雷神Raytheon二次雷达原理
单脉冲二次雷达相位修正
单脉冲二次雷达相位修正摘要本文介绍了单脉冲二次雷达的单脉冲工作原理,对空管目前主用的三种单脉冲二次雷达的和、差通道相位的测量、修正的方法进行阐述,并结合实践,提出了一些新的相位修正方法。
关键词雷达;相位;修正中图分类号tn95 文献标识码a 文章编号1674-6708(2010)30-0155-030 引言随着2007年11月22日我国高空开始实施缩小垂直间隔(rvsm),对二次雷达获取目标信息的准确性要求越来越高,而对单脉冲二次雷达性能起决定性影响的是和、差接收通道的相位一致性,下面以我国空管目前主用的3种型号的mssr为例,对其和、差接收通道相位一致性的测量、修正方法进行初步探讨。
1 单脉冲原理单脉冲二次雷达具有和、控制收发通道以及差接收通道,能够从应答机的一个应答信号中获取精确的目标方位信息。
差通道的接收信号由天线左右两边分别接收到的信号经过相减得到,通过比较和与差的信号幅度可得知目标在天线轴向前方或后方,得到的和差比(sdr)用于查表以提供偏离天线瞄准轴的角度(oba),通过提供轴向方位的oba值,就可得到一精确的目标方位,理论上只需一个脉冲就可计算出目标的方位即单脉冲,实际上需要一定数量的应答以确保送出的目标信息的可靠性。
图2是单脉冲二次雷达接收通路的简单框图,和、差相位一致性问题主要在天线输出至接收机鉴相器之间的接收通路中,其中主要包括了同轴电缆、旋转铰链、接收机模块等部件,这些部件都可能对和、差相位的一致性造成影响。
2 raytheon mk2raytheon mk2单脉冲二次雷达的和、差通道相位一致性问题主要受几个方面的影响:同轴电缆、旋转铰链、接收机模块。
下面对3个影响要素进行分析并给出相位测量、修正的方法。
2.1 同轴电缆二次雷达站大多建在山上,室外同轴电缆架一般不做封闭处理,大多直接架设在室外,在长期的山区昼夜温差、冬寒夏暖的温度变化条件下,同轴电缆会产生一定的热胀冷缩,加上电缆架设时的机械拉伸、弯曲、挤压等因素,这些都会引起同轴电缆的物理长度发生变化,从而改变了同轴电缆的相位长度。
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
雷神二次雷达环绕假目标的诊断和分析
雷神二次雷达环绕假目标的诊断和分析作者：刘海天来源：《无线互联科技》2017年第03期摘要：文章根据二次雷达工作中出现的环绕假目标案例进行分析，结合雷达原理，分析同码环绕假目标产生的原因，并通过简易的方法进行故障排查，快速定位故障点，详细介绍排除故障的过程，希望对雷达维护人员处理类似故障有所帮助。
关键词：雷神二次雷达；旋转关节；环绕假目标随着雷达管制的实施，航管监视雷达对监视空中飞行目标起着越来越重要的作用，二次雷达假目标对空中交通的正常运行带来了很大的安全隐患。
在维护雷达设备过程中，面对雷达系统故障，如何准确地分析、判断故障点，采取一切必要措施，快速恢复设备正常工作，对于确保空中交通管理安全有着重要的意义。
1.系统介绍雷神CONDOR MK2D二次雷达是我国引进的一批性能稳定、集成度高、维护方便的单脉冲二次雷达。
雷神CONDOR MK2D二次雷达系统由询问机、天线系统、LCMS，LDRP等部件构成，雷达发射信号通过询问机、射频切换单元、旋转关节，最后经天线发射。
因天线处于运动状态，而下方的馈线是固定的，因此需要旋转关节来连接固定和旋转的射频线缆接口。
LCMS是监控和维护单元，监控和维护雷达的运行状态，LDRP是雷达视频记录和回放单元，显示和回放目标的运行轨迹。
2.故障现象通过LDRP查看，雷达视频显示有较多假目标出现，这些假目标的特点是代码相同、距离相同，呈圆周分布，主要集中在100海里内，CMS无告警信息。
3.故障分析雷达假目标产生的原因有多种，主要包括反射、异步干扰、二次环绕、代码混淆、同码环绕等类型。
本文主要介绍同码环绕假目标产生的原因。
二次雷达询问时通过∑询问波束询问。
∑询问波束是一个指向性高增益的波束，人们称之为主波束，但在实际工作中在天线周围会产生波束泄漏。
这些泄漏的波束也会引起飞机的应答，产生假目标，人们称这些波束为旁瓣。
为了消除这些假目标，雷达加入了Q询问波束。
Ω询问波束是全方向性的波束，它的天线增益比主波束弱，比旁瓣强。
浅谈雷神二次雷达天线系统维护实例
