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1、第七章 空中交通管制应答机,7.1 空中交通管制雷达系统的基本工作原理 7.2 常规应答机的基本工作原理 7.3 S模式系统,用途,空中交通管制应答机（ATC TRANSPONDER）是空中交通管制雷达信标系统（ATCRBS）的机载设备，它的功用是与地面二次雷达相配合向地面管制中心报告飞机的识别代码和飞机的气压高度。,一、空中交通管制的概念,空中交通管制：機场终端区空域的空中交通管制与航路（走廊）的空中交通管制 机场终端区的空中交通管制范围：通常为以机场为中心的大约 150 km范围中的涳中交通管制。 目的：有秩序地组织和实施空中交通保持飞机之间的安全间隔，防止飞机相撞同时提高终端区空。

2、域的利用效率,②、空中交通管制的目的和任务： （1）保证一切飞机的飞行活动，随时受地面指挥调度的管制严格按计划（航线和高度）飞行。 （2）有效地利用空间保证空中交通有秩序地进行。 （3）保证准确与安全的导航勤务防止飞机在空中 相撞或与地面障碍物相撞。 （4）提供有助於保障飞行安全的有效信息和情报识别进入航管区域飞机的有关参数据和代号，以便及时采取必要措施 三、空中交通管制系统： 广义講，它包括地面的各种监视雷达和飞机上的应答机以及有关的通信、导航设备，而对从事航空电子人员来说“空中交通管制“这个术語仅狭义地单指飞机上的“空中交通管制应答机”,四、 空中交通管制雷达系统,中交通管。

3、制雷达系统包括： 一次监视雷达(PSR)和空中交通管淛雷达信标系统（ATCRBS）航管二次监视雷达系统. 通常把地面二次监视雷达简称为二次雷达，而把机载应答机称为应答机,一次监视雷达PSR,工作方式：一次监视雷达（PSR）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。 一次监视雷达的天线以一定速率在360范围内旋轉扫掠把雷达发射信号形成方向性很强的波束辐射出去。 提供信息：距离、方位,一次雷达的优点：可在雷达荧光屏显示器上用光点提供飛机的方位和距离不管飞机上是否装有应答机，都能正确地显示故仍为空中交通管制不可缺少的设备。 缺点：不能识别飞机的代号和高度且反射回波较弱，

4、易受固定目标的干扰。,二次雷达SSR,美国称其为空中交通管制雷达信标系统简称航管雷达信标系统（ATCRBS） 工作方式：由地面二次雷达询问器与机载应答器配合，采用问答方式工作 两次有源辐射：二次雷达系统必须经过两次有源辐射（询问与应答各┅次），才能实现其功能,提供信息：飞机识别码、气压高度和一些紧急告警信息，如飞机发生紧急故障、无线电通讯失效或飞机被劫持等 工作频率：二次监视雷达的发射信号频率与接收频率不等，其询问发射频率为1030MHz接收频率则为1090MHz。这就是通常所说的L波段,SSR（实例）,地媔二次雷达与一次雷达系统,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。

5、通常总是使二次雷达与一次监视雷达协同工作嘚。 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71二次雷达与一次雷达共用定时电路与显示终端，以实现同步工莋,雷达信标系统简化方块图,虚线表示航路管制区，双线表示航路和走廊中央双图形表示，机场跑道位置年和方向航路上小点代表导航台的位置，其他小点为地标 一种实际航管雷达显示器,二次雷达的优点,（1）不受目标有效反射面积的限制，回答脉冲比一次雷达回波强佷多 （2）询问和回答信号的格式和频率是不同的，消除了地面杂波和气象反射的干扰； （3）能够用事先编排好的代号为多达4000多架飞机进荇准确的识别和特殊的位置识别 （4）能够提。

6、供准确的飞机即时飞行高度 （5）在收到旁瓣抑制（SLS）信号时，抑制应答机的回答避免荧光屏上出现假信号。,二次雷达的询问信号,地面二次雷达发射的是射频脉冲信号这种信号由间隔不同的脉冲对信号组成。脉冲信号的脈冲编码方式称为询问模式 A模式的询问用来识别空中飞机的代号。 B模式用来识别民航飞机的代号（现尚未分配） C模式的询问用来识别飞機的高度 D模式尚未分配。,ATCRBS的询问信号（模式）,图中画出了一对脉冲P1与P3实际上在P1脉冲之后还有一个幅度较小的P2脉冲，它的作用将在旁瓣抑制一段中说明 模式A的脉冲间隔为8s ，C模式为21s各模式脉冲的脉冲宽度为0.8s。,7.1.

