淺談S模式二次雷達(dá)及雷達(dá)新技術(shù)

張奇

摘 要：隨著二次雷達(dá)技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)致力于推廣應(yīng)用二次雷達(dá)S模式。主要是由于傳統(tǒng)A/C模式存在較多應(yīng)用弊端，因此采用S模式實(shí)現(xiàn)選擇詢問方式，以此消除飛機(jī)應(yīng)答的信號(hào)交織問題。此次研究主要是探討分析S模式二次雷達(dá)及雷達(dá)新技術(shù)。

關(guān)鍵詞：S模式；二次雷達(dá)；新技術(shù)

在上世紀(jì)七十年代，我國(guó)開始研發(fā)脈沖二次雷達(dá)方式，能夠確保目標(biāo)位置信息的準(zhǔn)確性，降低同步竄擾和異步干擾問題。但是通過應(yīng)用A/C模式導(dǎo)致詢問率比較高，此時(shí)就會(huì)減少識(shí)別代碼。由于飛機(jī)數(shù)量持續(xù)增多，對(duì)A/C模式的應(yīng)用造成極大影響。正是由于存在上述問題，西方國(guó)家開始應(yīng)用S模式，部分國(guó)家認(rèn)為該模式為選擇地址下的A/C模式，但是還有部分國(guó)家認(rèn)為其屬于離散地址信標(biāo)系統(tǒng)下的A/C模式。在后續(xù)發(fā)展中，多數(shù)國(guó)家開始注重二次雷達(dá)模式的統(tǒng)一化發(fā)展，因此就出現(xiàn)了S模式。

1、S模式的兼容與優(yōu)化

S模式是在A/C模式上發(fā)展而來(lái)，因此必須對(duì)A/C模式表現(xiàn)出良好的兼容性。S模式下的雷達(dá)技術(shù)還是屬于二次雷達(dá)范疇，改進(jìn)和優(yōu)化了傳統(tǒng)二次雷達(dá)，因此在設(shè)計(jì)開發(fā)期間必須滿足傳統(tǒng)二次雷達(dá)的特性。針對(duì)S模式兼容性來(lái)說，詢問頻率必須滿足1030MHz，并且應(yīng)答頻率在1090MHz。此外，S模式在應(yīng)用期間不能對(duì)A/C模式運(yùn)行造成干擾，也不能使原有工作方式產(chǎn)生變化。因此，S模式必須滿足以下要求：第一，S模式訪問不能對(duì)A/C模式產(chǎn)生干擾。在發(fā)射P2脈沖時(shí)主要采用旁瓣抑制方式，此種方式會(huì)對(duì)A/C模式應(yīng)答產(chǎn)生抑制影響。因此必須在抑制時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)脈沖部分的發(fā)送。第二，S模式應(yīng)答不會(huì)對(duì)A/C模式詢問接收機(jī)造成影響。由于S模式的脈沖位寬和應(yīng)答格式比較獨(dú)立，因此無(wú)法產(chǎn)生同A/C模式的若干同步應(yīng)答信號(hào)。

S模式對(duì)A/C模式具有良好的兼容性，還能夠有效處理傳統(tǒng)模式存在的系統(tǒng)性問題。S模式數(shù)據(jù)主要位于應(yīng)答數(shù)據(jù)鏈中，并且包含奇偶校驗(yàn)，以此維護(hù)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和精準(zhǔn)性。A/C模式主要是通過天線掃描所接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，處理過程比較復(fù)雜，也無(wú)法保證準(zhǔn)確性。S模式是地空實(shí)現(xiàn)通信能力，加強(qiáng)目標(biāo)監(jiān)視的精準(zhǔn)性。其一，S模式采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，確保多架飛機(jī)識(shí)別效果，能夠有效處理A/C模式的混淆問題，以此提升識(shí)別準(zhǔn)確性。由于A/C模式主要是采用信號(hào)幅度和OBA，然而脈沖交織比較多，因此識(shí)別能力低下。其二，S模式在確認(rèn)目標(biāo)時(shí)不需要進(jìn)行多次詢問，只需要對(duì)其中一架飛機(jī)詢問即可。此種模式能夠降低異步干擾。A/C模式需要采用交互詢問方式降低異步干擾問題。S模式二次雷達(dá)還是應(yīng)用單脈沖技術(shù)，能夠維護(hù)方位準(zhǔn)確性，還能夠利用數(shù)據(jù)通信功能獲取飛機(jī)實(shí)際坐標(biāo)。