浅谈雷神二次雷达天线系统维护实例作者：兰图来源：《电子技术与软件工程》2016年第19期摘要赣州Raytheon单二次雷达安装运行至今已近15年，该雷达目前仍然是华东地区乃至中南地区空中管制的主力雷达，在沪穗航线中更是以作用距离远、信号质量好和设备稳定性高的特点而处于重要地位。
赣州Raytheon单二次雷达运行14年当中出现过3次齿轮箱渗油、漏油的现象，我们对这种故障现象运用了不同的处理方法。
【关键词】二次雷达雷神系统维护随着雷达管制的实施，航管二次雷达发挥了越来越重要的作用。
作为一线维护人员，面对雷达系统出现的各类故障有可能是未曾经历过的，如何能准确分析判断故障点，尽可能快地恢复设备工作，确保管制安全有着重要的意义。
本文主要是针对赣州雷神雷达运行这些年来屡次出现齿轮箱渗油的问题进行分析，详细介绍了排除这类故障的过程方法，希望能对出现相同情况的同类型台站维护人员有所帮助。
1 历年来故障出现的情况赣州Raytheon单二次雷达安装运行至今已近15年，赣州地处华东局和中南局交界处，该雷达目前仍然是华东地区乃至中南地区空中管制的主力雷达，在沪穗航线中更是以作用距离远、信号质量好和设备稳定性高的特点而处于重要地位。
赣州Raytheon单二次雷达运行14年当中出现过3次齿轮箱渗油的现象，我们对其进行了不同的处理方法。
赣州Raytheon单二次雷达第一次和第二次齿轮箱渗油是发生在2003年7月和2004年12月，投产运行刚两年齿轮箱就出现两次渗油的情况，且随着时间推移，渗油情况越来越严重，补充润滑油的频率也越来越高。
当时雷神公司派技术员来实地处理漏油事宜，检查结果是密封圈老化导致齿轮箱渗油，为了解决这一问题，在齿轮箱和马达之间增加了防止齿轮箱渗油的油封、更换了油位表及注油口螺丝。
此后长时间未在发生类似问题。
但2015年7月齿轮箱再次出现渗油情况，渗油的情况比较严重，基本上一个月要补充一次润滑油，以保证油位处于正常范围之内。
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
二次雷达原理分析
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。
温州雷神二次雷达系统运行风险评估
温州雷神二次雷达系统运行风险评估作者：刘海天来源：《硅谷》2014年第02期摘要风险矩阵法（Risk Matrix）是一种有效的风险管理和评价工具，可应用于分析设备的潜在风险，定义动态的警戒值。
通过定性分析和定量分析综合考虑风险影响和风险概率两方面的因素，对温州雷神二次雷达系统的运行功能、运行环境以及防护机制进行分析，识别风险源，分析和评价风险，合理分配安全投入，采取措施控制风险，将影响空管设备运行风险降低至可接受的程度。
关键词安全；危险源；风险评估；故障树中图分类号：TN956 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）02-0048-021 雷神雷达系统的定义和框图1.1 定义雷达Radar——Radio Detecting and Ranging，无线电检测与测距。
由此名称可见：雷达的根本任务是发现目标，并测量其距离。
二次雷达收、发工作频率不同。
发射为1030 MHz，接收为1090 MHz，其检测距离可达到250海里。
随着中国民航的快速发展，空中交通流量越来越繁忙，雷达系统对航空安全的发挥着非常重要的作用。
管制员可以从雷达屏幕上看到飞机的代码、空间位置、速度、上升下降等参数，雷达管制逐渐取代了程序管制。
大罗山雷神雷达是由英国雷神公司制造的一部单脉冲二次雷达，于2007年完成安装。
它是中国东部沿海航路上的一个重要节点，担负着温州附近区域的高空监视。
1.2 结构框图整套系统采用模块化设计，由天线系统、询问机、LDRP、CMS构成。
天线系统的功能是控制天线的运转。
询问机的功能是发射信号和对接收信号的处理，由2台主备机构成。
LDRP 的功能是显示和回放本地雷达视频信号，通过一台计算机的软件实现。
CMS的功能是监视和控制雷达运行状态，通过一台计算机的软件实现。
图1 雷神雷达系统结构图2 顶事件及其选择原则根据分析目的的不同相应的选取顶事件，可分别考虑对系统技术性能、可靠性和安全性、经济性等影响显著的故障事件作为顶事件。
雷神二次雷达假目标案例分析