7、5 机载应答机的应答信号识别码与高度码,机载应答机在收到哋面二次雷达的有效询问信号后，将根据询问模式产生相应的应答发射信号 当地面二次雷达所发射的是A模式的识别询问时，应答机产生識别码应答信号；对于C模式高度询问则回答飞机的实时气压高度编码信息。 有效询问信号(1)指在规定范围中地面二次雷达的主瓣询问信號，(2)询问模式与应答机置定模式相符合即应答机只对事先约定的识别询问模式产生识别应答信号。 P179 图7-8 高度询问模式C在应答机控制盒上嘚高度报告开关（ALT）置于接通位的情况下，应答机是自动应答的 P179 图7-8,一、应答信号的格式,频率、脉冲宽度和间隔：应答机产生的识。

8、别應答信号或高度应答信号的频率与脉冲宽度是相同的：都是1090 MHz脉冲宽度为0.45us的脉冲编码信号。应答脉冲的宽度为0.45s间隔为1.45s的整数倍。如图75所礻 但识别应答信号与高度应答信号所采用的编码方式和内容是不同的 应答信号的格式如图75所示。应答信号由信息脉冲和两个帧脉冲等组荿,信息脉冲共有12个，分为A、B、C、D四组每组三个脉冲。分别为A1、A2、A4B1、B2、B4，C1、C2、C4D1、D2、D4。 这12个脉冲在应答脉冲序列中的排列顺序为C1、 A1、 C2、 A2、 C4、 A4、B1、D1、B2、D2、B4、D4 帧脉冲F1、F2为应答信号的标。

9、志脉冲不表示信息内容，用以容纳信息脉冲不论应答内容如何，帧脉冲F1、F2总是存茬的,SPI脉冲 在帧脉冲F2之后的4.35s处，可能会出现一个特别位置识别脉冲SPI脉冲它是在飞行员按下应答机控制合面板上的识别（IDENT）按钮后出现在應答脉冲序列中的。 P179 图7-8 当对A模式询问作回答时驾驶员根据地面要求短时按下此按钮，则导致应答机在回答编码中加发这个识别脉冲1530秒洇而使地面航管中心荧光屏上该飞机标志显示特别亮（或显示目标中心向外扩散的同心圆环），给调度指挥人员获得该飞机当时的位置和特别显示,二、识别询问与识别应答码,对于有效的识别询问（模式A的询问），应答机自动地应

10、答飞机的识别码。 识别码是空中交通管淛中用于表明飞机身份的代码由空中交通管制部门指定。 识别码为四位八进制码飞行员可利用应答机控制盒面板上的识别码设定旋钮來设定识别码。,12个信息脉冲的编码状态,每个脉冲都有1和0两种状态,12个信息脉冲共有212 =84=4096个识别代码. 把12个信息脉冲分成A,B,C,D四组,每组表示四位识别码中嘚一位. A组表示第一位,B组表示第二位,C组表示第三位,D组表示第四位. 四组脉冲从高到低的顺序是ABCD. 这一顺序与脉冲在实际脉冲串中的位置顺序不同. 烸组脉冲都可以有三个信息脉冲,用三个信息脉冲表示八进制数. 例如,控制盒上所设定的识别代码为716

12、高度询问与高度应答码,当应答机回答模式C 的询问时，它的应答脉冲串表示飞机的气压高度信息 气压高度信息是由大气数据计算机提供的，由高度编码电路编码 虽然高度码吔是包含在框架脉冲之间的信息脉冲组合，但其编码规则与上述飞机识别代码不同,在代表飞机高度信息时，四组信息脉冲也是分成 A、B、C、D四组的但四组脉冲的组成顺序和编码方式与识别代码不同。 根据民用飞机的飞行高度国际民航组织规定的高度编码范围是-1000至126700ft。规定高度编码的增量为100ft这样，只需1278组高度编码即只需利用4096种编码中的一小部分。 为此规定不用脉冲D1；C1和C4脉冲不能同时为1，但C组脉

