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。

二次雷达原理二次雷达是一种利用二次辐射原理进行目标探测的雷达系统。

它与常见的一次雷达相比，具有更高的分辨率和更好的抗干扰能力，因此在军事、航空航天、地质勘探等领域得到了广泛的应用。

下面我们将详细介绍二次雷达的原理和工作方式。

首先，二次雷达的工作原理是基于目标对电磁波的反射和辐射。

当雷达系统向目标发射脉冲电磁波时，目标会对电磁波进行反射。

一次雷达是通过接收目标反射的一次辐射来实现目标探测，而二次雷达则是利用目标对电磁波的反射和辐射来实现目标探测。

具体来说，当目标反射电磁波时，会产生二次辐射，这种二次辐射包含了目标的特征信息，通过接收和分析目标的二次辐射，就可以实现对目标的探测和识别。

其次，二次雷达的工作方式包括发射、接收和信号处理三个步骤。

首先，雷达系统向目标发射脉冲电磁波，然后接收目标反射和辐射的信号。

接收到的信号经过放大、滤波等处理后，送入信号处理系统进行分析和处理。

信号处理系统会提取目标的二次辐射特征，并将其与数据库中的目标特征进行比对，从而实现对目标的识别和跟踪。

最后，二次雷达具有许多优点。

首先，由于二次辐射包含了目标的特征信息，因此二次雷达具有更高的分辨率和更好的抗干扰能力。

其次，二次雷达可以实现对隐身目标的探测和识别，对于军事领域具有重要意义。

此外，二次雷达还可以应用于地质勘探、环境监测等领域，为人类社会的发展做出贡献。

总之，二次雷达是一种利用二次辐射原理进行目标探测的雷达系统，具有更高的分辨率和更好的抗干扰能力。

它的工作原理是基于目标对电磁波的反射和辐射，工作方式包括发射、接收和信号处理三个步骤。

二次雷达在军事、航空航天、地质勘探等领域具有广泛的应用前景，对于人类社会的发展具有重要意义。

二次雷达原理二次雷达是一种基于二次辐射原理的雷达技术，它利用目标本身反射的一次辐射信号，通过接收和再发射的方式来实现目标探测和测距。

相比传统的一次雷达技术，二次雷达在目标探测精度和抗干扰能力上有着显著的优势，因此在军事、民用航空等领域有着广泛的应用。

二次雷达的工作原理可以简单地分为三个步骤，接收、处理和发送。

首先，当目标物体被一次辐射信号照射后，会反射出一个回波信号。

接收器接收到这个回波信号后，将其转换成电信号并进行处理，得到目标物体的距离、速度等信息。

最后，发送器根据处理后的信息，再发射出相应的二次辐射信号，实现对目标物体的探测和跟踪。

二次雷达的关键技术之一是信号处理技术。

在接收到回波信号后，需要对其进行滤波、解调、解码等处理，以提取出目标物体的特征信息。

同时，为了提高探测精度和抗干扰能力，还需要对接收到的信号进行多通道处理和数字信号处理，以消除干扰和提取出目标信号。

这些信号处理技术的应用，使得二次雷达在复杂环境下仍能有效地实现目标探测和跟踪。

另外，二次雷达的发射技术也是其关键之一。

发射器需要根据接收到的目标信息，实时地调整发射信号的频率、功率和相位等参数，以确保发射的二次辐射信号能够准确地照射到目标物体，并且能够在回波信号中被有效地提取出来。

