二次监视雷达知识讲解

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。

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
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。

第一章SSR原理1.1航路二次雷达ＳＳＲ原理基本概念：雷达的原意为无线电检测和测距，他起到对目标定位的作用。

以脉冲雷达为例，通过天线发射射频脉冲。

当射频信号遇到目标以后，其中的一部分能量向雷达站方向反射，通过天线进入接收机。

经过雷达的接收系统放大、检测等处理后，可以发现目标的存在，并可以提取其他的参数信息。

测距是基于光速不变的原理。

由于回波信号往返雷达和目标之间，他将滞后于所发射的探测脉冲时间为Tr。

以探测脉冲作为时间基准，目标和雷达站之间的斜距R为：R = C * Tr / 2由上式可见，对目标的测距（系指斜距）和测时是一致的。

测角，对于监视雷达而言系指方位角 ，亦即偏离正北方向的角度。

一般由扫描天线的主波束的指向所确定，在航管雷达系统中常把工作于上述状态下的雷达称之为一次监视雷达（PSR）。

目前一次雷达主要有三大类：A.航路的监视一次雷达，作用距离在300－500公里B.机场的监视一次雷达，作用距离在100－150公里C.着陆雷达（在跑道附近）。

其信号是提供给塔台调度员的，在塔台显示器上观看飞机下滑的全过程，提供信号仰角７度（上下10度）ＰＳＲ的优缺点：优点：只要有目标存在就可以发现它（不管敌我）缺点：⑴辐射功率很大（要足够大）Ｒ与Ｐ的关系：Ｒ↔功率的四次方根造价要高得多，设备庞大。

⑵易受干扰（障碍物，气象）⑶不能对目标识别当两个目标很近时也无法区别。

⑷要得到目标的高度也很困难。

二次雷达设备——第1页二次监视雷达（SSR）和一次监视雷达的区别在于工作方式不同。

一次监视雷达可以靠目标对雷达发射的电磁波（射频脉冲）反射，主动发现目标并确定其位置，而二次监视雷达不能靠接收目标反射的自身发射的探测脉冲工作。

他是同地面站（通常称询问机）通过天线的方向性波束发射频率为1030兆赫的一组询问编码（射频脉冲）。

当天线的波束指向装有应答机的飞机的方向时，应答机检测这组询问编码信号，判断编码信号的内容，然后由应答机用1090兆赫的频率发射一组约定的回答编码（射频）脉冲。

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。

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。

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。

1S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。

2S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。

P6脉冲采用Dpsk方式调制，其中二进制1表示相位变化180°，二进制0表示相位没有变化，反相脉冲的间隔为0.25us，进而产生4MHz比特率的数据。

采用Dpsk扩谱信号能够大大提高询问信号的抗干扰特性。

P6之外的脉冲实行脉冲幅度调制。

P6脉冲前沿之后1.25us处包含一个同步反相信号，模式S应答机以这个信号作为询问解码的发射应答信号及同步信号的时间基准，二次雷达询问机以该信号为基准，即可测量飞机信号到达的时间，从而计算出飞机的实际距离。

3S模式的应答飞机上的S应答机，在收到雷达询问信号之后，用l090MHz的频率发送应答信号，因为收发采用不同频率，故称接收应答机为异频收发机，相应的信号转发延迟在30us左右。