空管二次雷达STC原理及设置
空中交通管制S模式二次雷达信号处理系统
空中交通管制S模式二次雷达信号处理系统【摘要】空中交通管制本身具有难度大、工作复杂的特点，随着近年来经济的迅速发展，航空业的生机勃勃，更是增加了其工作量；传统的ATCRBS处理器虽然在过去为空中交通管制带来了很多方便，但如今却显得“漏洞百出”；科学技术的进步让人们亟待完善航空交通，S模式二次雷达信号处理系统就是在这种背景下产生的。
本文从S模式二次雷达信号处理系统与ATCRBS的不同点对比、空中交通管制应用S模式处理系统的必要性和优越性、S模式处理系统的技术研究及重大意义五个方面来进行简析的，以期完善交通管制，促进航空业的发展。
【关键词】询问信号；应答信号；有效信息；监测；校验经济发展与科学技术的进步是相辅相成的，经济发展是科学技术进步的保障，科学技术也能够促进经济的进一步发展。
在当前人民生活水平迅速提高的背景之下，在高水平的科学技术保障之下，人们对航空的需求明显增大，空中交通管制也越来越重要。
S模式二次雷达信号处理系统由于本身的优越性，必将普及于各国的交通管制之中。
一、S模式二次雷达信号处理系统与ATCRBS的不同点对比二次雷达信号处理系统是在战争的需求中产生的，当时是主要用于判断敌我的系统，为参战国提供了有效的信息。
随着世界的变化和科学技术的发展，如今二次雷达信号处理系统则主要用于空中交通管制。
S模式处理系统是ATCRBS 的发展，我国正处于由ATCRBS向S模式过渡中，二者的不同之处主要包括询问和应答方法不同、传递交通信息方式不同及应答频率和有效性不同三个方面。
（一）询问和应答方法不同传统的ATCRBS系统所采用的是一种类似于广播技术的技术，地面雷达以扩散的方式向空中的飞机发送询问信号，所以飞机必须无条件接受，同时，也需要全部作出应答；而S模式处理系统利用了更为先进的技术，由于每架飞机都会被分配一个不同于其它飞机的地址，类似于我们电脑网络的IP地址，S模式处理系统将根据地址的不同在预订时间发送询问信号，这样飞机可以只接收属于自己的信号，并会在不同时间作出应答。
SSR二次雷达课件
应答信号
❖ A，B，C，D：信息脉冲 ▪ 表明一个回答的数据。 ▪ 模式A和模式C的含义不同。 ▪ 有严格的位置关系（N*1.45微秒）
20.3S
0.45S
1.45S
4.35S
S
F 1
C 1
A 1
C 2
A 2
C 4
A 4
X
B 1
D 1
B 2
D 2
B 4
D 4
F 2
P I
二次雷达（SSR）
电子信息工程学院
十进制数 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4
二次雷达（SSR）
电子信息工程学院
应答信号
如下高度码代表海拔高度20000英尺
F 1 A 1C 2A 2 A 4 B 1 B 2 B 4 F2
二次雷达（SSR）
电子信息工程学院
询问旁瓣抑制技术 ❖ 天线旁瓣的存在造成
▪ 天线旁瓣可能对飞机实现有效询问 ▪ 天线旁瓣可能接收到飞行的应答 Remark：产生较大的定位误差
aircraft in a sidelobe
Looking to their amplitudes, P1 P2
P3
P1& P3 are less than P2
the transponder is NOT triggered
control channel
aircraft in axis of main lobe
二次雷达能够获得飞机的代码、距离、方位、高 度等信息，是我国目前主要的空管监视数据源。
二次雷达（SSR）
电子信息工程学院
空管监视技术
二次雷达（SSR）
电子信息工程学院
空管监视技术
关于二次雷达地物反射的影响因素以及解决方法的分析