13、冲必须有一个为1。这样D组脉冲有2个，可编4个码组；A组与B组各3个可各编8个码组，C组则可编 5个码组总共可得到4*8*8*5=1280组高度码，可满足上述高度范围编码的要求,实际上，民航所使用的高度范围从-1000到 62700 ft 就足够了所以高度编码中的D2脉冲实际上也总是为零的。 高度编码中的 D、A、B组所采鼡的码制为格雷码码组的增量为500ft；C组所采用的码制为为“五周期循环码”，可编成5个码组增量为100 ft 。,旁瓣抑制（SLS）,目的：机载应答机只囿在飞机被二次雷达天线主瓣照射时产生应答信号,接收到天线旁瓣信号时不应答.以免在显示器上出现多个目标的错误。

14、显示. 实现方法：采用三脉冲旁瓣抑制系统.,（1）地面二次雷达所产生的询问信号有三个射频脉冲组成, 其中P1与P3脉冲由方向性的天线辐射,旁瓣抑制脉冲P2则由无方向性的天线辐射 （2）控制P1,P3脉冲与P2脉冲的辐射功率比例,使得在方向性天线主瓣范围内的飞机所接收到的P1、P3 脉冲幅度高于P2脉冲。,（3）在机載应答机接收电路中设置有旁瓣抑制电路电路对P1 脉冲和P2脉冲的幅度进行比较。如果P1脉冲高于P2脉冲的幅度9dB, 即表明飞机处于二次雷达天线的主波瓣法线方向上产生应答信号； P2脉冲大于P1脉冲，则表明P1脉冲是旁瓣照射产生的不产生应答信号；应答机在模糊区的应答概率随P1。

15、脈冲的增大而增大,7.2 常规应答机的基本工作原理,机载应答机系统,7.2.1 机载应答机系统,机载应答机系统由应答机、控制盒及天线三个组件组成的。 民用飞机通常装备两套相同的应答机以保证对询问信号的可靠应答。 二套应答机共用一个控制盒由控制盒上的系统选择电门决定由哪一套应答机产生应答信号。,一、应答机,应答机安装在电子舱内应答机面板上通常设置有故障指示器及自检按钮。 故障指示器是用以表奣收发组或天线系统是否存在或发生过故障 其中的天线故障显示器（ANT）在排除故障后，可按压复位按钮（RESET）使故障指示器复位 自检按鈕（SELF TEST）用以在电子舱内对应答机进行自检。自检正

16、常时，控制盒上的绿色信号灯亮,应答机在应答高度询问时的飞机高度信息，是由夶气数据计算机提供的 两套大气数据计算机均可向正在工作的应答机提供数字式的气压高度信息。,二、天线,应答机的天线为L波段的短刀型天线飞机上装有两部应答机天线。通过控制盒的系统选择开关街道所选定的应答辩机上在有的飞机上，两部天线是分别供两部应答機使用的 天线安装在机身下部中心线的前段。 应答机天线为无方向性天线它在水平面内的方向性图为对称的圆。 应答机天线与测距机忝线是相同的可以互换。,三、控制盒,机载应答机使用一部控制盒来控制两部应答机的工作在现代飞机上，应答机控制盒还同时用于控淛防撞系统（TCAS）的工作

17、。,7.2.2 应答机的性能与技术参数,一方面要求应答机能对有效的询问信号进行正常的应答产生参数符合要求的应答脈冲信号； 另一方面，还要求应答机能够抑制旁瓣触发抑制各种噪声和干扰信号的触发，以尽可能避免产生虚假应答,一、对接收电路嘚基本要求,应答机的接收译码电路应能满足频率、询问模式、脉冲宽度、幅度等方面的要求。 1、频率 接收机的中心频率为1030 MHz 2、接收机灵敏喥 典型应答机接收机的灵敏度为-76 dBmW，一般为-69至-77dBmW 3、脉冲宽度鉴别 接收机应能鉴别询问脉冲的宽度，滤除小于0.4s的窄脉冲和大于 1.5 s的宽脉冲以避免被噪声及L波段的其他信号所触发。

18、,4、旁瓣抑制与应答抑制 接收机应能鉴别脉冲的相对幅度，以抑制旁瓣询问此外，当接收机判明┅个正常询问后还将接收机抑制约28s，并抑制测距机及TCAS的询问反之亦然。,二、发射机的主要技术参数,l、发射频率 应答机发射（应答）信號的频率为 1090 3 MHz 2、发射功率 典型应答机的发射功率为 700 W。 3、应答脉冲宽度 应答脉冲宽度为 0.45s；脉冲间隔为1.45s的整数倍 4、应答率与自动过载控制功能 应答率不应超过每秒1200次。,7.2.3 应答机系统的工作概况,应答机系统的工作由应答机控制盒上的开关控制,一、系统选择与模式选择,系统选择开關（ATC）用于选择第一。

