ATC-二次雷達(dá)PPT優(yōu)秀課件

1、1,為了保障飛機(jī)在繁忙空域中飛行和進(jìn)近著陸過程中的安全，正確實(shí)施空中交通指揮，必須設(shè)法了解和掌握一定空域中飛機(jī)的位置、高度及其運(yùn)動態(tài)勢。,第七章 空中交通管制應(yīng)答機(jī),ATC TRANSPONDER,2,7.1系統(tǒng)概述,一、ATC系統(tǒng) 任務(wù) 起飛和著陸 地面管制人員對飛機(jī) 進(jìn)港和出港 按規(guī)定航路飛行 飛機(jī)的 方位 距離 進(jìn)行管制。需要知道 高度 識別碼,3,7.1系統(tǒng)概述,ATC系統(tǒng)組成及分類 同樣采用 詢問應(yīng)答式 地面設(shè)備： 機(jī)載設(shè)備： PSR 機(jī)載應(yīng)答機(jī) SSR ATCRBS -A/C模式應(yīng)答機(jī) A模式 C模式 DABS -S模式應(yīng)答機(jī) S模式 （兼容A/C模式）,4,7.1系統(tǒng)概述,一次監(jiān)

2、視雷達(dá)（PSR）是依靠目標(biāo)對雷達(dá)天線所輻射的射頻脈沖能量的反射而探測目標(biāo)的。一次監(jiān)視雷達(dá)的天線以一定速率在360范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)掃掠，把雷達(dá)發(fā)射信號形成方向性很強(qiáng)的波束輻射出去。監(jiān)視空域中的飛機(jī)被雷達(dá)波束所照射后，形成反射回波。雷達(dá)天線接收回波能量，通過進(jìn)一步的處理以獲得目標(biāo)的距離、方位信息，以監(jiān)視終端空域中飛機(jī)的存在及活動情況。,5,7.1系統(tǒng)概述,二次雷達(dá)信標(biāo)系統(tǒng)是以詢問-應(yīng)答方式工作的。二次監(jiān)視雷達(dá)的發(fā)射信號頻率與接收頻率不等，其詢問發(fā)射頻率為1030MHz，接收頻率則為1090MHz。這就是通常所說的L波段。 SSR 分兩類 ATCRBS DABS,6,7.1系統(tǒng)概述,ATCRBS和DABS

3、的機(jī)載設(shè)備的兼容性： mode s 應(yīng)答機(jī)能接收ATCRBS 詢問脈沖并產(chǎn)生應(yīng)答。 DABS的某些詢問方式ATCRBS應(yīng)答機(jī)能接收并做出應(yīng)答。 區(qū)別： ATCRBS-地面臺對周圍所有飛機(jī)都發(fā)出相同的詢問，所有飛機(jī)均應(yīng)答，即一問多答，容易產(chǎn)生同步混淆。 DABS-每架飛機(jī)的mode s 應(yīng)答機(jī)均分配一個(gè)24位地址碼，詢問器按飛機(jī)地址詢問，由此產(chǎn)生應(yīng)答，即一問一答。這樣就不會產(chǎn)生同步混淆。,7,7.1系統(tǒng)概述,8,7.1系統(tǒng)概述,系統(tǒng)的工作 地面臺發(fā)射詢問編碼信號，應(yīng)答機(jī)接收后，自動回答飛機(jī)高度或識別碼，經(jīng)譯碼后，在地面管制人員的熒光屏上顯示飛機(jī)方位、距離、高度和識別碼。 測距：用詢問脈沖與應(yīng)答脈

4、沖之間的延時(shí)來求。 方位：地面發(fā)射窄波束，進(jìn)行360度掃掠，當(dāng)波束照射到飛機(jī)時(shí)，接收到應(yīng)答信號，此時(shí)天線轉(zhuǎn)角與熒光屏上掃描同步轉(zhuǎn)動，這樣就將天線轉(zhuǎn)角顯示在熒光屏上了。,9,7.1系統(tǒng)概述,小結(jié)： ATC系統(tǒng)由地面和機(jī)載設(shè)備配合工作 分為 一次監(jiān)視雷達(dá)（PSR）是依靠目標(biāo)對雷達(dá)天線所輻射的射頻脈沖能量的反射而探測目標(biāo)的。 二次雷達(dá)信標(biāo)系統(tǒng)（SSR）以詢問-應(yīng)答方式工作的。 SSR 分為 ATCRBS-機(jī)載-ATC應(yīng)答機(jī) （A/C模式） DABS-機(jī)載- S模式應(yīng)答機(jī) （兼容A/C模式） 管制人員獲得飛機(jī)的方位 距離 高度 識別碼,10,7.2空中交通管制雷達(dá)信標(biāo)系統(tǒng) ATCRBS,11,一、組成