2017年11月论述;339关于二次雷达地物反射的影响固棄 以及鮮决方法的分析柳斌(民航宁夏空管分局，宁夏银川750000)【摘要】地物反射是二次雷达常见的干扰之一，其导致垂直波束开裂，造成飞行器跟踪信号丢失，显示航迹不连续,产生了 GHOST 目标。
本文 旨在讨论影响地物反射的各种因素以及对二次雷达解决该问题的常见方法进行分析与总结。
【关键词】雷达;地物反射;余割平方;波瓣开裂;STC 【中图分类号】TN 958.96【文献标识码】A【文章编号】1006-4222( 2017 )21-0339-021地物反射的介绍信号遇到障碍物总是产生了大量的反射，一个接收机接收到的信号也往往是直射信号与各种反射信号的矢量叠加。
直射波与反射波的路程差决定了其在空间某点的相位差。
当 两信号的相位相同时该点得到了加强，相反时就会减弱。
随着 入射角的不断变化，导致了在空间各点的路程差不同，因而矢 量叠加的结果也不同。
按照叠加结果，空间各部分产生了信号 增强和衰减的区域，形成了波束开裂||]。
2地物反射的影响因素及危害地物反射可受到垂直波束零度角以下的增益，场地环境 的反射系数，反射路径中信号的衰减程度，天线架设高度等很 多因素的影响。
地物反射造成的危害也是巨大的：①波束开裂 时0度高度角附近增益偏低，影响对远距离目标的探测，远距 离目标又处于低高度角；②波束开裂后目标进入开裂区由于 天线增益降低会出现航迹不连续现象，造成目标丢失;③主瓣 询问受地物遮蔽引起反射触发应答机回答引起了诸多假目 标，使终端在不同的方位与距离上出现标牌相同的回答，造成 用户困扰。
3对地物反射引发的相应问题处理方法这里一般采用两大类方法，作者姑且称为前端与后端处 理。
前端处理是指在信号发射与接收期间，采取一些措施降低 地物反射，以达到减小相应危害问题的产生。
这类处理方法较 为全面，是属于主动的。
后端处理是指当地物反射的危害后果 (如：GHOST ，目标丢失）已经产生，我们通过相应的信号处理 来滤除假目标，通过航迹相关跟踪来外推预测目标达到减少 目标丢失。
二次雷达作用距离及影响因素分析
二次雷达覆盖范围及影响因素分析民航吉林空管分局 梁志国 严浩 文敏 马纯清1 引言航管二次雷达对保证民航飞机安全飞行、航班正常、提高空中交通管制效率具有重要的作用。
二次雷达覆盖范围是一项重要指标，这涉及到雷达设备的各项指标(如雷达天线增益、发射机发射功率、接收机带宽、接收机噪声系数等指标)的确定、准确合理的选址、规划和布局。
影响雷达实际作用距离的外界因素是非常复杂的，雷达的探测性能要受到雷达站选址和气候等多种因素的影响。
本文系统的研究了二次雷达辐射信号作用距离以及影响因素、空域覆盖问题。
2 理想条件下二次雷达覆盖范围分析二次雷达覆盖范围由二次雷达的作用距离决定。
二次雷达探测飞机需要询问信号能够有效的到达飞机应答机天线，飞机的应答信号能够有效的到达雷达天线。
询问距离要想达到最大，条件就是询问信号到达飞机时的功率刚刚好等于飞机应答机最小可检测信号。
询问信号作用距离的公式为2/1min I I I I Imax 4⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡''=P G G P R πλ，其中，I λ为询问信号波长，这里为0.291m ，I P 为询问信号功率，典型值为2000瓦，I G 为询问信号增益，典型值为27dB ，即天线增益为501，'I G 为应答机天线的接收增益，因为应答机天线为全向天线，所以天线增益为1，'min P 为应答机的灵敏度，即最小可检测信号，典型值为-71dBm ，即79.4×10-12w 。
经计算可以得到询问信号的最大作用距离为2600km 。