这就要求发射器具有较高的调制和调频能力，能够快速地响应接收到的目标信息，并实现信号的实时调整和发射。

总的来说，二次雷达是一种基于二次辐射原理的雷达技术，其核心在于接收、处理和发送。

通过信号处理技术和发射技术的不断创新和提高，二次雷达在目标探测精度和抗干扰能力上有着显著的优势，将会在未来的军事、民用航空等领域有着更广泛的应用前景。

二次雷达欧控标准
二次雷达是一种被动式雷达系统，它使用来自目标上的反射信号来检测和跟踪目标。

欧控标准（European Control Standard）指的是欧洲规定的关于二次雷达的技术和性能标准。

二次雷达欧控标准通常规定了以下方面的内容：
1. 整体性能要求：包括最小探测距离、探测精度、探测速度范围等。

2. 抗干扰性能要求：包括对外部干扰源的抑制能力，如抑制雷达频谱上的杂散信号。

3. 反射目标的标准化：定义了不同类型目标的雷达截面积（RCS）等参数，以便根据目标特征进行识别和分类。

4. 数据接口标准化：定义了与其他系统（如雷达数据处理系统、指挥控制系统等）进行数据交换的接口标准。

5. 雷达安全性要求：包括对雷达系统的工作环境及操作人员的保护要求。

欧控标准的制定旨在保证不同厂家生产的二次雷达系统在性能、功能和接口上的互操作性和兼容性，以便于系统集成和使用。

同时，它也为用户提供了一个评估不同产品性能的依据，以便选择最适合自身需求的雷达系统。

浅谈二次雷达与单雷达数据源的航迹跟踪技术摘要：二次雷达系统不仅能够作为单雷达系统使用，还可以作为终端处理系统接引单雷达数据,保障空域内的航空安全。

本文对二次雷达与单雷达数据源的航迹跟踪技术进行就介绍，主要介绍了航迹关联防范、斜距-高度的校正方法、航迹跟踪方法、单雷达航迹补充跟踪、高度跟踪和实时质量控制6个功能过程。

关键词：二次雷达；单雷达数据源；航迹跟踪0 概述二次雷达系统能够实时监视空域内的飞行目标，捕获其搭载应答机的下行数据，计算距离方位信息，完成对飞行目标的监视，为其空域范围内的目标提供飞行安全保障。

在实际使用中，一次/二次雷达、ADS-B、MLAT等多种探测设备的探测数据会被统一利用并接引到综合管制系统供航空管制人员进行数据分析与空域使用规划。

当二次雷达系统（以下简称“系统”）作为终端接收单一次雷达数据时，需要结合二次雷达本身的数据源对一次雷达的探测数据进行航迹跟踪。

基本组成如下图所示。

图1单雷达数据源的航迹跟踪组成1 航迹关联方法当系统接收到新的雷达航迹时，需要进行空间一致性转换。

首先将雷达航迹的位置信息换算为大地坐标系的经度、纬度信息，再使用球面方位投影计算，获取以本系统为原点的笛卡尔坐标信息。

系统航迹和雷达航迹完成了空间统一性转换。

此时可以使用直角坐标系的距离门限判断，当其判断结果在判别波门之内的，则视为关联成功，需要完成各自航迹号的关联与记录。

2 斜距-高度校正雷达站附近仅有少数高空目标才斜距-高度校正需要。

距离雷达站较远及飞行高度低的目标斜距、地距相差很小。

因此，在实用系统中可以使用下述简化近似算法：先把雷达航迹的笛卡尔坐标变换成极坐标，得到目标的斜距r h。

再用简单的正射投影关系：近似计算目标地距r，式中C为目标C模式高度。

此式仅在目标距雷达站距离较近时比较精确，这正是我们所需要的。

得到真正的地距r之后，便可直接按比例r/ r h折算出真正的笛卡尔坐标，使用球面方位反投影方法，获得其对应的经纬度信息，再使用反投影法，得到转换后的笛卡尔坐标，经内插外推后，参加加权平均的数据融合计算。

二次雷达工作原理课件(二)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•二次雷达的组成和工作方式•二次雷达的应用领域和优势•二次雷达的局限性和发展趋势教学准备：•电脑、投影仪以及课堂展示设备•PPT软件或者其他课件制作工具•网络连接或者离线资料教学目标：•理解二次雷达的基本工作原理和流程•掌握二次雷达的组成和工作方式•了解二次雷达在不同应用领域的优势和特点•分析二次雷达的局限性，并展望其未来发展趋势设计说明：本课件以简洁明了的方式呈现二次雷达的工作原理，从概念引入到应用延伸，力求让学生全面了解并掌握相关知识。

教学过程：1.引入：介绍雷达的基本概念，并提出学习二次雷达的目的和意义。

2.二次雷达的定义和基本原理：–通过概念解释，明确二次雷达的定义和分类。

–阐述二次雷达的基本原理：发射和接收信号的过程。

3.二次雷达的组成和工作方式：–列出二次雷达的主要组成部分，如发射机、接收机等。

–详细说明二次雷达的工作方式，涉及到发射、接收和信号处理等环节。

4.二次雷达的应用领域和优势：–列举二次雷达在不同领域的应用，如航空、气象、交通等。

–强调二次雷达的优势，如高分辨率、成本较低等。

5.二次雷达的局限性和发展趋势：–分析二次雷达存在的局限性，如受环境干扰、波束扫描范围有限等。

–展望二次雷达的发展趋势，如应用领域的拓展、技术的进步等。

6.总结：对二次雷达的工作原理进行总结，并鼓励学生加深理解和研究。

课后反思：通过本次课程，学生对二次雷达的工作原理和应用有了较好的了解。

课件使用简洁明了的语言和示意图，帮助学生更好地理解相关内容。

但可以适当增加一些案例分析和练习，提升学生的实际操作能力。

同时，需要对学生的学习效果进行评估和反馈，以便进一步优化教学内容和方法。