5、及工作過程,12,13,14,15,系統(tǒng)工作概況 編碼器的控制下，產(chǎn)生一定模式的詢問脈沖對信號， 通過條形方向性天線輻射。 在其天線波束照射范圍內(nèi)的機(jī)載應(yīng)答機(jī)對所接收到的詢問信號進(jìn)行接收處理與譯碼識別，如果判明為有效的詢問信號，則由應(yīng)答機(jī)中的編碼電路控制發(fā)射電路產(chǎn)生應(yīng)答發(fā)射信號發(fā)射。 所產(chǎn)生的應(yīng)答信號是由多個(gè)射頻脈沖組成的射頻脈沖串，它代表飛機(jī)的識別代碼或高度信息。 與此同時(shí)，向同一方位輻射的一次雷達(dá)也會接收到飛機(jī)所產(chǎn)生的回波信號，它的接收機(jī)所產(chǎn)生的飛機(jī)視頻回波信號也同時(shí)輸往數(shù)據(jù)處理與顯示系統(tǒng)。在控制中心的圓形平面位置顯示器上的同一位置，顯示飛機(jī)的一次雷達(dá)回波圖像與二次雷達(dá)系統(tǒng)所獲得的飛機(jī)識別

6、代碼及高度信息,16,雷達(dá)信標(biāo)系統(tǒng)簡化方塊圖,17,系統(tǒng)所能提供的信息：,飛機(jī)的距離與方位信息； 目標(biāo)的識別信息，即飛機(jī)（軍用或民用）的代碼； 飛機(jī)的氣壓高度信息； 一些緊急告警信息，如飛機(jī)發(fā)生緊急故障、無線電通訊失效或飛機(jī)被劫持等。,18,二、 詢問信號,模式劃分依據(jù)圖,詢問信號,19,二、 詢問信號地面發(fā)射,1、組成：P1、P2、P3脈沖 P1、P3由方向性天線發(fā)射； P2由全向天線發(fā)射， 2、詢問模式：P1和P3的間隔時(shí)間決定 軍用： 模式1-3s 模式2-5s 民用：模式31A-8s 模式31B-17s 模式31C-21s 模式31D-25s 3、P2的作用用于旁瓣抑制,20,模式劃分

7、圖,21,二、 詢問信號,P2的作用 P2幅度大于主波瓣最大旁瓣幅度SLS。當(dāng)接收到旁瓣詢問時(shí)，應(yīng)答機(jī)不應(yīng)答SLS。 基本原理是-比較P1 P2脈沖幅度 P1=P2時(shí)，應(yīng)答機(jī)不應(yīng)答； P1=P2 6db時(shí)，應(yīng)答機(jī)完全應(yīng)答。,22,二、 詢問信號,23,二、 詢問信號,波瓣,P2波瓣,24,三、 應(yīng)答信號,25, A/C模式應(yīng)答機(jī),功 用發(fā)射應(yīng)答信號,報(bào)告飛機(jī)編碼 報(bào)告飛機(jī)高度 報(bào)告 特殊編碼,26,三、 應(yīng)答信號,1、應(yīng)答信號組成 框架脈沖F1、F2，12個(gè)信息脈沖和SPI脈沖 2、飛機(jī)代碼的編碼格式 A4A2A1 B4B2B1 C4C2C1 D4D2D1 第一位 第二位 第三位 第四位 22

8、22222222224096 飛機(jī)編碼-識別碼-來自機(jī)載控制盒 缺 點(diǎn)：容量不足,27,三、 應(yīng)答信號,高度碼 （-1000126700ft，每100ft） D1D2D4A1A2A4B1B2B4C1C2C4 三個(gè)特殊編碼 7500，7600，7700,28,四、ATC系統(tǒng)的組成,29,四、ATC系統(tǒng)的機(jī)載設(shè)備組成,30,四、ATC系統(tǒng)機(jī)載設(shè)備的組成,控制面板,31,四、ATC系統(tǒng)機(jī)載設(shè)備的組成,控制面板,32,四、ATC系統(tǒng)機(jī)載設(shè)備的組成,33,四、ATC系統(tǒng)機(jī)載設(shè)備的組成,ATC應(yīng)答機(jī),34,四、ATC系統(tǒng)機(jī)載設(shè)備的組成,應(yīng)答機(jī)功能框圖,35,四、ATC系統(tǒng)機(jī)載設(shè)備的組成,接收電路,36,譯

