淺談二次雷達(dá)S模式及S模式在SELEX雷達(dá)中的應(yīng)用

盧勛

摘要：S模式中S=Selective即選址模式。S模式詢問是通過分配給每架飛行器一個(gè)唯一的24位地址碼，通過飛行器唯一的地址碼有選擇性的進(jìn)行詢問，相比較傳統(tǒng)A/C模式在整個(gè)天線波瓣內(nèi)進(jìn)行廣播詢問，S模式大大降低了同步串?dāng)_問題，同時(shí)由于其選擇性較好能避免相鄰飛機(jī)的干擾。除此之外，S模式具有更大的識(shí)別編碼容量可以同時(shí)為16777216架飛機(jī)編碼，而目前使用的A/C模式代碼數(shù)只有4096個(gè)，大大增加了空中交通管制容量，面對(duì)民航系統(tǒng)高速發(fā)展的今天，代碼資源短缺問題在一定時(shí)期內(nèi)得到了解決。同時(shí)，S模式采用數(shù)據(jù)鏈通信，可交換在信息更豐富，更有利于空中交通管制員了解飛機(jī)更詳細(xì)的狀況。

關(guān)鍵詞：空中交通管制;二次雷達(dá);S模式;SELEX雷達(dá)

1.二次雷達(dá)S模式發(fā)展歷史

在20世紀(jì)70年代人們開始研究單脈沖二次雷達(dá)（MSSR），單脈沖二次雷達(dá)提供了更準(zhǔn)確的目標(biāo)位置信息并減少異步和同步串?dāng)_。在廣泛應(yīng)用A/C模式的同時(shí)，其缺點(diǎn)也顯而易見：同步干擾（garble），詢問率過高導(dǎo)致異步干擾（fruit），識(shí)別碼太少（4096）個(gè)，隨著空中交通流量的日益增加，識(shí)別碼已經(jīng)不能滿足空中管制ATC）需求。由于上訴情況，英國(guó)和美國(guó)獨(dú)立發(fā)展了S模式，英國(guó)開發(fā)的系統(tǒng)稱為選擇地址（ADSEL）SSR，美國(guó)開發(fā)的系統(tǒng)稱為離散地址信標(biāo)系統(tǒng)（DABS）SSR。英美兩國(guó)研究的側(cè)重點(diǎn)不同，英國(guó)的系統(tǒng)主要偏向于一架飛機(jī)位置的精準(zhǔn)性以及通訊鏈路的性能;美國(guó)系統(tǒng)則完成了基本S模式的開發(fā)項(xiàng)目，并討論了S模式機(jī)載設(shè)備的性能。最后，兩項(xiàng)工程合二為一，并被美國(guó)聯(lián)邦航空管理局（FAA）命名為S模式。

2.S模式信號(hào)格式

S模式詢問信號(hào)格式：

P1-P2為模式S詢問的前導(dǎo)脈沖，采用脈沖幅度調(diào)制，間隔2微秒，脈沖寬度為0.8微秒。P6是數(shù)據(jù)脈沖（數(shù)據(jù)塊），寬度16.25微秒對(duì)應(yīng)56位數(shù)據(jù)鏈，寬度30.25 微秒對(duì)應(yīng)112位數(shù)據(jù)鏈。P6脈沖調(diào)制方式采用差動(dòng)移相鍵控（DPSK），大大降低了解碼誤碼率，其速率為4Mbps，每個(gè)數(shù)據(jù)片位是0.25微秒。P6的第一個(gè)相位反轉(zhuǎn)（phase reversal）位置距P6脈沖前沿1.25，稱同步相位反轉(zhuǎn)，它的作用是回答定時(shí)參考基準(zhǔn)并與應(yīng)答機(jī)時(shí)鐘同步作為DPSK譯碼開始。在P6脈沖下降沿之前0.5微秒是保護(hù)間隔。

P5脈沖用于實(shí)現(xiàn)詢問的旁瓣抑制（ISLS）。P5脈沖采用幅度調(diào)制時(shí)間上和同步相位反轉(zhuǎn)重疊，如果從旁瓣接收到詢問P5脈沖的強(qiáng)度大于P6脈沖9dB應(yīng)答機(jī)以99%的概率抑制回答。