2、S模式的詢問應(yīng)答格式

圖1為S模式的詢問格式，此種模式下的P1、P2脈沖與A/C模式一致，屬于S模式前導(dǎo)脈沖，通過脈沖幅度調(diào)制能夠抑制A/C模式應(yīng)答機(jī)。P5脈沖能夠抑制詢問旁瓣，處于同步相位反轉(zhuǎn)位置中心，脈寬在0.8μS。在P2脈沖后存在P6長(zhǎng)脈沖，調(diào)制方式主要應(yīng)用差分移相鍵控方式，速率在4Mbps，不同數(shù)據(jù)位均相同。P6首相位反轉(zhuǎn)位置與脈沖前沿被稱為同步相位反轉(zhuǎn)，能夠在回答過程中作為參考基準(zhǔn)，并且和應(yīng)答機(jī)作為譯碼開始，也能夠?yàn)榫嚯x測(cè)量提供依據(jù)。

在發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)主要是利用P6脈沖差分移相實(shí)現(xiàn)，差分相移鍵控規(guī)則如下，當(dāng)鄰近位之間相位變化滿足180°，表示二進(jìn)制邏輯1；當(dāng)鄰近位之間相位無(wú)變化時(shí)，表示二進(jìn)制邏輯0；圖2為編碼示意圖，能夠看出抗干擾性良好。

3、S模式的不足分析

在二次雷達(dá)不斷發(fā)展中衍生出S模式，但是此種模式也存在不足之處?；谌艚袘?yīng)答模式，無(wú)法識(shí)別應(yīng)答傳輸部位錯(cuò)誤問題，還會(huì)丟失目標(biāo)。這主要是由于全呼叫格式下缺乏飛機(jī)地址信息，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)奇偶校驗(yàn)，不能有效檢測(cè)錯(cuò)誤問題。其次，S模式的作用范圍不斷縮小，發(fā)射功率比較高。在A/C模式下，脈沖發(fā)射比較少，再加上發(fā)射機(jī)功率低下，此時(shí)就會(huì)導(dǎo)致S模式功率持續(xù)上升。A/C模式旋轉(zhuǎn)天線影響S模式數(shù)據(jù)連接能力。由于二次雷達(dá)主要應(yīng)用單脈沖技術(shù)，探測(cè)波束比較窄小。因此天線旋轉(zhuǎn)停留時(shí)間比較短，導(dǎo)致數(shù)據(jù)獲取量有限。此外，應(yīng)用S模式可能丟失目標(biāo)，由于該種模式下飛機(jī)訪問量有限，當(dāng)波束內(nèi)飛機(jī)數(shù)量比較多時(shí)，則缺乏充足時(shí)間進(jìn)行詢問。

4、二次雷達(dá)新技術(shù)

通過對(duì)S模式二次雷法的應(yīng)用分析，可以嘗試將新技術(shù)應(yīng)用到二次雷達(dá)上。在數(shù)字時(shí)代快速發(fā)展背景下，相應(yīng)促進(jìn)了元器件制造工藝的發(fā)展，相應(yīng)提升了A/C模式轉(zhuǎn)換速度，實(shí)現(xiàn)封裝芯片的小規(guī)模化，還能夠增加微波組件動(dòng)態(tài)范圍。在一塊芯片上可以納入通信模塊、基帶處理、A/C轉(zhuǎn)換以及收發(fā)模塊等，所以此項(xiàng)技術(shù)會(huì)使雷達(dá)基本構(gòu)造發(fā)生變化。因此在未來(lái)發(fā)展中，數(shù)字技術(shù)和射頻技術(shù)將被應(yīng)用到雷達(dá)中，以此形成多波形設(shè)計(jì)，提升成像分辨率，還能夠加強(qiáng)資源管理效果。

通過將新技術(shù)應(yīng)用到軟件上，可以顯著提升雷達(dá)的可維護(hù)性和處理速度。由于計(jì)算機(jī)具備超強(qiáng)的運(yùn)算能力，可以加快軟件運(yùn)行速度，相應(yīng)縮短軟件工程開發(fā)的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)應(yīng)用技術(shù)的成熟化發(fā)展。因此將會(huì)顯著提升雷達(dá)的處理能力、通信能力、軟件管理能力以及維護(hù)效率。

5、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，此次研究重點(diǎn)分析了S模式二次雷達(dá)，相比于A/C模式來(lái)說，S模式具備較多優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，例如數(shù)據(jù)鏈接功能、抗干擾能力以及識(shí)別碼等方面。但是S模式二次雷達(dá)也存在不足之處。不管是S模式二次雷達(dá)，還是雷達(dá)新技術(shù)，都能夠優(yōu)化完善二次雷達(dá)，確保數(shù)據(jù)鏈接功能、監(jiān)視功能以及處理功能的提升。

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