9、碼器電路,四、ATC系統(tǒng)機(jī)載設(shè)備的組成,37,四、ATC系統(tǒng)機(jī)載設(shè)備的組成,編碼器電路,38,四、ATC系統(tǒng)機(jī)載設(shè)備的組成,發(fā)射電路,調(diào)制器：形成幅度約為95 V的具有足夠功率的調(diào)制脈沖 ，加到功率振蕩器的控制柵極，以控制振蕩器產(chǎn)生振蕩。 脈沖功率振蕩器：應(yīng)用超高頻金屬陶瓷三極管與同軸諧振腔來組成L波段的脈沖功率振蕩器。三極管的陽極接至 1800 V直流電源。由調(diào)制器輸出的調(diào)制脈沖通過濾波器加至柵極。諧振腔內(nèi)產(chǎn)生的射頻脈沖振蕩能量，通過同軸線輸往環(huán)流器的輸入端，再輸往天線輻射。,39,四、ATC系統(tǒng)機(jī)載設(shè)備的組成,應(yīng)答機(jī)的信號交連,40,41,五、 ATCRBS的缺點(diǎn),異步應(yīng)答干擾 在雷達(dá)探測

10、范圍內(nèi)的所有飛機(jī)都會產(chǎn)生應(yīng)答信號，地面接收機(jī)可能收到并非所需的應(yīng)答。 同步串?dāng)_ 當(dāng)兩架飛機(jī)離地面站有相同的距離時(shí)，其應(yīng)答信號會同時(shí)被地面接收機(jī)接收到，而產(chǎn)生相互干擾。,42,7.3mode s 系統(tǒng)DABS-S模式應(yīng)答機(jī),一、 S模式應(yīng)答機(jī)功用-機(jī)載設(shè)備,1、具有A/C模式應(yīng)答機(jī)的所有功能 2、具有選擇地址的能力 3、具有空中數(shù)據(jù)交換能力,43,Discrete Address Beacon System (一)基本思想 每架飛機(jī)賦予一個(gè)不同的地址，通過 點(diǎn)名方式進(jìn)行問答。 用24位表示飛機(jī)的識別碼，即 224=4096*4096約為16,000,000種編碼， 可以為世界上每一架飛機(jī)提供一個(gè)

11、唯一的識別碼（地址碼）?？蓡为?dú)詢問某架飛機(jī)，并得到其一對一的應(yīng)答信號。,二、離散選址信標(biāo)系統(tǒng) DABS,44,二、離散選址信標(biāo)系統(tǒng) DABS,(二)詢問信號 發(fā)送兩種詢問信號 1、全呼叫詢問信號 ATCRBS ALL CALL ATCRBS/MODE S ALL CALL ONLY ATCRBS ALL CALL,2、 DABS詢問信號-MODE S 離散詢問,45,分三種,二、離散選址信標(biāo)系統(tǒng) DABS,46,二、離散選址信標(biāo)系統(tǒng) DABS,ATCRBSS模式全呼叫,47,僅ATCRBS呼叫,二、離散選址信標(biāo)系統(tǒng) DABS,48,ATCRBS ALL CALL,二、離散選址信標(biāo)系統(tǒng) DABS

12、,49,50,DABS詢問信號-MODE S 離散詢問,二、離散選址信標(biāo)系統(tǒng) DABS,51,DABS詢問信號-MODE S 離散詢問（DPSK）,二、離散選址信標(biāo)系統(tǒng) DABS,52,S模式數(shù)據(jù)字組采用差分相移鍵控（DPSK）調(diào)制。這種調(diào)制方法是用碼位中載波信號的不同相位差值來表示二進(jìn)制信息“1”和“0”的。在數(shù)據(jù)字的每個(gè)0.25s的碼位中，如果在一個(gè)數(shù)據(jù)位的載波相位翻轉(zhuǎn)位置前后載波的相位翻轉(zhuǎn)了180，則該數(shù)據(jù)位就是二進(jìn)制數(shù)“1”；如載波相位在相位翻轉(zhuǎn)位置處不發(fā)生相位變化（相位差為零），則該數(shù)據(jù)位就是二進(jìn)制數(shù)“0”。,二、離散選址信標(biāo)系統(tǒng) DABS,53,（三）應(yīng)答信號,二、離散選址信標(biāo)系統(tǒng)

