淺談二次雷達S模式及S模式在SELEX雷達中的應用

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行詢問，相比較傳統A/C模式在整個天線波瓣內進行廣播詢問，S模式大大降低了同步串擾問題，同時由于其選擇性較好能避免相鄰飛機的干擾。除此之外，S模式具有更大的識別編碼容量可以同時為16777216架飛機編碼，而目前使用的A/C模式代碼數只有4096個，大大增加了空中交通管制容量，面對民航系統高速發展的今天，代碼資源短缺問題在一定時期內得到了解決。同時，S模式采用數據鏈通信，可交換在信息更豐富，更有利于空中交通管制員了解飛機更詳細的狀況。

關鍵詞：空中交通管制;二次雷達;S模式;SELEX雷達

1.二次雷達S模式發展歷史

在20世紀70年代人們開始研究單脈沖二次雷達（MSSR），單脈沖二次雷達提供了更準確的目標位置信息并減少異步和同步串擾。在廣泛應用A/C模式的同時，其缺點也顯而易見：同步干擾（garble），詢問率過高導致異步干擾（fruit），識別碼太少（4096）個，隨著空中交通流量的日益增加，識別碼已經不能滿足空中管制ATC）需求。由于上訴情況，英國和美國獨立發展了S模式，英國開發的系統稱為選擇地址（ADSEL）SSR，美國開發的系統稱為離散地址信標系統（DABS）SSR。英美兩國研究的側重點不同，英國的系統主要偏向于一架飛機位置的精準性以及通訊鏈路的性能;美國系統則完成了基本S模式的開發項目，并討論了S模式機載設備的性能。最后，兩項工程合二為一，并被美國聯邦航空管理局（FAA）命名為S模式。

2.S模式信號格式

S模式詢問信號格式：

P1-P2為模式S詢問的前導脈沖，采用脈沖幅度調制，間隔2微秒，脈沖寬度為0.8微秒。P6是數據脈沖（數據塊），寬度16.25微秒對應56位數據鏈，寬度30.25 微秒對應112位數據鏈。P6脈沖調制方式采用差動移相鍵控（DPSK），大大降低了解碼誤碼率，其速率為4Mbps，每個數據片位是0.25微秒。P6的第一個相位反轉（phase reversal）位置距P6脈沖前沿1.25，稱同步相位反轉，它的作用是回答定時參考基準并與應答機時鐘同步作為DPSK譯碼開始。在P6脈沖下降沿之前0.5微秒是保護間隔。

P5脈沖用于實現詢問的旁瓣抑制（ISLS）。P5脈沖采用幅度調制時間上和同步相位反轉重疊，如果從旁瓣接收到詢問P5脈沖的強度大于P6脈沖9dB應答機以99%的概率抑制回答。

S模式應答信號格式：

回答格式由前導（preamble）脈沖和數據塊組成。數據塊的長度是56微秒或112微秒，每一位持續1微秒。在片位的1微秒里，前0.5微秒存在脈沖代表二進制的邏輯1，而后0.5微秒存在脈沖代表二進制的邏輯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，雷達將詢問所有的飛機以識別它們，同時獲取它們的24位地址碼，一旦取得各個飛行器的地址碼，雷達將對相應的飛機進行選擇詢問，而在選呼狀態下的飛機將不應答全呼詢問。

模式A/C/S全呼步驟：詢問機通過模式A/C/S全呼詢問，應答機給出包含飛機24位離散地址的全呼回答（DF=11），詢問機通過S模式進行監視詢問（UF=4或5或20或21的上行格式詢問）。應答機給出回答并啟動應答機的非選擇鎖定定時器，鎖定狀態保持18秒一個周期，由詢問刷新。其中非選擇性（non-selective）協議是指應答機一旦鎖定，就不再響應地面站對它的全呼詢問，可以減少地空之間的同步竄擾。

3.S模式在selex雷達中的應用

Selex雷達有S模式和常規AC模式，在雷達運行在S模式下，可以同時輸出S模式CAT

34/48格式數據和常規AC模式CAT 01/02格式數據，既能保證用戶接入使用S模式格式的數據，也能解決某些自動化系統無法融合34/48數據的問題。

如何在selex雷達實現同時輸出常規模式數據和S模式數據。

第153行（230）代表著數據的輸出格式，第一個0沒有數據格式，1代表著常規模式數據01/02格式數據，2代表著S模式輸出34/48格式數據，除0之外有10個數字，每個數字分別對應一個端口，上述配置文件只定義了5個端口（170-179），這配置文件代表著6501端口輸出的2，對應34/48格式數據，6502，6503，6504，6505端口輸出的是1，對應01/02格式數據，如若需要更改端口數據格式輸出，只要更改230行對應數字即可，更改完之后加載文件。

S模式雷達還可以使用增強型數據模式，BDS 40，BDS 50，BDS 60，在RCP軟件上完成修改

使用這類BDS增強型數據，管制員可以糾正機組調錯高度，實現安全關口前移。

參考文獻：

[1] 黃鴻勛.國外航管單脈沖二次監視雷達的發展[J] 微波與雷達，1998

[2] 張尉.二次雷達原理[M]，國防工業出版社，2007.

[3] 中國民用航空總局.MH4010-2000，空中交通管制二次監視雷達設備技術規范[M].2000SELEX二次雷達技術手冊

（作者單位：中國民用航空桂林空中交通管理站）