機(jī)載電子設(shè)備課件-7第七章4new

第七章雷達(dá)系統(tǒng)2010.12.132主要內(nèi)容概述雷達(dá)基本原理機(jī)載氣象雷達(dá)空管雷達(dá)系統(tǒng)35.空管雷達(dá)系統(tǒng)(1)空中交通管制雷達(dá)可分為一次監(jiān)視雷達(dá)(PSR)和二次監(jiān)視雷達(dá)(SSR)，將二次監(jiān)視雷達(dá)與一次監(jiān)視雷達(dá)集成在一起可形成一體化的空管雷達(dá)系統(tǒng)。一次監(jiān)視雷達(dá)依靠目標(biāo)對(duì)雷達(dá)發(fā)射信號(hào)的反射回波發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并對(duì)目標(biāo)定位。二次監(jiān)視雷達(dá)依賴機(jī)載應(yīng)答機(jī)，通過(guò)接收目標(biāo)的應(yīng)答信號(hào)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并對(duì)目標(biāo)定位和識(shí)別。4一次雷達(dá)與二次雷達(dá)55.1空管一次雷達(dá)(1)一次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)地面一次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)包括工作于L波段和S波段的航路監(jiān)視雷達(dá)、機(jī)場(chǎng)監(jiān)視雷達(dá)。雷達(dá)天線以一定速率在360度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)掃掠，把雷達(dá)發(fā)射信號(hào)形成方向性很強(qiáng)的波束輻射出去，同時(shí)接收由飛機(jī)機(jī)體反射的回波能量，獲取飛機(jī)的距離、方位等信息。65.1空管一次雷達(dá)(2)航路監(jiān)視雷達(dá)（RSR）一種遠(yuǎn)程雷達(dá)，作用距離約為300～500km，主要用于監(jiān)視連接各機(jī)場(chǎng)之間的航路和航路外的飛機(jī)活動(dòng)情況，為空管部門實(shí)時(shí)提供在其管轄范圍內(nèi)的飛機(jī)活動(dòng)情況，實(shí)現(xiàn)區(qū)域管制。75.1空管一次雷達(dá)(3)空管人員根據(jù)空中情況，監(jiān)視飛機(jī)之間的安全間隔，檢查是否有發(fā)生兩機(jī)相撞的可能。如發(fā)現(xiàn)有危險(xiǎn)事故征候，則對(duì)駕駛員發(fā)出指令，以避開沖突，從而保證航路飛行的安全，提高航路利用率。此外，確定迷航飛機(jī)的位置和協(xié)助飛機(jī)繞過(guò)天氣惡劣的區(qū)域。85.1空管一次雷達(dá)(4)機(jī)場(chǎng)監(jiān)視雷達(dá)（ASR）一種近程雷達(dá)，用于探測(cè)以機(jī)場(chǎng)為中心，半徑為100～150km范圍內(nèi)的飛機(jī)活動(dòng)情況。一般與二次雷達(dá)配合使用。即時(shí)提供機(jī)場(chǎng)管制空域內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)。95.1空管一次雷達(dá)(5)空管人員根據(jù)機(jī)場(chǎng)監(jiān)視雷達(dá)提供的情況，并根據(jù)飛機(jī)的請(qǐng)求和各飛機(jī)之間應(yīng)保持的安全間隔，實(shí)施機(jī)場(chǎng)終端的交通管制。在能見度很差的情況下，可大大減少飛機(jī)起飛和著陸的時(shí)間間隔，提高起飛和進(jìn)場(chǎng)著陸的效率，提高機(jī)場(chǎng)飛行密度，保證飛行安全。105.1空管一次雷達(dá)(6)機(jī)場(chǎng)監(jiān)視雷達(dá)相對(duì)航路監(jiān)視雷達(dá)的特點(diǎn)：更高的分辨率與精度；更高的數(shù)據(jù)更新率；更多的目標(biāo)處理能力；更復(fù)雜的雜波環(huán)境下檢測(cè)目標(biāo)的能力。115.1空管一次雷達(dá)(7)機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)飛機(jī)一旦著陸，還需滑行或牽引至適當(dāng)?shù)耐C(jī)位置。在惡劣天氣條件下，駕駛員希望得到指示，由此產(chǎn)生場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)的概念。場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)能提供機(jī)場(chǎng)上地面目標(biāo)的平面位置圖。125.2空管二次雷達(dá)(1)二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)相對(duì)一次雷達(dá)而言。對(duì)空管區(qū)域內(nèi)的有源反射目標(biāo)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，而一次雷達(dá)用于監(jiān)測(cè)無(wú)源反射目標(biāo)。135.2空管二次雷達(dá)(2)二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)工作于L波段，由地面二次雷達(dá)（即詢問(wèn)器）與機(jī)載應(yīng)答機(jī)配合，采用問(wèn)答方式工作：地面二次雷達(dá)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生詢問(wèn)脈沖信號(hào)由天線輻射出去；機(jī)載應(yīng)答機(jī)在接收到有效詢問(wèn)信號(hào)后產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)答發(fā)射信號(hào)；地面二次雷達(dá)接收機(jī)接收到這一應(yīng)答信號(hào)后，進(jìn)行一系列處理獲得所需的飛機(jī)代碼等信息。145.2空管二次雷達(dá)(3)空管二次雷達(dá)系統(tǒng)又稱空中交通管制雷達(dá)信標(biāo)系統(tǒng)，是保證空中交通安全與暢通的主要工具?？罩薪煌ü苤茟?yīng)答機(jī)是空管二次雷達(dá)系統(tǒng)的機(jī)載設(shè)備，與地面二次雷達(dá)配合工作，其作用是向地面管制中心報(bào)告飛機(jī)的識(shí)別代碼、飛機(jī)的氣壓高度及一些特殊代碼。在現(xiàn)代飛機(jī)上，它是機(jī)載防撞系統(tǒng)的主要組成設(shè)備之一。15空管二次雷達(dá)系統(tǒng)165.2.1系統(tǒng)概況(1)二次雷達(dá)發(fā)射機(jī)在編碼器控制下，產(chǎn)生一定模式的詢問(wèn)脈沖對(duì)信號(hào)，并通過(guò)它的條形方向性天線以1030MHz頻率輻射。天線波束的方向與一次雷達(dá)協(xié)調(diào)一致，發(fā)射時(shí)刻也與一次雷達(dá)同步。175.2.1系統(tǒng)概況(2)詢問(wèn)信號(hào)的格式由三個(gè)脈沖組成，其中

