THALES S模式二次雷達(dá)波束管理探討

徐基鋼

摘? 要：目的 尋求THALES S模式二次雷達(dá)設(shè)備參數(shù)配置的最佳方式，為技術(shù)人員進(jìn)行參數(shù)配置、維護(hù)維修提供一些參考和依據(jù)。方法 分析THALES S模式二次雷達(dá)波束管理功能的。結(jié)果 理解THALES S模式二次雷達(dá)編制全呼和選呼周期的方式和工作方式。結(jié)論 THALES S模式二次雷達(dá)波束管理功能編制在當(dāng)前波束S模式飛機(jī)的選呼詢問和偵聽窗口的方式，以及處理選呼應(yīng)答和提取SSR和S模式全呼點(diǎn)跡的方式。

關(guān)鍵詞：波束管理? 全呼? 選呼? 偵聽窗口? 抗異步干擾

中圖分類號：V355 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）09（b）-0014-03

S模式相對于單脈沖二次雷達(dá)，可以提供更加豐富的信息，其上下行數(shù)據(jù)鏈還可以用于雙向地空數(shù)據(jù)交換。S模式二次雷達(dá)工作方式更復(fù)雜，THALES S模式二次雷達(dá)是在數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)DPC-PC的控制下工作，波束管理是數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)DPC-PC的一項(xiàng)重要功能。波束管理主要任務(wù)一是編制全呼和選呼周期;二是編制在當(dāng)前波束S模式飛機(jī)的選呼詢問和偵聽窗口;三是處理選呼應(yīng)答和提取SSR和S模式全呼點(diǎn)跡。

波束管理的主要功能一是在MMXc模式信息編制連續(xù)的全呼和選呼周期。二是為每個(gè)包含飛機(jī)預(yù)測位置的新扇區(qū)（360°/64）：編排MMXc使用的選呼詢問和偵聽窗口，以便對S模式飛機(jī)在天線波束內(nèi)的每個(gè)選呼周期，進(jìn)行S模式監(jiān)視和數(shù)據(jù)鏈路處理。發(fā)送SSR飛機(jī)預(yù)測位置到MMXc用于同步應(yīng)答相關(guān)處理：包含的都是預(yù)期在天線波束全呼周期的SSR飛機(jī)。三是每個(gè)扇區(qū)交替時(shí)輸出的飛機(jī)信息到時(shí)序管理功能。四是BITE功能：產(chǎn)生故障告警和狀態(tài)檢測統(tǒng)計(jì)，并發(fā)送到通道BITE功能;從通道BITE管理功能接收工作參數(shù)[1]。

1? 與MMX接口數(shù)據(jù)交換

數(shù)據(jù)經(jīng)格式化后向MMX發(fā)送初始化信息、詢問和應(yīng)答處理參數(shù)的操作信息、實(shí)時(shí)信息和通道監(jiān)視信息等消息。從MMX接收應(yīng)答信息、BIT報(bào)告、拒絕信息、實(shí)時(shí)信息和通道監(jiān)視信息等消息，接收的信息通過和校驗(yàn)與編號連續(xù)性進(jìn)行一致性檢查，并將接收的數(shù)據(jù)發(fā)送到其他功能組件。

2? 全呼/選呼模式管理

主要功能是利用從MMX接收到的當(dāng)前天線方位信息和工作參數(shù)，檢測扇區(qū)和掃描變化;計(jì)算下一個(gè)MMX的模式信息;同時(shí)監(jiān)視天線位置和轉(zhuǎn)速;控制MMXc總體參數(shù)信息MGPM發(fā)送到MMXc。

3? 下一個(gè)扇區(qū)管理

主要功能是接收時(shí)序管理功能為每個(gè)1/64天線掃描發(fā)送的飛機(jī)預(yù)測信息;分發(fā)飛機(jī)預(yù)測信息到其它處理功能。

預(yù)測飛機(jī)信息包含下一個(gè)扇區(qū)會發(fā)現(xiàn)的飛機(jī)數(shù)據(jù)：S模式選呼等待飛機(jī)預(yù)測位置窗口、地址和監(jiān)視請求和數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)聞?wù)請求的幀框架數(shù)據(jù);上行廣播請求;SSR預(yù)測的飛機(jī)預(yù)測位置窗口和預(yù)期代碼數(shù)據(jù)。