19、部或第二部应答机来产生射频应答信号 有的应答机控制盒上的系统选择开关（或模式控制开关）设有“准备”（STBY）位。当开关置于准备位置时两部应答机均不能发射应答信号。当选择一部应答机工作时另一部处于准备状态。不论系统选择开关放在什么位置两部应答机的电源均是接通的，均可接收询问脉冲,二、识别码置定旋钮和识别码显示窗 飞机的四位识别码是由控制盒上嘚同心旋钮调定的。 识别码显示窗用于显示所设定的识别码 三、高度报告 高度报告控制开关用以选择第一套或第二套大气数据计算机来莋为高度报告信息源。 四、识别按钮 按压一次识别钮（IDNT）不论在按压后是否松开按钮，可使SPI脉冲保持约18秒,五。

20、、系统监测 应答机内設置的故障监测电路可以监测应答机输出信号功率、频率等主要参数也能监测信号的接收译码过程及时钟频率等是否正常。 如果监测电蕗检测到不正常的工作状况即可给出故障指示。此时控制盒上和应答机面板上的琥珀色故障灯ATC FAIL 亮。 监测电路还可以监测天线、电缆系統是否正常 六、系统自检TEST 在没有收到有效的询问信号时，应答机是不产生应答信号的 在控制盒上选择TEST，利用应答机内的自检电路可鉯模拟接收询问信号，以使接收机译码和编码发射电路工作从而通过监测电路检查系统的工作情况。,ATC系统的组成,7.2.4 应答机的基本工作原理,甴天线所接收的1030 MHz询

21、问脉冲信号，经由环流器加至接收机输入端的前置滤波器 前置滤波器是一个带宽约为 25 MHz的带通滤波器，能够有效地濾除镜象干扰及L波段的其他杂波 询问脉冲信号在接收机中经过变频、放大和检波后，得到视频脉冲信号 清窄防宽电路的作用是消除宽喥在0.4s以下和1.5s以上的各种杂散脉冲，以避免应答机被随机噪声所触发 通过上述电路的视频脉冲加至译码电路（解码器）。 译码电路按照控淛盒所选择的模式鉴别P1脉冲与P3脉冲之间的时间间隔。如果询问模式与所置定的询问模式相符则译码成功，就产生一个模式启动脉冲加箌编码电路去启动编码发射电路,如果询问模式为高度询问模式，则在应答机控制盒上选择高度应答

22、方式时，译码电路即可输出模式C啟动控制信号以触发编码器和发射机产生高度应答信号。 在编码器产生编码脉冲串期间将触发抑制电路工作。 抑制电路所产生的内抑淛脉冲使接收机抑制约28s以防止译码器在应答编码期间再次产生编码触发信号。与此同时抑制电路还产生外抑制信号加至测距机和TCAS，以防止在应答机发射应答脉冲期间测距机或TCAS也发射射频信号产生相互干扰。,7.2.5 接收电路 应答机接收机接收机为L波段的超外差式接收机 接收机嘚基本任务是把1030 MHz的射频脉冲信号转换成足够幅度的视频脉冲信号加到视频处理器去进行处理。 接收机是由前置滤波器（预选器）混频器、本机振荡器、中放、检波。

23、、视放等电路组成,一、 接收机,接收机高频部分把天线所接收的1030 MHz询问信号变换成60 MHz的中频信号，以输入中放进行有效的放大 AOC电路用于自动地调节接收机的增益，防止发射机过载（防止发射机过热而损坏，避免过于密集的应答信号引起干扰） AOC电路的一个输入为编码波门即应答次数；另一个输入为编码器所输出的应答脉冲数。当应答机的应答次数超过每秒1200次或总的应答脉沖数超过一定值时，AOC电路便使中放增益降低较低电平的询问信号便不再能触发应答机应答，从而将发射机的工作负载自动地控制在一定嘚程度达到防止发射机过载的目的。,二、 视频处理器,视频处理器的基本任务之一是鉴别询

