二次雷达原理分析
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模式雷达是一种应用广泛的雷达系统，它具有良好的抗干扰性和高分辨率。
在S模式雷达的基础上，二次雷达又是一种新型雷达系统，它在S模式雷达的基础上进行了进一步的改进和优化，具有更高的性能和更广泛的应用。
下面就来介绍一下S模式雷达和二次雷达的基本原理。
首先是S模式雷达的基本原理。
S模式雷达是一种利用电磁波来探测目标的雷达系统。
它通过向目标发射一束电磁波，然后接收目标散射回来的信号，并通过分析信号的相位差来测定目标的距离。
S模式雷达的原理是利用电磁波在空间中的传播和散射特性，通过探测目标散射的信号来实现对目标的定位和跟踪。
S模式雷达具有测距精度高、抗干扰性强等优点，在航空、航海、军事和民用领域有着广泛的应用。
但是在一些复杂环境下，S模式雷达的性能可能会受到限制，需要进一步改进和优化。
二次雷达的工作原理和S模式雷达类似，但是它在信号处理、抗干扰、分辨率等方面进行了改进和优化。
二次雷达在信号处理方面采用了更先进的算法和技术，使得雷达系统能够更准确地测定目标的距离和方向。
在抗干扰方面，二次雷达采用了更高的抗干扰技术，能够在复杂的电磁环境下保持良好的性能。
二次雷达在分辨率方面也有所提高。
分辨率是指雷达系统能够分辨出两个非常接近的目标的能力。
二次雷达在分辨率方面采用了更先进的技术和方法，使得雷达系统能够更好地分辨出目标，提高了雷达系统的探测能力和精度。
二次雷达在S模式雷达的基础上进行了进一步的改进和优化，具有更高的性能和更广泛的应用。
二次雷达在军事、航空、航海、民航等领域都有着广泛的应用前景。
随着技术的不断发展，二次雷达将会进一步改进和完善，为人类社会的发展做出更大的贡献。
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。
二次雷达原理 ppt课件
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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
二次雷达技术交流
强制报告点时，请机组报告，地面统计单雷 达目的显示； C模式代码测试：校飞飞机在穿越每个高度层 时请机组报告高度，地面统计C模式编码显示 高度；
6、二次雷达飞行校验
A模式代码：测试A模式编码0000、1111、 2222、3333、4444、5555、6666、 7777、7500、7600、7700以及SPI测试；
上行询问
下行回答
上行询问 1030MHz 下行回答 1090MHz
1.3、二次雷达工作原理
二次雷达所需目的参数：距离R、方位ɑ、高度、 H
1.3、二次雷达工作原理
问询信号
三脉冲问询体制
P1-P3 模式问询脉 冲 问询波束主瓣
控制波束 辐射P2
P2 旁瓣克制脉冲
（控制脉冲）
尾瓣
询问波束 辐射P1 P3
1.2、SSR与其他监视方式旳区别
二次雷达（A/C/S模式）：独立旳、合 作式监视系统 经过地面问询系统根据问询和机 载设备旳应答计算目旳旳距离和方位 角。同步S模式二次雷达增强了飞机寻 址和双向数据链旳功能。
优点：相对一次雷达旳信息愈加详细 缺陷：无法监视没有安装应答机或应答机 失效旳飞机
1.2、SSR与其他监视方式旳区别
2.1、二次雷达总体构造图
2.2二次雷达航空管制信号流程简图
2.3、二次雷达数据信号流程简图
天线座
天线 控制箱
通道切 换开关
询问机 A通道
本地监控显示器 询问机B通道
空中交通管制中心监控席位 机场塔台调度席位 其他引接数据使用者
2.4、二次雷达系统工作流程图
目标数据输出 机载应答机
工作模式设置 监控界面
二次雷达工作原理课件(一)
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。
二次监视雷达原理
1、电磁频谱资源
代号
频率范围
波长
HF VHF UHF