0 引言单脉冲二次雷达是中国民用航空的主要监视设备。
雷达二次雷达在我国使用较广，具有精度高、稳定性好的特点。
但由于雷达运行现场及周边环境等因素的影响，二次雷达在运行过程中不可避免会产生一些假目标。
因此，假目标的识别和抑制技术是单脉冲二次雷达一项关键技术[1]。
1 假目标产生的原因异步干扰、绕环效应和反射现象是单脉冲二次雷达产生假目标的最为常见的原因。
1.1 异步干扰异步干扰现象是指二次雷达询问机在其作用范围之内接收到由周围其他询问机询问所引起的应答信号[2]，这个应答信号与询问机自身的询问信号不同步，但会干扰正常信号的后续处理。
图1 异步干扰示意图如图1所示，当一架飞机位于雷达A 与雷达B 作用范围的重叠区域C 时，会同时接收到雷达A 和雷达B 的询问信号，飞机上的应答机向雷达A 和雷达B 都返回应答信号。
飞机上应答机的应答信号是全方位进行发射的，有时雷达B 的询问机会收到飞机对雷达A 的应答信号，如果雷达B 对这一应答进行目标处理，就会产生假目标。
1.2 绕环效应绕环效应是指机载应答机有可能被断续或持续的旁瓣询问所触发，导致询问波束旁瓣附近的机载应答机断续或持续的给出回答，从而额外的夸大了存在的飞机数量．造成不必要的干扰[3]。
在机载应答机产生故障，或者二次雷达询问机的控制波束不能完全覆盖询问波束的旁瓣时，询问波束的旁瓣就会触发靠近地面雷达站的飞机应答机产生应答。
天线旋转扫描时，飞机应答机大部分时间处于询问波束旁瓣的作用范围之内，应答机可能断续或持续回答，产生很多假目标，出现“绕环效应”[4]。
1.3 反射二次雷达产生的假目标大部分是由反射引起的，引起反射的原因有多种。
从雷达系统出发，天线系统性能下降，造成雷达辐射波束的垂直方向性图不理想，甚至出现波瓣开裂的情况，导致近地面或建筑物产生大量发射，引起假目标。
二次雷达站周边的电磁环境差，地面及附近物体的反射也会使天线收到反射信号，引起假目标。
这种反射可能是二次雷达询问信号的反射信号对飞机进行了询问，也有可能是飞机的应答信号的反射信号被二次雷达所接收，这两种情况都会产生假目标。
雷神二次雷达发射机接口故障告警分析与维修
雷神二次雷达发射机接口故障告警分析与维修贾人和【摘要】介绍了雷神二次雷达发射机接口故障现象,分析了故障原因及排除方法,提出了故障模块维修的方法.【期刊名称】《内蒙古科技与经济》【年(卷),期】2017(000)018【总页数】2页(P76-77)【关键词】雷神二次雷达;发射机;故障;自检【作者】贾人和【作者单位】中国民用航空华北地区空中交通管理局内蒙古分局,内蒙古呼和浩特010000【正文语种】中文【中图分类】TN958.96呼和浩特管制区在2002年在苏尼特右旗安装了英国RAYTHEON公司生产的单脉冲二次雷达，并于2003年正式投产开放，属于我国空管行业同期引进的同型号十多套雷达系统之一。
由于该雷达位于中蒙边境地区，是唯一担负着出入中蒙边境的必经航路A575国际航线监视任务的雷达，因此设备保障要求极高。
本二次雷达自开放以来均是全年24h内容运行，至今已经连续运行了近13年，在空管业务保障工作中发挥了十分重要的作用。
目前，同期引进的该雷达都已进入故障多发期，现就在该设备维护检修工作中遇到的关于发射机接口故障现象、故障分析及解决故障方法呈现给同行们，或可为雷达维护人员提供参考。
雷神二次雷达CMS(控制监视系统)上的CHANNEL B模块变红，且CHANNEL B 上的RDC模块变红，提示雷达B通道有故障发生，且故障部位在RDC(接收解码相关)部分。
查看当时的系统日志，有以下告警内容出现。
Br: Sum RX 3db Low FalseBr: Fault Cleared on Sum Receiver，Receiver，RX/PE Assembly，807891 Br: Sum RX 3db Low TrueBr: Fault On Sum Receiver，RX/PE Assembly，807891Br: Diff RX 3db Low FalseBr: Diff RX 3db Low TrueBr: Fault On Difference Receiver，RX/PE Assembly，807891其中划横线部分出现频次较少。
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六块数据处理 接口板