S模式預(yù)測飛機(jī)信息分發(fā)功能將S模式選呼等待飛機(jī)數(shù)據(jù)和上行廣播請求，繼續(xù)送到波束內(nèi)飛機(jī)管理子功能。SSR預(yù)測飛機(jī)數(shù)據(jù)送到SSR全呼應(yīng)答處理子功能，SSR預(yù)測飛機(jī)位置包含在送到MMXc的同步應(yīng)答相關(guān)準(zhǔn)則SRCC的信息中，采用寬松相關(guān)準(zhǔn)則的SSR抗異步應(yīng)答使用預(yù)測位置信息;當(dāng)沒有應(yīng)用寬松相關(guān)準(zhǔn)則時(shí)，SRCC信息有正常和增強(qiáng)兩種錄取模式，用于SSR抗異步應(yīng)答。

4? 波束內(nèi)飛機(jī)管理

為了給S模式序列產(chǎn)生子功能提供活動飛機(jī)數(shù)據(jù)，波束內(nèi)飛機(jī)管理子功能，從下一個(gè)扇區(qū)管理子功能接收等待飛機(jī)數(shù)據(jù)，計(jì)算S模式預(yù)測飛機(jī)的選呼清單，處理分為S模式飛機(jī)選擇和S模式飛機(jī)解除。S模式飛機(jī)選擇位于波束內(nèi)的S模式飛機(jī)，并在下一輪選呼周期進(jìn)行選呼處理。每個(gè)S模式等待飛機(jī)的方位預(yù)測窗口與正常波束的起始和結(jié)束方位進(jìn)行比較，以及和下一個(gè)選呼周期寬波束的起始和結(jié)束進(jìn)行比較。S模式解除不再出現(xiàn)在正常波束的飛機(jī)，活動飛機(jī)更新子功能顯示飛機(jī)通信狀態(tài)已結(jié)束。

5? 活動飛機(jī)更新

使用MMXc發(fā)送的S模式序列產(chǎn)生子功能編制的S模式選呼偵聽窗口信息、S模式詢問確認(rèn)消息、S模式應(yīng)答信息、S模式序列否認(rèn)消息等信息，更新活動飛機(jī)清單的新的飛機(jī)位置、當(dāng)前選呼幀、新的選呼幀等數(shù)據(jù)，并計(jì)算S模式選呼點(diǎn)跡的特征。

每架飛機(jī)的第一次應(yīng)答RCMRM與偵聽窗口RCMLW以及詢問確認(rèn)RCMIA信息進(jìn)行聯(lián)合處理，以更新飛機(jī)距離和距離預(yù)測窗口、以及方位和方位預(yù)測窗口等位置信息。

根據(jù)包含在RCMIA和RCMRM的信息，更新在活動飛機(jī)清單中，前次選呼周期內(nèi)編制的幀事務(wù)，更新進(jìn)程中的選呼幀和新的選呼幀為每架飛機(jī)計(jì)算點(diǎn)跡方位、點(diǎn)跡距離、點(diǎn)跡功率、點(diǎn)跡檢測時(shí)間，S模式地址、飛機(jī)識別碼和高度碼、飛行狀態(tài)等監(jiān)視信息，用于點(diǎn)跡計(jì)算的應(yīng)答數(shù)量等點(diǎn)跡特征或從RCMRM信息提取信息。

6? 生成S模式序列

從活動飛機(jī)清單中，編制在下一個(gè)選呼周期用于MMXc的選呼策略。編制一個(gè)或多個(gè)序列，每一個(gè)都包含連續(xù)的S模式RCMIM選呼信息和S模式RCMLW選呼偵聽窗口信息組成。

當(dāng)全呼/選呼模式管理子功能發(fā)出請求時(shí)，進(jìn)行選呼幀、選呼事務(wù)管理和安排等處理。

為選呼周期準(zhǔn)備的序列數(shù)量，取決于全呼/選呼模式管理子功能顯示的選呼周期持續(xù)時(shí)間。在定義的時(shí)間內(nèi)，發(fā)送每個(gè)序列的信息到MMX。