应答信号到达雷达的距离达到最大的条件是应答信号到达雷达天线的功率刚刚好等于二次雷达最小可检测信号，应答信号作用距离的公式为2/1min R R R R Rmax 4⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡''=P G G P R πλ，R λ为应答信号波长，0.275m ，'R P 为应答信号功率，典型值为251W,24dBW ，R G 为雷达接收增益，27dB ，'R G 为应答频率应答机天线增益，min P 为二次雷达最小可检测功率，典型值为-85dBm ，即3.16×10-12。
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。
航管二次雷达编码器原理研究
航管二次雷达编码器原理研究编码器是将类似于比特流的信号或数据进行调制、转化为可用于方便通信、传输和储存的信号的设备。
作为二次雷达的重要组件，编码器在雷达的单脉冲定位中主要起到确定角度方位的作用。
从研究的背景和目的出发，介绍了航管二次雷达编码器的基本知识、设计原理。
随后从设计和实践角度出发，给出通用的排故流程，方便提高现场维护工作的效率，从而达到保障飞行安全的目的。
标签：编码器；设计原理；排故流程1 航管二次雷达编码器的分类航管二次雷达主要采用光学编码器。
此类编码器从编码形式上说，分为”增量式编码器”跟“绝对式编码器”。
增量编码器在天线旋转铰链运行的同事，会输出与之对应的脉冲，同时也可以实现多圈的累加与测量。
编码器的中轴每旋转一圈，都能够输出固定质量的脉冲，脉冲的数量则取决于编码器的光栅线数。
若设备对分辨率的要求较高，可利用相位正交的两路信号进行倍频。
绝对式编码器将特定位置设定成对应的编码，可以是数字电路中的二进制码，亦或是8421（BCD）码。
根据编码发生的变化量，可以判定雷达转动方向，并且识别出天线在此时所所面向地面的位置，其中绝对零位代码还包含停电位置记忆功能。
CIRIUS系统使用的是数字化程度更高的“绝对式”编码器。
在现阶段中国大陆民航空管系统所用的常见的航管二次雷达中，ALENIA雷达和INDRA雷达一般采用增量式光电编码器，而法国THALES厂家生产的二次雷达，采用的是绝对式光电编码器。
2 航管二次雷达编码器的运作原理2.1 增量式光电编码器增量式光电编码器的运作原理是每产生一个输出脉冲信号就会增加一个单位增量的位移，但这只是单纯的增量，并不能区分增量出现的位置。
因此，这种计算只能算出相对于特定位置的位移增量，无法直接判定天线主瓣所面向的实际位置信息。
增量式光电编码器会输出两组正交信号A、B，两组信号相差90°电度角称为正交，用这种方法即可判断出旋转方向。
同时还会有一个Z相脉冲作为参考点，该Z相脉冲只在编码器旋转一周时会出现一次。
二次雷达STC抑制有源干扰的应用
二次雷达STC抑制有源干扰的应用曾令赫(民航华北空管局，北京,100621)摘要:二次當达设备已广泛应用于航管系统，是雷达管制的重要组成部分。
外部同频有源干扰对二次當达的运行环境构 成威胁，在数字化处理技术成熟背景下，通过调整STC的运行参数，可降低二次當达受外部干扰源的影响，确保接收机 的解析目标的能力，有效改善二次當达数据处理性能。
关键词:时间灵敏度控制;有源干扰;过栽中图分类号:TN958.% 文献标识码:A文章编号:1673-1131(2017)10-0031-020引言随着空管设备的快速发展，对二次雷达的性能要求不断提髙，二次雷达系统被大量应用在航路上和各终端区的空管系统，因此不同厂家品牌的二次雷达广泛分布在各机场和航路上。
随着科技水的进步，雷达周边的多种通信基站使用各种类型的无线电频率，使雷达站周边的电磁环境逐渐变得更加复杂。
一般条件下，二次雷达能有效去除各种杂波。
但当外部电磁环境发生变化时，雷达信号很容易受到有源信号的干扰，尤其是同频率信号。
发生同频干扰情况时，外部干扰源的同频带信号与正常应答信号同时被雷达接收、解码，对雷达信号处理产生的干扰，影响了二次雷达探测目标的能力。