站服务板
点迹录取器 应答解码板 视频时基板 模式产生器 控制自检板
站服务板
Site Services（站服务板）： 提供雷达数据和控制信号的格式转换；对设备控 制状态、故障诊断进行分析控制。
点迹录取器
Plot Extractor Processor（点迹录取器）： 接收经过解码的信息产生各种格式的点迹输出等。
六块数据处理接口板 从左到右依次是： 1、测试服务板 2、点迹录取器 3、应答解码板 4、视频时基板 5、模式产生器 6、控制自检板
驱动模块
Driver Module （驱动模块）： 1、 产生1030MHZ的连续波信号，将模式产生器产生的和、控制脉冲，调制 到1030MHZ的射频上，送到LDPA模块。 2、检测相位的错误和脉冲放大的振幅。
接收接口模块
RX Interface（接收接口模块）：
将来自驱动模块本振信号1030MHZ分别送到和、差、控制接收模块。
和、差、控制接收
Sum, Diff,& Control Receivers（和、差、控制接收模块）： 接收1090MHZ的应答信号，与本地1030MHZ信号进行混频，产生60MHZ 的中频，经过模数转换器得到8位的数字视频。
Reply Decoder 807896/000 Video & Timing PEC 807894/004 Mode Generator 808163/001 Control & BIT 807893/000
Sum, Diff, & Control Receivers
设备主要模块名称 1、驱动模块 2、低功率放大器模块 3、发射接口模块 4、电源模块 5、接收接口模块 6、和接收模块 7、差接收模块 8、控制接收模块 9、六块数据处理接口板 10、数据输入输出接口
应答解码板
Reply Decoder（应答解码板）：基板 出来的信号进行解码，译码。
视频时基板
•Video & Timing（视频时基板）：接收来自接收机 的信号和来自模式产生器的定时控制信号送到应答解 码板；产生目标数据，方位数据、APM测量、RSLS等。
模式产生器
Mode Generator（模式产生器）： 产生询问脉冲和控制脉冲；产生各种触发信号
控制自检板
Control & BIT（控制自检板）： 通过数据线和地址线为相应的组件传送控制信息； 监视系统参数。
Transmitter Receiver RFCO
Embedded Controller
Plot Processor
VGA Monitor Personal Computer Local Terminal
Transmitter
RFCO
Receiver
Embedded Controller
Inter Channel Link
询问机（ INTERROGATOR） 天线系统（ ANTENNA ） 射频转换开关 （ RFCO） 控制和监控系统（CMS） 雷达维护监视器（RMM） 测试应答机（ SITE MONITOR ）
雷神二次雷达设备分布
Turning Gear *
LVA ANTENNA
RFCO Unit
LDPA模块
LDPA（低占空比放大器）： 1、将来自驱动模块的80W的射频信号经过高功率放大器放大到3.8KW， 送到TX Interface模块。 2、 温度传感器在40ºC产生警告，在47ºC产生故障。
发射接口模块
TX Interface（发射接口模块）： 1、将从LDPA模块出来的射频脉冲，经过RFCO由和通道、控制通道送到 天线发射出去。 2、接收自检调制脉冲信号，送到接收机检测。
Plot Processor
Site monitor Radar and CMS Data Radar and CMS Data
CONDOR 2D INTERROGATOR
CMS
RMM
Plot Extractor Processor 808365/004
Daughter Board 808365/052
询问机
I/P - O/P Panel (On Top) TX Driver LDPA TX Interface
S.B.C. 808365/051 Site Services 808366/000
KBD PMC E R B ETH CH1 CH0
B J3
R
Fan Tray
J1 J2
RX Interface