S模式應(yīng)答信號(hào)格式：

回答格式由前導(dǎo)（preamble）脈沖和數(shù)據(jù)塊組成。數(shù)據(jù)塊的長(zhǎng)度是56微秒或112微秒，每一位持續(xù)1微秒。在片位的1微秒里，前0.5微秒存在脈沖代表二進(jìn)制的邏輯1，而后0.5微秒存在脈沖代表二進(jìn)制的邏輯0。

S模式詢問步驟

S模式詢問方式分為全呼（AC）和選呼（RC），這兩種詢問方式是交替進(jìn)行的。全呼詢問可以采用交互模式詢問和模式S全呼詢問。在全呼周期內(nèi)，雷達(dá)將詢問所有的飛機(jī)以識(shí)別它們，同時(shí)獲取它們的24位地址碼，一旦取得各個(gè)飛行器的地址碼，雷達(dá)將對(duì)相應(yīng)的飛機(jī)進(jìn)行選擇詢問，而在選呼狀態(tài)下的飛機(jī)將不應(yīng)答全呼詢問。

模式A/C/S全呼步驟：詢問機(jī)通過模式A/C/S全呼詢問，應(yīng)答機(jī)給出包含飛機(jī)24位離散地址的全呼回答（DF=11），詢問機(jī)通過S模式進(jìn)行監(jiān)視詢問（UF=4或5或20或21的上行格式詢問）。應(yīng)答機(jī)給出回答并啟動(dòng)應(yīng)答機(jī)的非選擇鎖定定時(shí)器，鎖定狀態(tài)保持18秒一個(gè)周期，由詢問刷新。其中非選擇性（non-selective）協(xié)議是指應(yīng)答機(jī)一旦鎖定，就不再響應(yīng)地面站對(duì)它的全呼詢問，可以減少地空之間的同步竄擾。

3.S模式在selex雷達(dá)中的應(yīng)用

Selex雷達(dá)有S模式和常規(guī)AC模式，在雷達(dá)運(yùn)行在S模式下，可以同時(shí)輸出S模式CAT

34/48格式數(shù)據(jù)和常規(guī)AC模式CAT 01/02格式數(shù)據(jù)，既能保證用戶接入使用S模式格式的數(shù)據(jù)，也能解決某些自動(dòng)化系統(tǒng)無法融合34/48數(shù)據(jù)的問題。

如何在selex雷達(dá)實(shí)現(xiàn)同時(shí)輸出常規(guī)模式數(shù)據(jù)和S模式數(shù)據(jù)。

第153行（230）代表著數(shù)據(jù)的輸出格式，第一個(gè)0沒有數(shù)據(jù)格式，1代表著常規(guī)模式數(shù)據(jù)01/02格式數(shù)據(jù)，2代表著S模式輸出34/48格式數(shù)據(jù)，除0之外有10個(gè)數(shù)字，每個(gè)數(shù)字分別對(duì)應(yīng)一個(gè)端口，上述配置文件只定義了5個(gè)端口（170-179），這配置文件代表著6501端口輸出的2，對(duì)應(yīng)34/48格式數(shù)據(jù)，6502，6503，6504，6505端口輸出的是1，對(duì)應(yīng)01/02格式數(shù)據(jù)，如若需要更改端口數(shù)據(jù)格式輸出，只要更改230行對(duì)應(yīng)數(shù)字即可，更改完之后加載文件。

S模式雷達(dá)還可以使用增強(qiáng)型數(shù)據(jù)模式，BDS 40，BDS 50，BDS 60，在RCP軟件上完成修改

使用這類BDS增強(qiáng)型數(shù)據(jù)，管制員可以糾正機(jī)組調(diào)錯(cuò)高度，實(shí)現(xiàn)安全關(guān)口前移。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃鴻勛.國(guó)外航管單脈沖二次監(jiān)視雷達(dá)的發(fā)展[J] 微波與雷達(dá)，1998

[2] 張尉.二次雷達(dá)原理[M]，國(guó)防工業(yè)出版社，2007.

[3] 中國(guó)民用航空總局.MH4010-2000，空中交通管制二次監(jiān)視雷達(dá)設(shè)備技術(shù)規(guī)范[M].2000SELEX二次雷達(dá)技術(shù)手冊(cè)

（作者單位：中國(guó)民用航空桂林空中交通管理站）