24、问信号是来自二次雷达天线主瓣还是旁瓣，以实现对旁瓣询问的抑制,7.2.6 译码电路的基本工作原理,一、译码电路的功用与组成 译码(解码)电路的功用：根据视频处理器输出的触发脉冲，鉴别询问的模式以触发编码器按照控制盒所置定的飞机代码和工作模式，或者按照来自大气数据计算机的编码电路高度信息产生相應的应答脉冲串。 译码电路的组成：由译码移位寄存器、SLS译码器、A、C模式译码器及抑制门电路等组成的除此以外，电路还包括时钟产生器、定时器等电路组成,二、译码原理,译码（解码）的电路的功用是判明询问模式。 在译码期间移位寄存器在译码时钟的控制下使输入嘚P1触发脉冲串行移位。 通常译码时钟频率。

25、为 3 MHz 对A译码门而言，与非门的一个输入端所加的是由移位寄存器提供的8s延时脉冲如果接收机所接收的为A模式询问信号，则该询问信号中滞后于P1脉冲8s的P3脉冲必然与P1延时 8s脉冲同时作用于A译码与非门这样，该与非门在P3脉冲到来时刻输出为负脉冲A模式译码成功,模式译码门产生的模式A触发信号或模式B触发信号加到AB译码器的置位端，使AB译码器置位AB译码器的置位表示應答机收到了与预置模式一致的有效识别询问信号。 高度询问模式译码电路与识别询问模式译码电路相同是由模式C译码门和模式C译码器組成的。所不同的只是由移位寄存器加到模式 C译码门的是 21s的延迟触发脉冲,7.2。

26、.7 编码器的基本工作原理,一、编码器的功用与组成 编码器的基本任务是在译码器判明询问模式有效后形成识别代码脉冲串或高度代码脉冲串，以输往调制器控制发射机产生射频脉冲编码信号 所產生的识别代码脉冲串决定于控制盒所置定的识别代码；所产生的高度代码脉冲串则决定于由大气数据计算机输入的高度信息。 现代应答機的编码电路是以移位寄存器为核心与应答门、控制矩阵、时钟产生器、预选控制器等组成的，见图712所示的典型编码电路方块图,编码器电路,移位寄存器:把并行的输入数据(A模式的飞机代码和C模式的高度编码),经过移位作用,按顺序输出串行数据,即回答编码数据. 控制矩阵:用以选擇移位寄存器的输入信息。

27、所选择的识别代码或高度信息通过应答门加到移位寄存器的输入端。 选择矩阵由模式C译码器的输出控制 當询问信号为模式C时，模式C译码器的输出加到控制矩阵使控制矩阵选择来自大气数据计算机的高度编码信息； 当询问信号为模式A时，模式C译码器的无输出控制矩阵此时所选择的为来自控制盒的识别码。,所形成的应答脉冲串加至发射电路中的调制器控制发射机产生相应嘚射频脉冲信号。 应答门使控制矩阵选用来自控制盒的飞机代码信息或来自大气数据计算机的高度编码信息并同时使移位寄存器改用编碼时钟。 调制选通门将相应的脉冲编码串输送到调制器去与此同时，内部抑制电路把抑制波门加到视频处理器去抑制输出约28s；外抑制。

28、波门则输送到机上其他L波段设备如果为旁瓣询问信号，则旁瓣抑制译码器将产生SLS触发脉冲使译码电路抑制28s。 飞机代码信息或来自夶气数据计算机的高度编码信息加到移位寄存器的输入端后，在编码时钟的作用下由移位寄存器的输出端串行输出。,编码时钟脉冲频率确定的依据和数值,编码时钟频率为690KHz 690KHz的信号的周期为1.45s, 它使移位寄存器以1.45s的步长将输入信息移位至寄存器的输出端,从而形成的编码脉冲穿相鄰脉冲之间的间隔为1.45s. 用690KHz编码脉冲时钟信号去触发一个振荡宽度为0.45s的单稳态触发器,可获得宽度为0.45s的周期性脉冲串,所形成的宽度控制脉冲,加到

29、调制门U7的输入端,使U7输出宽度为0.45s的编码脉冲串.,7.2.8 发射电路,应答机的发射电路由调制器、脉冲功率振荡器及 1800 V高压电源等电路组成，见图713 发射电路的任务是按照编码器形成的应答脉冲串产生功率为700 W的射频脉冲编码信号，经由环流器输往天线辐射.射频脉冲的频率为1090 MHz射频脉冲的寬度为0.45s。,一、调制器 调制器实际上是一个脉冲放大器它的任务是形成幅度约为95 V的具有足够功率的调制脉冲，以控制振荡器产生振荡 二、脉冲功率振荡器 金属陶瓷三极管是一种适用于L波段难得真空三极管，可以直接产生L波段的射频信号功率可达数百瓦，,信号交连（实例）,

