的飞机，实现点名式的询问应答；同时s模式的上下行数据链可以用地空双向数据交流。
此询问模式已被国际民航组织(icao）接受，作为二次监视雷达的行业标准。
2.a/c模式与s模式优缺点a/c模式二次雷达的不足表现在几个方面：其一，应答信号只有12位二进制，编码数量有限；其二，只能回答飞机的代号、气压高度，可交换信息少；其三，询问信号结构简单（只有p1、p2、p3三个脉冲），不含识别成分，在询问信号工作范围内的全部飞机会同时获得询问信号，可能产生同时应答，造成混叠；其四，地面反射产生盲区，还有目标的方位、距离等参数的分辩率低等。
s模式二次雷达，其询问信号和应答信号都包含有56位二进制（短报文）或112位二进制（长报文）的数据块。
在s模式的询问信号中，一个15或29us的数据块可容纳56bit或112bit的数据，数据的前24位规定用于飞机的地址编码，这样的飞机的识别码数量可达1677万个，是现行的a/c模式的46千多倍，足以实现全球飞机一机一码。
其他的数据位可用于传送所需的飞机参数。
利用s模式询问、应答信号中的飞机识别码，可以对目标飞机预先进行编码。
s 模式地面雷达站利用飞机地址识别码能与飞机单独联系，询问机只向它负责监视的飞机进行询问，它用跟踪装置保存每架飞机的预测位置，待天线波束指向被选址的飞机时，发出询问。
通过这种选择性询问，使空地间问答次数减到最少，防止信号范围内的所有飞机同时应答引起的系统饱和、混叠的情况。
为改善角分辩率，提高方位数据的精度，s模式使用单脉技术。
通过单脉冲技术，空地间一次问答就可确定出飞机的位置，减少了询问应答次数。
3.s模式的询问s模式询问信号频率为1030±o.2 mhz，为了与原有的a/c模式兼容，s 模式的询问对象包括a/c模式应答机和s模式应答机，其呼叫方式分为以下3种: （1）、mode a/c全呼询问 p4为全呼脉冲，宽度为o．8us时表示mode a/c全呼。
pl和p3脉冲宽度为0.8us，间隔8.o us为a模式询问，应答为12位的身份代码；间隔21.ous为c模式询问，应答为飞机气压计高度；s模式的应答机对该询问不作应答。
p2脉冲的位置固定，为旁瓣抑制脉冲，p2用全向天线辐射，p1、p3脉冲用定向天线辐射，在定向天线的主瓣内，p1、p3比p2大，而在定向天线的旁瓣内，p2比pl、p3大，当主瓣内的p1、p3脉冲比p2脉冲大9db以上时，应答机才应答，而旁瓣询问信号不予应答，从而减少了应答信号接收机的干扰。
（2）、mode a/c/s全呼询问询问格式同上，但p4脉冲宽度为1.6us。
此时a/c和s模式的应答机均要应答，其中s模式的应答信号包含飞机的身份标志（flight identity）和24位地址信息。
flight id是8个字符的标记，由飞行员每次起飞前输入，与飞机的地址一起用于atc(air traffic contml)监视。
（3）、s模式编码询问这种询问只针对s模式应答机，非s模式应答机不予应答。
在p2脉冲后是一个长脉冲p6，用其传输上行数据，其脉宽为16.25或者30.25us（对应56bit和112bit数据）。
p6以dpsk方式调制，其中二进制1代表相位变化180°，而0代表相位没有变化，反相位置的间隔为0.25us，从而产生4mhz的数据比特率。
采用dpsk扩谱信号可以提高询问信号的抗干扰能力。
p6以外的脉冲采用脉冲幅度调制。
p6脉冲前沿后1.25us处有一个固定的同步反相信号，应答机以该信号作为询问数据解码的同步信号和发射应答信号的时间基准，询问机以该信号为基准测量目标应答信号到达的时间差，并进一步计算出目标距离。
4.s模式的应答航空器上的应答机在收到询问信号以后以l090mhz的频率发送应答信号，由于收发频率不同，也称应答机为异频收发机，转发延迟在30us左右。
应答信号前8.0us为导前脉冲，其位置固定，后面为56 bit或112 bit的数据，每位数据脉冲时宽为1us，采用脉位调制，前半部分发脉冲代表“l”，后半部分发脉冲代表“0”。