THALES S模式二次雷達波束管理探討

徐基鋼

摘? 要：目的 尋求THALES S模式二次雷達設備參數配置的最佳方式，為技術人員進行參數配置、維護維修提供一些參考和依據。方法 分析THALES S模式二次雷達波束管理功能的。結果 理解THALES S模式二次雷達編制全呼和選呼周期的方式和工作方式。結論 THALES S模式二次雷達波束管理功能編制在當前波束S模式飛機的選呼詢問和偵聽窗口的方式，以及處理選呼應答和提取SSR和S模式全呼點跡的方式。

關鍵詞：波束管理? 全呼? 選呼? 偵聽窗口? 抗異步干擾

中圖分類號：V355 ? ?文獻標識碼：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，可以提供更加豐富的信息，其上下行數據鏈還可以用于雙向地空數據交換。S模式二次雷達工作方式更復雜，THALES S模式二次雷達是在數據處理計算機DPC-PC的控制下工作，波束管理是數據處理計算機DPC-PC的一項重要功能。波束管理主要任務一是編制全呼和選呼周期;二是編制在當前波束S模式飛機的選呼詢問和偵聽窗口;三是處理選呼應答和提取SSR和S模式全呼點跡。

波束管理的主要功能一是在MMXc模式信息編制連續的全呼和選呼周期。二是為每個包含飛機預測位置的新扇區（360°/64）：編排MMXc使用的選呼詢問和偵聽窗口，以便對S模式飛機在天線波束內的每個選呼周期，進行S模式監視和數據鏈路處理。發送SSR飛機預測位置到MMXc用于同步應答相關處理：包含的都是預期在天線波束全呼周期的SSR飛機。三是每個扇區交替時輸出的飛機信息到時序管理功能。四是BITE功能：產生故障告警和狀態檢測統計，并發送到通道BITE功能;從通道BITE管理功能接收工作參數[1]。

1? 與MMX接口數據交換

數據經格式化后向MMX發送初始化信息、詢問和應答處理參數的操作信息、實時信息和通道監視信息等消息。從MMX接收應答信息、BIT報告、拒絕信息、實時信息和通道監視信息等消息，接收的信息通過和校驗與編號連續性進行一致性檢查，并將接收的數據發送到其他功能組件。

2? 全呼/選呼模式管理

主要功能是利用從MMX接收到的當前天線方位信息和工作參數，檢測扇區和掃描變化;計算下一個MMX的模式信息;同時監視天線位置和轉速;控制MMXc總體參數信息MGPM發送到MMXc。

3? 下一個扇區管理

主要功能是接收時序管理功能為每個1/64天線掃描發送的飛機預測信息;分發飛機預測信息到其它處理功能。

預測飛機信息包含下一個扇區會發現的飛機數據：S模式選呼等待飛機預測位置窗口、地址和監視請求和數據鏈事務請求的幀框架數據;上行廣播請求;SSR預測的飛機預測位置窗口和預期代碼數據。

S模式預測飛機信息分發功能將S模式選呼等待飛機數據和上行廣播請求，繼續送到波束內飛機管理子功能。SSR預測飛機數據送到SSR全呼應答處理子功能，SSR預測飛機位置包含在送到MMXc的同步應答相關準則SRCC的信息中，采用寬松相關準則的SSR抗異步應答使用預測位置信息;當沒有應用寬松相關準則時，SRCC信息有正常和增強兩種錄取模式，用于SSR抗異步應答。

4? 波束內飛機管理

為了給S模式序列產生子功能提供活動飛機數據，波束內飛機管理子功能，從下一個扇區管理子功能接收等待飛機數據，計算S模式預測飛機的選呼清單，處理分為S模式飛機選擇和S模式飛機解除。S模式飛機選擇位于波束內的S模式飛機，并在下一輪選呼周期進行選呼處理。每個S模式等待飛機的方位預測窗口與正常波束的起始和結束方位進行比較，以及和下一個選呼周期寬波束的起始和結束進行比較。S模式解除不再出現在正常波束的飛機，活動飛機更新子功能顯示飛機通信狀態已結束。

5? 活動飛機更新

使用MMXc發送的S模式序列產生子功能編制的S模式選呼偵聽窗口信息、S模式詢問確認消息、S模式應答信息、S模式序列否認消息等信息，更新活動飛機清單的新的飛機位置、當前選呼幀、新的選呼幀等數據，并計算S模式選呼點跡的特征。

每架飛機的第一次應答RCMRM與偵聽窗口RCMLW以及詢問確認RCMIA信息進行聯合處理，以更新飛機距離和距離預測窗口、以及方位和方位預測窗口等位置信息。

根據包含在RCMIA和RCMRM的信息，更新在活動飛機清單中，前次選呼周期內編制的幀事務，更新進程中的選呼幀和新的選呼幀為每架飛機計算點跡方位、點跡距離、點跡功率、點跡檢測時間，S模式地址、飛機識別碼和高度碼、飛行狀態等監視信息，用于點跡計算的應答數量等點跡特征或從RCMRM信息提取信息。

6? 生成S模式序列

從活動飛機清單中，編制在下一個選呼周期用于MMXc的選呼策略。編制一個或多個序列，每一個都包含連續的S模式RCMIM選呼信息和S模式RCMLW選呼偵聽窗口信息組成。

