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摘 要：未来建设S模式二次雷达的必要性：工作20多年来，亲历了民航事业的飞速发展，由原来航路NDB导航到CVR再到DVR/DME导航，这是落后的程序管制范畴，后来建立了雷达管制，大大缩小了航空器之间的距离，满足了民航飞速发展的要求。但对于目前使用的 A/C模式雷达还存在很多问题，比如 信号干扰、有限的信息编码、串扰和异步应答等问题，制约了自动化航空管制系统的使用 。而S模式二次雷达可以解决诸多以上问题，S模式二次雷达是未来的发展方向。下面是笔者对S模式二次雷达的粗浅认知。 关键词：S模式；S模式询问；S模式应答；S模式的应用 1 S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。 2 S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。 3 S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。在应答信号之前8.0us脉冲称为导前脉冲，这个脉冲位置固定，脉冲后面含有56 bit或112 bit的数据，采用脉位调制的脉冲数据脉冲宽为1us，前半部分发脉冲表示“l”，后半部分发脉冲表示“0”，利用了曼切斯特编码型式，数据同步信息被保留，抗干扰能力得到很大的提升，因为干扰情况下抑制一个脉冲不便在一个位置实现，而在相邻位置插入一个脉冲。为了与询问格式相互对应，S模式的应答数据具备25种型式，目前国际组织定义并使用的主要有9种，包括监视应答、Comm―B应答、ACAS应答、Comm―D应答、全呼应答和Extended Squitter应答等型式，每种型式应答的最后24 bit数据为地址和校验位。 4 S模式的应用 S模式在实际应用中首先对飞机目标预先进行程序编码，安装S模式雷达站利用飞机特殊地址识别码可以与飞机点对点通信，只询问二次雷达所关心的目标，同时雷达跟踪系统保存每架飞机的预测位置，当雷达天线波束指向被选址的飞机时，就会发出询问信号。通过这种有目的选择性询问，使空地间问答频率减到最少，避免了雷达威力范围内的所有飞机同时应答导致的系统饱和。为提高雷达方位数据的精度，改善雷达角分辩率，S模式雷达也采用单脉技术，通过单脉冲技术，雷达与目标一次问答就可确定出飞机的坐标，大大减少了询问应答次数。 为改善角分辩率，提高方位数据的精度。采用S模式的二次雷达监视飞机的空域，可以压缩安全间隔。ICAO组织对于雷达管制的规定是每个小时同高度只能允许48架飞机通过（空间距离间隔约5海里）。S模式的二次雷达可以提供实时性的数据，管制人员可以随时在雷达屏幕上监控目标的所在位置，即使存在风或者其他特殊因素的影响，造成飞机位置产生突然变化，管制人员也能从雷达屏上观察到，可以大大提高飞行安全，所以S模式的二次雷达是未来雷达的发展方向。 5 结束语 为了满足民航的飞速发展，S模式是未来的发展方向，为了适应将来的工作需求，我们要做好必要的知识储备。 |
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