7? SSR應(yīng)答抗異步干擾

SSR應(yīng)答抗異步干擾是為了消除與詢問發(fā)射信息異步的錯(cuò)誤應(yīng)答，在SSR雷達(dá)作用距離范圍內(nèi)對地理位置相關(guān)的應(yīng)答進(jìn)行檢測。使用從時(shí)序管理子功能接收的基于飛機(jī)方位和SSR應(yīng)答距離相關(guān)的內(nèi)部和工作參數(shù)，用MMX模式定義的每個(gè)全呼周期在距離和方位相關(guān)窗口進(jìn)行計(jì)算。應(yīng)用“p/q”兩種類型相關(guān)準(zhǔn)則，每個(gè)全呼周期最小數(shù)（“p”）必須在相關(guān)窗口有用部分至少有一個(gè)SSR應(yīng)答，與全呼周期總數(shù)（“q”）的比值進(jìn)行以下分析。同一模式相關(guān)準(zhǔn)則（OMCC）是在相同模式全呼周期;全模式相關(guān)準(zhǔn)則（AMCC）是在任何的詢問模式的連續(xù)全呼周期。

7.1 相關(guān)窗口計(jì)算

如圖1所示，計(jì)算13個(gè)全呼周期的相關(guān)窗口方位寬度，4詢問模式交錯(cuò)時(shí)使用“p/4”O(jiān)MCC準(zhǔn)則;3詢問模式交錯(cuò)時(shí)使用“p/5”O(jiān)MCC準(zhǔn)則。設(shè)定窗口是三角形，需要考慮在波束可能的飛機(jī)方位延展，以及無法發(fā)現(xiàn)飛機(jī)的不用區(qū)域。

相關(guān)窗口距離單元的寬度，是從當(dāng)前用于分析的全呼周期，與進(jìn)入相關(guān)窗口的其它每個(gè)nAC全呼周期（需要考慮所有選呼、填充或靜默周期持續(xù)時(shí)間）所經(jīng)歷時(shí)間獲取。對于13個(gè)全呼周期，時(shí)間乘以飛機(jī)最大速度，給出飛機(jī)在當(dāng)前全呼周期和最后一個(gè)全呼周期之間移動的窗口的距離單元數(shù)。在相關(guān)窗口期間IRF是常數(shù)時(shí)，11個(gè)中間全呼周期的每個(gè)寬度，是從第13個(gè)全呼周期寬度計(jì)算獲取。根據(jù)每個(gè)周期的詢問模式，相同模式詢問用同一模式抖動，不同模式詢問用中級抖動。

7.2 相關(guān)窗口的方位寬度

每個(gè)SSR應(yīng)答，根據(jù)周期的起始方位和相對于距離飛機(jī)期待應(yīng)答的擴(kuò)展方位，確定分析全呼周期的最大數(shù)（在p/q準(zhǔn)則的q）。第一步是找出最后距離段，方位擴(kuò)展結(jié)束距離小于用于分析應(yīng)答的距離，并給出飛機(jī)方位擴(kuò)展。第二步是有用的周期計(jì)數(shù)，全呼周期使用AMCC準(zhǔn)則的qAC數(shù)（小于13）：包含分析應(yīng)答的全呼周期起始方位，必須低于飛機(jī)方位擴(kuò)展加起始方位。全呼周期使用OMCC準(zhǔn)則的qAC數(shù)（qAC≤qAC）：相同情況如上，這些全呼周期詢問模式必須與包含分析應(yīng)答的全呼周期其中之一相同。

7.3 相關(guān)準(zhǔn)則的使用

AMCC和OMCC準(zhǔn)則有正常、增強(qiáng)或?qū)捤芍担@些值在“p/q”中的“p”定義。每個(gè)在全呼周期用于分析的SSR應(yīng)答。如果應(yīng)答距離屬于以下情況之一，從預(yù)測飛機(jī)選擇在全呼周期內(nèi)定義的窗口，使用寬松準(zhǔn)則：如果全呼周期起始方位在SRCC消息為飛機(jī)定義的預(yù)測窗口的起始方位和結(jié)束方位之間，選擇飛機(jī);根據(jù)SRCC消息為飛機(jī)定義的預(yù)測窗口的起始距離和結(jié)束距離，為選擇的飛機(jī)選擇距離部分。當(dāng)不能使用寬松準(zhǔn)則，根據(jù)SSR抗異步工作參數(shù)（SRCC消息）使用正?；蛟鰪?qiáng)準(zhǔn)則。