13、 DABS,應(yīng)答信號有兩對前導(dǎo)脈沖，兩對脈沖相距3s，每對脈沖的兩個(gè)脈沖之間的間隔 為1s。前導(dǎo)脈沖的寬度均為0.5s。應(yīng)答數(shù)據(jù)字組也是由 56位或112位數(shù)據(jù)組成的。數(shù)據(jù)字組的始端距第一個(gè)前導(dǎo)脈沖8s。和詢問數(shù)據(jù)字組不同的是，應(yīng)答數(shù)據(jù)字組采用脈沖位置調(diào)制（PPM）方式,54,兼容的A/C和MODE S 詢問和應(yīng)答信號,二、離散選址信標(biāo)系統(tǒng) DABS,55,二、離散選址信標(biāo)系統(tǒng) DABS,56,（四）、S模式應(yīng)答機(jī)系統(tǒng)的基本工作,二、離散選址信標(biāo)系統(tǒng) DABS,1、全呼叫詢問,2、點(diǎn)名詢問,57,58,59,二、離散選址信標(biāo)系統(tǒng) DABS,（四）、S模式應(yīng)答機(jī)系統(tǒng)的基本工作,離散尋址信標(biāo)系統(tǒng)地

14、面詢問機(jī)首先對其管轄范圍內(nèi)的所有飛機(jī)做一個(gè)全呼叫詢問；-意在讓所有應(yīng)答機(jī)報(bào)個(gè)模式 A/C模式應(yīng)答機(jī)以A/C模式回答； S模式應(yīng)答機(jī)以S模式回答; 地面詢問機(jī)收到回答信號后，確定飛機(jī)方位，并對回答信號做處理；A/C模式信號：顯示飛機(jī)代號/高度、位置； S模式信號：回答信號是飛機(jī)的地址 對于S模式應(yīng)答機(jī)回答的信號，地面詢問機(jī)把回答信號中的地址和位置飛別存入存儲器，并核實(shí)確是本詢問站所負(fù)責(zé)管轄的飛機(jī)，則把這些飛機(jī)的位置和地址分別編入到各個(gè)飛機(jī)點(diǎn)名的字段內(nèi)，并把這些信息送到鄰近空域管制臺。 地面詢問機(jī)確定了S模式應(yīng)答機(jī)的位置和地址后，就切斷全呼叫詢問，而以帶有飛機(jī)字段的S模式詢問格式對飛機(jī)作點(diǎn)名式詢問

15、。被點(diǎn)名飛機(jī)以S模式詢問格式進(jìn)行回答?；卮痫w機(jī)代號或飛機(jī)高度由接收到的詢問格式確定。,60,三、 S模式應(yīng)答機(jī)原理方框圖,61,7.3 小結(jié),DABS地面站發(fā)射的信號： 呼叫信號 Atc/mode s 全呼叫信號 PAM Atc只呼叫信號 PAM mode s 只呼叫信號 PAM 詢問信號-DABS離散詢問信號 DPSK S mode 應(yīng)答機(jī)的應(yīng)答信號 PPM,62,7.4 TPR-720,63,64,電路組成,S模式應(yīng)答機(jī)由接收機(jī)、發(fā)射機(jī)、處理器和輸入/輸出等電路組成。 這種應(yīng)答機(jī)是和現(xiàn)行的 ATCRBS是兼容的，因此，它的接收機(jī)應(yīng)既能接收A、C模式的詢問信號，又能接收S模式的詢問信號。,6

16、5,接收機(jī)部分,接收機(jī)部分由雙通道的接收機(jī)、視頻處理器和DPSK解調(diào)器組成。 （1）接收A、C模式詢問：由接收機(jī)和視頻處理通道進(jìn)行處理，然后加至信號和信息處理器進(jìn)行處理。 （2）接收S模式詢問：則只經(jīng)接收機(jī)選擇電路輸入DPSK解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)，然后再由信號和信息處理器進(jìn)行處理。,66,接收機(jī)部分,67,信號處理器和輸入/輸出,在完成模式識別及其它處理后，信號和信息處理器將應(yīng)答數(shù)據(jù)（飛機(jī)識別信息或氣壓高度信息）輸送給調(diào)制器，再由調(diào)制器控制發(fā)射機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)的射頻編碼脈沖應(yīng)答信號，其工作過程與現(xiàn)行的ATCRBS應(yīng)答機(jī)相同。 對于S模式詢問信號，經(jīng) DPSK解調(diào)器解調(diào)信息在輸往發(fā)射機(jī)的同時(shí)，還經(jīng)輸入/輸出電路輸