和為信息脈沖對(duì)，為旁瓣抑制脈沖，用來(lái)抑制應(yīng)答機(jī)對(duì)旁瓣詢問(wèn)的回答。詢問(wèn)信號(hào)P1P2P3P1P2P3185.2.1系統(tǒng)概況(3)旁瓣抑制以方向性天線發(fā)射大功率的和脈沖，由全向天線在脈沖前沿后2以較小功率發(fā)射脈沖，其功率強(qiáng)度將方向性天線的旁瓣覆蓋。當(dāng)飛機(jī)處于方向性天線主波束方位上，應(yīng)答機(jī)接收到的和脈沖幅值大，脈沖幅值?。环粗?，則比的脈沖幅值大。應(yīng)答機(jī)將對(duì)脈沖幅值做出比較。195.2.1系統(tǒng)概況(4)詢問(wèn)模式

根據(jù)和詢問(wèn)脈沖對(duì)間隔時(shí)間的不同，構(gòu)成4種詢問(wèn)模式。一般只用A和C。詢問(wèn)模式詢問(wèn)民航飛機(jī)的代碼詢問(wèn)空中飛機(jī)的代碼詢問(wèn)飛機(jī)高度保留205.2.1系統(tǒng)概況(5)在其天線波束照射范圍內(nèi)的機(jī)載應(yīng)答機(jī)對(duì)接收到的詢問(wèn)信號(hào)進(jìn)行接收處理與譯碼識(shí)別，如果判明為有效的詢問(wèn)信號(hào)，則由應(yīng)答機(jī)中的編碼電路控制發(fā)射電路產(chǎn)生1090MHz頻率的應(yīng)答信號(hào)，所產(chǎn)生的應(yīng)答信號(hào)是由多個(gè)射頻脈沖組成的脈沖串，代表飛機(jī)的代碼或高度信息。215.2.1系統(tǒng)概況(6)應(yīng)答信號(hào)的格式應(yīng)答脈沖串由幀脈沖和，信息脈沖及SPI特殊位置識(shí)別脈沖等組成。應(yīng)答信號(hào)225.2.1系統(tǒng)概況(7)無(wú)論應(yīng)答碼的內(nèi)容如何，幀脈沖和始終存在，間隔固定；信息脈沖最多為12位（脈沖存在表示1，脈沖不存在表示0）；X脈沖為保留位；SPI脈沖只在響應(yīng)地面的要求，按下應(yīng)答機(jī)控制盒上的識(shí)別按鈕后才產(chǎn)生，SPI脈沖的出現(xiàn)可使地面顯示終端上顯示的該機(jī)圖像、標(biāo)識(shí)等更醒目。飛機(jī)代碼與飛行高度的編碼格式23應(yīng)答脈沖串（飛機(jī)代碼3342）24高度增量500ft格雷編碼表255.2.1系統(tǒng)概況(8)應(yīng)答信號(hào)被地面二次雷達(dá)天線接收后，經(jīng)過(guò)接收電路、譯碼電路的處理，將所獲得的信息輸往空管系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與顯示系統(tǒng)。與此同時(shí)，向同一方位輻射的一次雷達(dá)也會(huì)接收到飛機(jī)產(chǎn)生的回波信號(hào)，它的接收機(jī)所產(chǎn)生的視頻信號(hào)也同時(shí)輸往數(shù)據(jù)處理與顯示系統(tǒng)。在控制中心的平面位置顯示器上的同一位置，產(chǎn)生的一次雷達(dá)回波圖像與二次雷達(dá)獲得的飛機(jī)代碼及高度信息。265.2.1系統(tǒng)概況(9)空管二次雷達(dá)系統(tǒng)可獲得的信息包括：飛機(jī)的距離與方位信息；飛機(jī)代碼；飛機(jī)的氣壓高度；飛機(jī)緊急告警信息，如飛機(jī)發(fā)生緊急故障、無(wú)線電通信失效、飛機(jī)被劫持等。275.2.1系統(tǒng)概況(10)地面二次雷達(dá)顯示285.2.2空中交通管制應(yīng)答機(jī)