民机通信导航与雷达第七章空中交通管制应答机

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1、本章学习要点①了解雷达信标系统的基本工作原理②理解机载应答机系统的基本工作原理；③理解接收电路的基本工作原理；④理解译码与编码电路的基本工作原理；⑤理解发射电路的基本工作原理；⑥理解离散寻址信标系统的基本工作原理；课时分配5学时第七章空中交通管制应答机本章主要内容第一节雷达信标系统的基本工作原理；第二节机载应答机系统；第三节接收电路；第四节译码与编码电路；引论：一望无垠的天空中到底有多少架飞机？引论：如何管理天空中的飞机？引论：天空中的飞机如何规避？引论：天空中的飞机如何规避？引论：天空中的飞机如何规避？引论：天空中的飞机如何规避？空中交通管制，其目的是有序地组织和实施空

2、中交通，防止飞机相撞，保证飞行安全，同时提高航空交通繁忙空域，主要是中心机场的利用效率。空中交通管制系统可分为数据获取系统，数据远距传输系统，数据处理显示系统和空地通信系统。空中交通管制应答机（ATCTRANSPONDER）是保证飞机在繁忙空域中飞行和进行着陆过程中的安全的重要设备之一。它的功用是向地面管制中心报告飞机的识别代码和飞机的气压高度。现代机载应答机则是机载防撞系统的主要组成设备之一，它可以利用数字形式传送更为广泛的信息。机载应答机是和地面二次雷达配合工作的，所以有时候把它叫做二次雷达应答机。空中交通管制雷达信标系统也可以称为航管二次监视雷达系统。通常，把系统的

3、地面二次监视雷达简称为二次雷达。一、空中交通管制空中交通管制通常分为终端区空中交通管制与航路（走廊）空中交通管制。对我国民航而言，通常所指的是以机场为中心的大约150km范围终端区中的空中交通管制，空中交通管制所依赖的技术基础是空中交通管制系统。一般，空中交通管制系统可以分为数据获取系统、数据远距传输系统、数据处理显示系统和空地通信系统。第一节雷达信标系统的基本工作原理二、一次雷达与二次雷达（一）一次监视雷达地面一次监视雷达（PSR）的工作方式与机载气象雷达相似，是依靠目标对雷达天线所辐射的射频脉冲能量的反射而探测目标的。以一定速率在360°范围内旋转扫掠的天线，把雷达发

4、射信号形成方向性很强的波束辐射出去，同时接收由飞机或其他目标反射回来的回波能量，以获取目标的距离、方位信息，监视空域中飞机的存在及活动情况。地面一次监视雷达通常工作于L波段（1000—2000MHz）和S波段（2000—4000MHz），具有很强的脉冲功率，其探测距离可达400km或更远，因而其发射设备和天线都相当庞大。二次雷达工作于Ｌ波段，其询问发射频率为1030MHz，接收频率为1090MHz，作用距离与配合工作的一次雷达相适应，但发射功率远低于一次雷达。（二）二次雷达系统1．二次雷达的工作方式二次雷达的工作方式与一次雷达不同，它是由地面二次雷达——询问器与机载应答器

5、配合，采用问答方式工作的。地面二次雷达发射机产生询问脉冲信号由其天线辐射；机载应答机在接收到有效询问信号后产生相应的应答信号发射；地面二次雷达接收机接收这一应答信号，在进行一系列处理后获得所需的飞机代码等信息。可见，二次雷达系统必须经过二次雷达发射机与机载应答器发射机的两次有源辐射（询问与应答各一次），才能实现其功能。在同时装备有二次雷达与一次雷达的空中交通管制系统中，通常总是使二次雷达与一次监视雷达协同工作。二次雷达的条形天线安装在一次雷达天线上方，二者同步扫掠。见图7-1。二次雷达与一次雷达共用定时电路与显示终端，以实现同步工作。图7-1二次雷达与一次雷达二次雷达系统

6、的组成方框图如图7-2所示。图中虚线左侧为地面二次雷达——询问器，右侧为机载应答机。由图可见，地面二次雷达包括发射电路、编码器及接收电路；机载应答机也是由接收电路、译码器、编码器和发射电路等电路组成的。2．二次雷达系统的组成及工作概况二次雷达发射机在编码器的控制下，产生一定模式的询问脉冲对信号。通过它的条形方向性天线辐射。在其天线波束照射范围内的机载应答机对所接收到的询问信号进行接收处理与译码识别，如果判明为有效的询问信号，则由应答机中的编码电路控制发射电路产生应答发射信号发射。应答信号被地面二次雷达天线接收后，经过接收电路、译码电路的一系列处理，将所获得的信息输往数据处

7、理与显示系统。图7-2雷达信标系统简化方框图3．二次雷达信息图7-3二次雷达图像举例目前，航管二次雷达系统可以获得的信息主要是：（1）飞机的距离与方位信息；（2）目标的识别信息，及飞机（军用或民用）的代码；（3）飞机的气压高度信息；（4）一些紧急警告信息，如飞机发生紧急故障、无线电通信失效或飞机被劫持等。图7-3是一种典型的显示图像。图中弧形显示图像为装备有应答机的飞机回波图像；点形图像则为没有装备应答机的飞机的图像。弧形图像旁的二层数字显示中的上层为飞机的代码信息，下层为飞机的气压高度信息。当弧形图像闪烁时，表示该飞机遇到了