30、ATCRBS的缺点,异步应答干扰 在雷达探测范围内的所有飞机都会产生应答信号，地面接收机可能收到并非所需的应答 同步串扰 当两架飞机離地面站有相同的距离时，其应答信号会同时被地面接收机接收到而产生相互干扰。,7.3 S模式系统,7.3.1 离散寻址信标系统的基本原理 离散寻址信標系统（DABS）即S模式系统系统的基本思想，是以选择性的“点名”询问-应答方式取代ATCRBS的广播式询问-应答方式，从而从根本上消除ATCRBS的相互串扰等缺陷 赋予每一架飞机一个唯一的24 位地址码。地面雷达以数字式的询问信号询问所指定地址码的飞机。,S模式 用24位表示飞机的识别碼即 224=409。

31、6*4096约为16,000,000种编码 可以为世界上每一架飞机提供一个唯一的识别码（地址码）。可单独询问某架飞机并得到其一对一的应答信号。,7.3.2 离散寻址信标系统的询问信号,离散寻址信标系统可以产生多种不同类型的询问信号以满足不同的需要。 以下说明ATCRBSS模式全呼叫、S模式只呼叫等几种主要的询问信号的格式与调制方式 一、 ATCRBSS模式全呼叫 ATCRBSS模式全呼叫询问用于询问管制空域中装备常规的A、C模式应答机和装备S模式嘚新型飞机。,1、 ATCRBSS模式全呼叫 它是由P1、P3和P4脉冲组成的P1、P3和P4脉冲由方向性天线发射。同样为了实现旁瓣抑制，

32、仍由全向天线发射一个P2脈冲。,P1和P3脉冲的幅度相等宽度与ATCRBS相同，为0.8s其脉冲间隔为8s或21s，分别表示A模式和C模式 在P3脉冲之后的P4脉冲的宽度为1.6s ，距P3脉冲2s其幅度与P1和P3脈冲相等。,不同类型的应答机对ATCRBSS模式全呼叫询问信号均可作出应答 A、C模式应答机在接收到上述ATCRBS只呼叫询问信号后，可根据P1和P3脉冲的间隔為8s或 21s而作出识别应答或高度应答。P4脉冲对A、C模式应答机是不起作用的,S模式应答机在接收到这一ATCRBSS模式全呼叫询问信号后，可根据P4脉冲的寬度为1.6s而作出应答,S模式的询问格式,2、 。

33、仅ATCRBS呼叫 （PAM） 在需要询问常规的A、C应答机而不希望S模式应答机应答时二次雷达所发射的是ATCRBS只呼叫询问信号。,仅ATCRBS呼叫询问信号与上述ATCRBSS模式全呼叫询问信号十分相似只是其中的P4脉冲的宽度改为0.8s。 A、C模式应答机在接收到上述ATCRBS只呼叫询问信号后根据P1和P3脉冲的间隔为8s或21s，而做出识别应答或高度应答此时，A、C模式应答机对P4脉冲不予理睬 S模式应答机在接收到这一ATCRBS只呼叫询問信号后，由于P4脉冲的宽度为0.8s所以不会做出应答。,S模式的询问格式,3、 S模式询问信号 （DPSK） DABS二次雷达在询问S

34、模式应答机时，所发射的是數字式的询问信号俗称S模式数据块。,（一）S模式询问信号的结构 S模式询问信号由P1、P2脉冲和P6数据块组成 P1、P2脉冲的幅度相等，间隔为 2s 数據块P6可包含56位或112位信息。 P6数据字组的前24位为所指定飞机的地址码 P6数据字信息可以多达112位，因此除了用作飞机代码、高度询问外还可以進行其他内容的广泛的信息交换。,（二）应答机的应答 S模式应答机在对所接收的询问信号解码后若其地址码与本飞机的地址码相符，即鈳根据询问内容做出相应的应答 其它飞机的地址码与此不同，所以是不会应答的 A、C模式应答机是不会对上述S模式询问信号做出应答的。

35、结论:由此可见，对于上述S模式询问信号只有地址码相符的那一架飞机会根据询问内容做出相应的应答。其它的S模式应答机和A、C模式应答机均不会应答这就从根本上消除了现行 ATCRBS相互串扰的缺点。,（三）旁瓣抑制 除由方向性天线发射上述P1、P2脉冲和P6数据块外S模式DABS雷达還由全向天线发射旁瓣抑制脉冲P5 。 P5脉冲的电平高于P1、P2脉冲和P6数据块的旁瓣但比主瓣电平低9dB。因此在询问时，如果S模式应答机所接收到嘚P5脉冲的电平超过数据块的幅度应答机就不会对差分相移键控信号解码，从而实现对旁瓣询问信号的抑制,（四）差分相移键控调制,S模式数据字组采用差分相移键控（DPS。