为确保雷达的正常运行，需要采取技术手段消除外部干扰源对雷达的影响。
1外部有源信号干扰民用航空二次雷达使用特定频率，在工作中采用不同的上行频率和下行频率。
在实际环境中，由于通信技术的快速发展，对电子设备的要求多样化，无线电信号呈现多样化和复杂化的发展趋势，使得电磁波环境不确定因素增多。
特定频率也有过干扰的事件发生，外部有源信号干扰引起的虚假信息，影响雷达系统的正常运行图1外部信号源干扰ALENIA雷达图1是ALENIA雷腿行过程中发生的一次外部讯源的情况，这种现象的产生主要来源于外部有源信号干扰，雷达系统仅能探测外部干扰源的方向，但不能确定干扰源的具体距离•图中显示的杂波图，位于北向的外部干扰源的强度明显大于一般的杂波,由于外部干扰源的频率接近于下行频率，雷达接收机同时接收强干扰信号与应答信号，由于不能区分、剔除干扰信号，使其超出正常的处理动态范围,工作状态进入饱和状态，当累积达到超出雷达的处理能力，接收机出现过载,数据处理器将不能正常工作，没有目标信号输出。
有效测算周围建筑对空管二次雷达影响方法分析
有效测算周围建筑对空管二次雷达影响方法分析随着城市的不断发展，周围的建筑物越来越多，这些建筑物对于空管二次雷达的影响也越来越大，因此如何有效测算周围建筑对空管二次雷达的影响成为了一个重要的问题。
本文将对有效测算周围建筑对空管二次雷达影响的方法进行分析。
一、建筑物对空管二次雷达影响的原因空管二次雷达是一种使用电磁波进行目标探测的设备，其原理是将一定频率的电磁波发射到空中，当波遇到物体时会发生散射，通过接收这些反射波的信号，可以获得目标物体的位置和速度等信息。
然而，周围建筑物的存在会对空管二次雷达的探测产生影响，主要有以下几个方面：1、建筑物会引起反射和衍射现象，使得接收到雷达信号的功率降低，从而降低探测距离和质量；2、建筑物会遮挡目标物体，使得目标物体无法被雷达探测到；3、建筑物会对雷达信号进行吸收和衰减，使得探测的信号强度变弱，降低抗干扰能力。
因此，建筑物对空管二次雷达的影响必须得到有效的测算和分析，以保证雷达系统的正常运行和探测效果。
1、地形数据分析法地形数据分析法主要是通过获取周围建筑物的高度、位置、形状等地理数据，综合计算出建筑物对雷达信号的影响程度。
具体操作步骤为：（1）获取周围建筑物的GIS数据，包括高度、角度、空间坐标等信息；（2）利用地图软件将建筑物的GIS数据与雷达探测区域的地形数据融合，计算每个建筑物对雷达信号的影响能力；（3）根据计算结果，确定建筑物对雷达探测的影响程度，然后进行相应的适应措施。
2、仿真模拟法仿真模拟法是通过基于计算机模型的仿真技术，模拟出雷达信号在周围建筑物中传播的情况，然后通过比较模拟结果与实际探测结果的差别，确定建筑物对雷达探测的影响程度。
（1）建立仿真模型，包括雷达、周围建筑物、信号传播路径、反射、衍射等参数；（2）进行不同情况的仿真，比较仿真结果与实际探测结果的误差；3、实测法实测法是通过对周围建筑物进行现场实测，确定建筑物对雷达探测的影响程度。
（1）进行现场测量，测量建筑物的高度、角度、位置等参数；（2）在测量的建筑物周围进行雷达探测实验；以上三种方法各有优劣，根据具体情况选择合适的方法进行测算。
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空管二次雷达 STC 原理及设置
摘要：设置和调整二次雷达时间灵敏度可以有效抑制近距干扰信号，消除假
目标。
本文首先讨论空管二次雷达时间灵敏度（STC)概念和原理，捷克ELDIS空
管二次雷达STC设置功能相对灵活，所以本文以ELDIS二次雷达为例，介绍STC
的具体设置方法。
关键词：STC
1空管二次雷达射频信号特点
与一次雷达利用目标散射雷达发射的电磁波对其进行探测定位的机理不同，