如果通過了OMCC和AMCC準(zhǔn)則至少其中之一，則認(rèn)為是SSR同步應(yīng)答。盡管分析應(yīng)答相關(guān)準(zhǔn)則都未通過，所有應(yīng)答認(rèn)為這個(gè)是同步應(yīng)答，則仍然認(rèn)為是同步應(yīng)答。每個(gè)同步應(yīng)答與發(fā)送到SSR應(yīng)答質(zhì)量計(jì)算子功能的同步應(yīng)答消息（SRM）關(guān)聯(lián)，消息包含與BPD消息加兩個(gè)相關(guān)指示同樣的數(shù)據(jù)。每個(gè)全呼周期同步SSR應(yīng)答數(shù)，包含在ACSIA消息中送到ST管理功能。如圖2 SSR異步應(yīng)答相關(guān)案例。

相關(guān)窗口方位寬度：11個(gè)全呼周期（qAC=11）

OMCC：3/4? ? ? AMCC：8/11

8? S模式全呼應(yīng)答處理

使用MMXc發(fā)送的S模式全呼詢問確認(rèn)信息ACSIA和S模式全呼應(yīng)答信息（ACSRM），S模式全呼應(yīng)答處理主要功能是根據(jù)S模式全呼應(yīng)答的距離、方位和二次代碼進(jìn)行相關(guān)，創(chuàng)建預(yù)推點(diǎn)跡和更新存在的預(yù)推點(diǎn)跡。通過不在波束內(nèi)的飛機(jī)關(guān)閉S模式的預(yù)推點(diǎn)跡，為每個(gè)符合提取準(zhǔn)則的預(yù)測點(diǎn)跡計(jì)算S模式點(diǎn)跡特征的方式提取S模式目標(biāo)。處理S模式現(xiàn)場模擬應(yīng)答機(jī)點(diǎn)跡的特殊目標(biāo)。

9? SSR全呼應(yīng)答處理

使用MMXc發(fā)送的SSR全呼詢問確認(rèn)信息ACSIA和SSR全呼應(yīng)答信息（ACSRM），SSR全呼應(yīng)答處理的主要功能是根據(jù)SSR全呼應(yīng)答的距離、方位和二次代碼進(jìn)行相關(guān)，創(chuàng)建預(yù)推點(diǎn)跡和更新存在的預(yù)推點(diǎn)跡。通過不在波束內(nèi)的飛機(jī)關(guān)閉SSR的預(yù)推點(diǎn)跡，為每個(gè)符合提取準(zhǔn)則的預(yù)測點(diǎn)跡計(jì)算SSR點(diǎn)跡特征的方式提取SSR目標(biāo)。處理SSR現(xiàn)場模擬應(yīng)答機(jī)點(diǎn)跡的特殊目標(biāo)。

10? 飛機(jī)信息發(fā)布

預(yù)備用于扇區(qū)處理的選呼和全呼的信息，包括S模式選呼發(fā)布的選呼點(diǎn)跡、數(shù)據(jù)鏈路幀報(bào)告、告警狀態(tài)報(bào)告、上行廣播傳輸報(bào)告等飛機(jī)數(shù)據(jù)，S模式全呼點(diǎn)跡，SSR點(diǎn)跡。在每個(gè)1/64圈扇區(qū)交替時(shí)，發(fā)送選呼/全呼信息到時(shí)序管理功能。

11? 結(jié)語

該文首先介紹了THALES S模式二次雷達(dá)波束管理的主要功能，然后通過對波束管理每項(xiàng)子功能的詳細(xì)闡述，深入探討了S模式二次雷達(dá)如何編制全呼和選呼周期;如何編制在當(dāng)前波束S模式飛機(jī)的選呼詢問和偵聽窗口;如何處理選呼應(yīng)答和提取SSR和S模式全呼點(diǎn)跡的工作方式，為技術(shù)人員進(jìn)行雷達(dá)的參數(shù)設(shè)置、維護(hù)維修提供一些參考和依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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