當全呼/選呼模式管理子功能發出請求時，進行選呼幀、選呼事務管理和安排等處理。

為選呼周期準備的序列數量，取決于全呼/選呼模式管理子功能顯示的選呼周期持續時間。在定義的時間內，發送每個序列的信息到MMX。

7? SSR應答抗異步干擾

SSR應答抗異步干擾是為了消除與詢問發射信息異步的錯誤應答，在SSR雷達作用距離范圍內對地理位置相關的應答進行檢測。使用從時序管理子功能接收的基于飛機方位和SSR應答距離相關的內部和工作參數，用MMX模式定義的每個全呼周期在距離和方位相關窗口進行計算。應用“p/q”兩種類型相關準則，每個全呼周期最小數（“p”）必須在相關窗口有用部分至少有一個SSR應答，與全呼周期總數（“q”）的比值進行以下分析。同一模式相關準則（OMCC）是在相同模式全呼周期;全模式相關準則（AMCC）是在任何的詢問模式的連續全呼周期。

7.1 相關窗口計算

如圖1所示，計算13個全呼周期的相關窗口方位寬度，4詢問模式交錯時使用“p/4”OMCC準則;3詢問模式交錯時使用“p/5”OMCC準則。設定窗口是三角形，需要考慮在波束可能的飛機方位延展，以及無法發現飛機的不用區域。

相關窗口距離單元的寬度，是從當前用于分析的全呼周期，與進入相關窗口的其它每個nAC全呼周期（需要考慮所有選呼、填充或靜默周期持續時間）所經歷時間獲取。對于13個全呼周期，時間乘以飛機最大速度，給出飛機在當前全呼周期和最后一個全呼周期之間移動的窗口的距離單元數。在相關窗口期間IRF是常數時，11個中間全呼周期的每個寬度，是從第13個全呼周期寬度計算獲取。根據每個周期的詢問模式，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 相關窗口的方位寬度

每個SSR應答，根據周期的起始方位和相對于距離飛機期待應答的擴展方位，確定分析全呼周期的最大數（在p/q準則的q）。第一步是找出最后距離段，方位擴展結束距離小于用于分析應答的距離，并給出飛機方位擴展。第二步是有用的周期計數，全呼周期使用AMCC準則的qAC數（小于13）：包含分析應答的全呼周期起始方位，必須低于飛機方位擴展加起始方位。全呼周期使用OMCC準則的qAC數（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答的全呼周期其中之一相同。

7.3 相關準則的使用

AMCC和OMCC準則有正常、增強或寬松值，這些值在“p/q”中的“p”定義。每個在全呼周期用于分析的SSR應答。如果應答距離屬于以下情況之一，從預測飛機選擇在全呼周期內定義的窗口，使用寬松準則：如果全呼周期起始方位在SRCC消息為飛機定義的預測窗口的起始方位和結束方位之間，選擇飛機;根據SRCC消息為飛機定義的預測窗口的起始距離和結束距離，為選擇的飛機選擇距離部分。當不能使用寬松準則，根據SSR抗異步工作參數（SRCC消息）使用正常或增強準則。

如果通過了OMCC和AMCC準則至少其中之一，則認為是SSR同步應答。盡管分析應答相關準則都未通過，所有應答認為這個是同步應答，則仍然認為是同步應答。每個同步應答與發送到SSR應答質量計算子功能的同步應答消息（SRM）關聯，消息包含與BPD消息加兩個相關指示同樣的數據。每個全呼周期同步SSR應答數，包含在ACSIA消息中送到ST管理功能。如圖2 SSR異步應答相關案例。

相關窗口方位寬度：11個全呼周期（qAC=11）

OMCC：3/4? ? ? AMCC：8/11

8? S模式全呼應答處理

使用MMXc發送的S模式全呼詢問確認信息ACSIA和S模式全呼應答信息（ACSRM），S模式全呼應答處理主要功能是根據S模式全呼應答的距離、方位和二次代碼進行相關，創建預推點跡和更新存在的預推點跡。通過不在波束內的飛機關閉S模式的預推點跡，為每個符合提取準則的預測點跡計算S模式點跡特征的方式提取S模式目標。處理S模式現場模擬應答機點跡的特殊目標。

9? SSR全呼應答處理

使用MMXc發送的SSR全呼詢問確認信息ACSIA和SSR全呼應答信息（ACSRM），SSR全呼應答處理的主要功能是根據SSR全呼應答的距離、方位和二次代碼進行相關，創建預推點跡和更新存在的預推點跡。通過不在波束內的飛機關閉SSR的預推點跡，為每個符合提取準則的預測點跡計算SSR點跡特征的方式提取SSR目標。處理SSR現場模擬應答機點跡的特殊目標。

10? 飛機信息發布

預備用于扇區處理的選呼和全呼的信息，包括S模式選呼發布的選呼點跡、數據鏈路幀報告、告警狀態報告、上行廣播傳輸報告等飛機數據，S模式全呼點跡，SSR點跡。在每個1/64圈扇區交替時，發送選呼/全呼信息到時序管理功能。

11? 結語

該文首先介紹了THALES S模式二次雷達波束管理的主要功能，然后通過對波束管理每項子功能的詳細闡述，深入探討了S模式二次雷達如何編制全呼和選呼周期;如何編制在當前波束S模式飛機的選呼詢問和偵聽窗口;如何處理選呼應答和提取SSR和S模式全呼點跡的工作方式，為技術人員進行雷達的參數設置、維護維修提供一些參考和依據。

參考文獻

[1] THALES.Secondary Surveillance Radar RSM970S[Z].法國：THALES，2012.

[2] MH/T 4010-2016，空中交通管制二次監視雷達系統技術規范[S].

[3] 張尉.二次雷達原理[M].北京：國防工業出版社，2009.