36、K）调制 这种调制方法是用码位中载波信号的不同相位差值来表示二进制信息“l”和“0”的。 如果在┅个数据位的载波相位翻转位置前后载波的相位翻转了180则该数据位就是二进制数“l”； 如载波相位在相位翻转位置处不发生相位变化（楿位差为零），则该数据位就是二进制数“0”见图 716（b）。,7.3.3 S模式应答信号格式,应答信号有两对前导脉冲两对脉冲相距3s，每对脉冲的两个脈冲之间的间隔 为1s前导脉冲的宽度均为0.5s。 应答数据字组也是由 56位或112位数据组成的数据字组的始端距第一个前导脉冲8s。和询问数据字组鈈同的是应答数据字组采用脉冲位置调制（PPM）方式,二、脉冲位置。

37、调制,所谓脉冲位置调制就是通过码位中脉冲的位置来表示二进制數。 具体的表示方法是把一每个码位的ls时间分成前后两个0.5s如果脉冲位于码位的前半部分，则为二进制数“l”；如果位于码位的后0.5s则表礻二进制数“0”，如图719下部所示该图用脉冲位置调制方式所表示的二进制信息为101011。,7.4 S模式应答机的基本工作原理,一、电路组成,S模式应答机甴接收机、发射机、处理器和输入/输出等电路组成,工作概况接收部分,这种应答机是和现行的 ATCRBS是兼容的，因此它的接收机应既能接收A、C模式的询问信号，又能接收S模式的询问信号 接收机部分由双通道的接收机、视频处理器和DPSK解。

38、调器组成 （1）接收A、C模式询问：由接收机和视频处理通道进行处理，然后加至信号和信息处理器进行处理 （2）接收S模式询问：则只经接收机选择电路输入DPSK解调器进行解调，嘫后再由信号和信息处理器进行处理,一、接收电路的基本工作原理,S模式应答机的接收电路组成见图719。 上下天线所接收的询问信号通过各自的低通滤波器以选取1030 MHz的询问信号，滤除高于这一频率的L波段信号1030 MHz的询问信号通过收发转换开关后，进入接收机中的二极前置滤波器進行滤波然后，由L波段前置放大器放大后再由另一个二级前置滤波器进一步滤波。,由1090 MHz振荡器输入的本机振荡信号由本机振荡功。

39、率分配器分为相等的两路分别加至上、下接收通道的混频器。混频器形成的60 MHz第一中频信号经中频前置放大器、中频预选器放大和带通滤波后加至对数中频放大器。第一中频信号经对数中频放大器放大、检波后形成视频脉冲输出。 上、下对数放大器输出的A、C模式视频脉沖加到上、下两个接收通道的视频处理器进行视频处理。而上、下通道所接收的S模式信号则由天线比较电路选取较强的一路输往DPSK解调器以实现对DPSK信号的解调。所解调出的数字式数据输往信息处理器进行处理。 在发射期间应答框架脉冲将接收电路的两路射频前置放大器的输入端短路，从而在发射期间保护接收通道,在应答机发射应答信号之前，应答框架脉

40、冲产生抑制波门输出，以防止其他的L波段設备在此期间也产生频率相近的发射信号 天线比较电路的功用为： （1）通过对上下天线信号的比较，选取较强的一路输往DPSK解调器； （2）控制天线选择开关选用最为有利的一部天线发射应答信号 天线比较电路对所接收的询问信号进行比较。若上、下天线所接收的询问信号嘚时间差在0.125s之内应答机即认为两路信号是同时接收的，于是通过对两路信号的比较而选取较强的一路；若两路询问信号的时间差为0.375s或以仩应答机则认为两路信号不是同时接收的，从而选用其中较早的一路,三、DPSK信号的解调原理,由天线信号选择电路所选择的一路DPSK信号，先經限幅放大器放大。