L S C X (I) Ku K Ka V W mm
3 - 30 30 - 300 300 - 1000
1 -2 2 -4 4 -8 8 - 12 12 - 18 18 - 27 27- 40 40 - 75 75 - 110 110 - 300
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
场合，如机场SMR。
毫米波： 波束窄带宽宽，大气衰减大，空间及作用距离不大的场合
R2ctr 15m00.1k5m
民航内蒙古空中交通管理局
1、常规雷达
二 雷达原理
发射脉冲
回波
tr
tr
t 噪声
t
雷达测距
民航内蒙古空中交通管理局
二 雷达原理
1、常规雷达
目标角位置的测量 目标角位置指方位角, 在雷达技术中测量这个角位置基本上
都是利用天线的方向性来实现的。 雷达天线将电磁能量汇集在窄波束内, 当天线波束轴对准目
民航内蒙古空中交通管理局
一 概述
3、雷达视线
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
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
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二次雷达原理分析
作者：付广荣
来源：《硅谷》2014年第03期
摘要二次雷达作为当前民用航空的监视工具之一，在保障民航飞机安全飞行中扮演者重要的角色，它不仅能保障航班的正常运行，同时也丰富了管制手段，提高了航班运行效率。
但二次雷达运行过程中也经受着反射、目标丢失、异步干扰、错觉等一系列问题的困扰，因此如何有效发现并解决这些问题就成了关键所在。
关键词二次雷达；管制；反射；目标丢失；异步干扰；错觉
中图分类号：TN95 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）03-0072-01
雷达—无线电检测与测距，顾名思义：雷达的最终目的是发现目标，并测量其距离。
其中一次雷达（PSR）与二次雷达（SSR）是雷达家族中最常见的成员，其中一次雷达是检测自己发射的电磁波遇到物体后的反射信号来对空中飞行物进行检测的，其优点是具有较高的距离与方位精度，并能得出飞行物体的飞行速度；而二次雷达通过发射一组询问编码信号，装有机载应答机的飞机接收到询问信号后，转发一组应答编码信号。
通过“询问-应答”式工作，因此需要两次辐射，因此称为二次雷达。
因为二次雷达是双工作频率，其发射频率为1030 MHZ，接收频率为1090 MHZ，所以它具有作用距离远，无地物杂波和气象杂波干扰，又因其是“询问-应答”式工作模式，因此又具有交换信息丰富等特点。
下面就重点介绍下二次雷达的基本原理以及常见的问题及分析。
二次雷达询问信号采取的是P1P2P3三脉冲体制，其中P2为旁瓣抑制脉冲，P1与P2的时间间隔恒为2 μs，P1P3脉冲为模式询问脉冲，P1与P3之间的时间间隔决定了不同的询问模式，ICAO规定使用模式3/A与模式C，即为我们熟知的识别码和高度码，模式3/A的时间间隔为8 μs，模式C的时间间隔为21 μs。
二次雷达的编码信号经由天线、发射机进行信号的发送，而应答信号则由接收机、信号处理机、终端设备进行信号的接收，应答信号代码则有16个脉冲构成，图一中SPI位脉冲未进行标识，因其只有在管制员要求时发送，因此一般情况下不使用，其中脉宽为0.45 μs，脉冲间隔为1.45 μs，整个脉冲框架即F1到F2的时间间隔为20.3 μs，F2到SPI位的时间间隔为4.35 μs，脉冲编码经过处理就是我们所需的识别码与高度码，而在这16为脉冲信息编码中，其中F1、X、F2以及SPI位不用，因此有用的脉冲为12位，即会有4096种编码的可能性。
若图一为应答信息中的识别码，其识别码的编码顺序为
A1A2A4，B1B2B4，C1C2C4，D1D2D4，由此我们可以得出图1中有效位为A1A2，B2，