空管二次雷达利用机载应答机应答地面询问机发射的电磁波对目标进行探测定位，二次雷达探测飞机是由地面询问机和机载应答机合作完成的，有时也称二次雷达
探测的飞机为合作飞机。
二次雷达发射的询问信号为脉冲信号，载波频率为
1030MHz,飞机应答信号也是脉冲信号，载波频率为1090MHz。
按照ICAO相关规范
要求，二次雷达接收机灵敏度需要达到-85dbm。
2 STC原理
飞机发射的二次应答信号随着距离的增加而衰减，即满足场强与距离成平方
反比关系。
所以二次雷达接收机接收的信号强度，会因为应答飞机距离的不同有
较大差异。
当飞机距离二次询问机距离比较近时，接收到的应答信号强度一定相
对较大，如果近距接收到的应答信号强度较弱，那么可以判断为反射干扰信号。
反之当应答机距离较远时，接收机接收到的应答信号较弱，根据ICAO附件10要求，对满足最小信号强度要求的信号，应与处理。
为弱化这种差异，使距离较远
的微弱信号得到足够的增益，同时屏蔽近距离微弱干扰信号，有效消除假目标，
二次雷达在接收机上应用了STC技术，即随着飞机距离的变化调整接收到的信号
的增益。
理论上，飞机距离雷达增加一倍，信号强度降低6dB。
但由于雷达得到
的飞机距离为斜距，所以在近距离时会与水平平面距离有比较明显的差异。
3 ELDIS二次雷达STC设置
图1 ISSR (B)
E LDIS 二次雷达为
捷克ELDIS公司生产
的S模式空管二次雷
达。
国内引入时间较
短，该雷达在STC设
置上较其他二次雷达
稍显复杂。
具体设置步骤如
下：
首先登录ISSR界面，然后点击SMAP按钮，如图1所示。
选择STC命令按钮进行STC设置，此功能模块提供了两个设置选项：
1.
缺省模式：
在缺省模式下，所有方位的时间灵敏度都使用相同的衰减曲线。
如图2所示。
在图中，可以看到需要设置的参数有Init_Sens(起点灵敏度），Slop（灵敏
度曲线斜率），End_Range(设置范围，单位海里），End_Sens(终点灵敏度）。
根据需要将需要设置的数值在文本框中进行选择，之后点击Set按钮，即可完成
设置。
1.
扇区模式：
因为二次雷达站四周地形地物条件复杂，遮蔽情况会随方位变化，所以通常
情况下，在不同方位、不同距离上需要设置不同的时间灵敏度曲线。
可以在点击STC按钮后，在点选
图2
Sector复选框，
针对不同区域进行时
间灵敏度设置。
如图3所示。
图3
在设置表单中，需要
依次输入范围(RangeSTC)，
起始点灵敏度
(Initsensitivity)，灵
敏度曲线斜率(Slope)，
终止点灵敏度
(EndSensitivity)，扇区
起始角度(Begin Azimuth)，扇区终止角度(End azimuth)，扇区近端距离（Internal Range)，扇区远端距离（External Range)。
4 STC调整
因为地形地物或者电磁环境变化，可能需要对STC做局部调整，调整方法可
以按如下步骤进行。
1.
首先通过ISSR界面进入SMAP，选择STC功能。
如图1所示。
2.
然后在表单的NAME框中选择当前已经存在的STC扇区图文件名称，如图4
所示。
图4
1.
按EDIT按钮，修改范围，起始点灵敏度，灵敏度曲线斜率，终止点灵敏度，扇区起始角度，扇区终止角度，扇区近端距离，扇区远端距离，修改完毕按EDIT
保存设置。
5结论
时间灵敏度（STC）设置可以提高二次雷达抗干扰能力，ELDIS二次雷达可以
对STC进行灵活设置，既能设置不同距离，不同扇区区域的固定衰减值，又能为
该区域设置线性变化的衰减值，这样可以提高STC设置的精准度。
参考文献：
1.
冯发龙.二次雷达动态STC的建立方法[J].信息通信,2016(5):59-61.
2.
张雅萌.浅谈如何进行空管二次雷达信号输出中断故障处理.建筑技术科学,2020-06.。