41、再有定向耦合器分配为两路其中的一路经相位补偿电路直接加到混频器的一个输入端；另一路则由延迟线（延遲0.25us，约衰减13dB）延迟后再加到混频器的另一个输入端(加到延迟线的信号比加到混频器的信号大13dB,)因此加到混频器的两路信号近似为幅度相等嘚信号。 如果某位数据为“1”即该位与前一位的射频相位是相同的，则混频器输往比较器的为正极性；反之如果某位数据为“0”，即該位与前一位的射频相位是反相的则混频器输往比较器的为负极性。从而实现对DPSK信号的解调,四、信号处理器电路,信号处理器电路包含茬处理器电路板和输入/输出电路板中，用以实现对信号的视频处理和信息处理按其功用，可分为视

42、频处理器、信号处理器和信息处悝器三部分。 视频处理器对检波后的视频脉冲进行电平处理、宽度处理和波形处理 信号处理器用于对视频信号译码，以确定询问信号的模式为模式A、模式C、模式S全呼叫或模式S选址呼叫然后，信号处理器将译码信号输送到信息处理器 信息处理器与CPU用于确定相应的应答格式和应答内容。所形成的数据包或编码脉冲输往发射电路,工作概况-发射部分,由信号和信息处理器产生的应答信息输往发射机，产生应答數据字组及前导脉冲 发射机中的1090 MHz振荡器产生的1090 MHz射频信号，在功率放大电路中由调制信号调制为编码射频脉冲信号或S模式的数字式应答信號并放大到足够的射频功率，通

43、过所选择的天线发射。,7.4.3 发射电路的基本工作原理,一、发射电路的组成 S模式应答机的发射机是全固态電路大体上可分为1090 MHz信号产生器、调制器、功率放大器和天线转换/双工器几部分，如图7-23的功能框图所示 （一）1090 MHz信号产生器 表面声波振荡器产生1090 MHz的等幅信号用于应答发射射频信号（发射状态时）和接收机混频器的第一本振信号（正常时）（由双刀双掷二极管开关改变状态。 1090 MHz信号经缓冲放大后分别输往射频功率放大器和接收机第一混频器,（二）调制器,框架脉冲调制器：由处理器电路产生的框架脉冲，用以调淛二极管开关第一级和第二级脉冲放大器。 框架脉冲

44、在发射第一个数据脉冲之前开始，而在最后一个数据脉冲之后结束 最后的三級（第三级脉冲放大、激励级和中断放大）由处理器所控制的输入数据脉冲经脉冲调制器对这三级放大器调制。,（三）射频功率放大器,射頻功率放大器用于将1090 MHz射频信号放大到所需的600瓦功率电平并实现复杂的脉冲调制。 由于所需的发射功率较高而功率放大管的最大输出功率較低所以末级功放采用三路并联放大的方式，以达到所需的发射功率放大后所获得的三路200瓦射频信号，再由功率组合电路组合为一路600瓦信号,S模式应答机的基本工作原理 -接收电路,S模式应答机的基本工作原理 -DPSK信号解调器的基本原理,S模式应答机的基本工作原理 -发射电路的功能框图,MODE S应答机的信号交连,L波段设备的相互抑制。

航空电子设备-复习习题

（1）为飞荇员提供驾驶飞机用的各种目视数据；

（2）为机载导航设备提供有关的导航输入数据；

（3）为机载记录设备提供有关的记录数据；

（4）为洎动飞行控制系统提供有关的数据

（1）按功用分：仪表按功用可分为①飞行②导航③发动机④系统状态仪表。

（2）按原理分：测量、计算、调节仪表

3、飞机仪表系统基本组成环节？

飞机仪表系统基本组成环节概括起来包含感受、转换、传送、指示、计算、放大、执行等7种基本环节。

4、高度的分类和定义

绝对高度：从飞机重心到实际海平面（修正的海平面气压平面）的垂直距离；

相对高度：从飞机到某一指定参考平面

（例如机场平面）的垂直距离；

标准气压高度：以标准海平面（760 毫米

汞柱高）为基准面，飞机重心到该基准面

真实高度；从飞机到其所在位置正下方地面的垂直距离

气压高度表是利用皮托管所测量出的静压，根据大气压力与高度的一一对应关系就可以嘚出飞机当前的高度。

6、气压高度表的结构

气压高度表是一个闭口真空膜盒结构。高度表在膜盒外面通静压由于静压随高度升高而越來越小，膜盒由于外界压力下降会发生形变，越来越鼓涨这种形变可以量化的，并能通过机械结构转化成指针读数的那么就可以把高度和压力对应起来。

速度的测量是通过皮托探头将气压引入仪表进行计算的但需使用到全压和静压。