C1，D2D4，因此该飞行器的识别码即为3216；然而在4096种编码中有三种特殊识别码：7700：飞机紧急情况；7600：通信故障；7500：非法干扰，这三种特殊识别码一般情况下不轻易使用。
若图一为高度码，高度码的编码顺序与识别码又有所区别，其规则为：D1D2D4，
A1A2A4，B1B2B4：C1C2C4，其中D1D2D4，A1A2A4，B1B2B4为标准循环码，按500ft递增，C1C2C4为五位循环码，按100ft递增，其中D1位恒为0，目前的民航飞行器达不到这一高度，如图一所示其标准循环码为011110010，要换算成高度值，首先要对标准循环码转换成二进制码，这种运算过程可通过“异或门”得以实现，经转换后可得出二进制码为010100011，再将二进制码换算成十进制数，得出十进制数为163，可得标准循环码计算高度即为
163*500=81500ft，查表可得对应五位循环码为0，又因为气压高度是从—1200ft开始计算，由此可得此航空器的高度值为：81500+（-1200）=80300ft。
图1
二次雷达就是通过发送询问信号编码，接收应答信号编码，使得每一架航班都获得了一个唯一的识别码与高度码，同时经过设备后续的程序处理还可得出飞机的方位、速度等参数，然后将这些数据传输给空管人员，他们就可以按照监视情况而做出正确有效的指挥，即保证了航班的正常运行，也将可能发生的问题降低到了最小化。
然而二次雷达如同其它监视设备一样，面临着诸如反射、目标丢失、异步干扰、错觉等一系列问题，那么这些问题如何产生又是如何影响二次雷达正常运行以及常见的解决手段有哪些呢？
反射是指当询问波束的主瓣方向上存在着反射体，询问信号经过反射后，被机载应答机接收，这个询问信号就会引起应答机的应答，而应答信号以直线的方向到达雷达的接收机，即由天线旁瓣接收，这时就会造成同一架飞机出现多个报告，产生干扰，使判断困难。
解决反射问题主要有两种方式，一是改进天线系统，让天线的垂直波束采用锐截止方式，而是采用询问旁瓣抑制ISLS，即前面提到的询问脉冲中的P2脉冲，此脉冲由控制波束发射，控制波束覆盖询问波束P1P3的所有旁瓣以及尾瓣，而低于询问波束的主瓣，这样就有效了避免了反射问题。
目标丢失是指在雷达监视屏幕上监测不到该目标的信号，造成这样的原因主要有飞机的机动飞行，机身遮蔽了应答机的天线；还有一种原因是由于过问询问造成了机载应答机过载，即询问次数超过上限值。
异步干扰是指当一个地面站主瓣询问某一目标时，目标应答机的回答可以通过另一个应答机的旁瓣进入另一个地面站的接收系统，由于旁瓣接收的信号与该地面站的询问不同步而造成的干扰。
简单的理解就是由于飞机天线的无方向性，飞机对A站询问的应答被B站所接收，从而对B站造成异步干扰，其主要破坏力是造成译码错误。
对付异步干扰一个有效的方法就是减少询问频率，这样可以使空间中应答信号减少，从而减小造成异步干扰的可能性。
错觉是指二次雷达应答存在检测过程中就是对框架脉冲F1到F2的检测，因为在应答中总存在F1与F2框架脉冲，而框架脉冲检测过程是检测是否存在一对脉冲时间间隔为20.3 μs，但这对脉冲框架有可能是错觉引起的错误的框架脉冲。
如图1所示C2到SPI位的时间间隔为20.3 μs，但却不能认为是一个正确的框架脉冲，再如后一架飞机的应答码恰好与前一架飞机的
应答码存在着脉冲位置重叠的情况，同样可能造成错觉，不过错觉问题一般在设备的后续处理过程中会得以消除。
二次雷达问题不仅仅只有上述几个，还有比如绕环现象、同步串扰、虚假目标等等一系列问题，在这就不做一一论述，尽管二次雷达设备存在着许多问题，但随着科技手段的进步以及更综合的处理方法，使得这些问题都能迎刃而解，从而使二次雷达在实时监控航班动态，保障航班安全稳定运行，丰富管制方式，提高航班的运行效率等方面均发挥着积极而又有效的作用。
相信在我们民航人积极努力之下，会使中国民航事业迎来更大的飞跃！
参考文献
[1]苏志刚.二次雷达设备.
[2]航管二次雷达.
[3]丁鹭飞，耿富录.雷达原理[M].西安电子科技大学出版社.
[4]王毓银.数字电路逻辑设计[M].高等教育出版社.。