浅谈二次雷达S模式及S模式在SELEX雷达中的应用

卢勋

摘要：S模式中S=Selective即选址模式。S模式询问是通过分配给每架飞行器一个唯一的24位地址码，通过飞行器唯一的地址码有选择性的进行询问，相比较传统A/C模式在整个天线波瓣内进行广播询问，S模式大大降低了同步串扰问题，同时由于其选择性较好能避免相邻飞机的干扰。除此之外，S模式具有更大的识别编码容量可以同时为16777216架飞机编码，而目前使用的A/C模式代码数只有4096个，大大增加了空中交通管制容量，面对民航系统高速发展的今天，代码资源短缺问题在一定时期内得到了解决。同时，S模式采用数据链通信，可交换在信息更丰富，更有利于空中交通管制员了解飞机更详细的状况。

关键词：空中交通管制;二次雷达;S模式;SELEX雷达

1.二次雷达S模式发展历史

在20世纪70年代人们开始研究单脉沖二次雷达（MSSR），单脉冲二次雷达提供了更准确的目标位置信息并减少异步和同步串扰。在广泛应用A/C模式的同时，其缺点也显而易见：同步干扰（garble），询问率过高导致异步干扰（fruit），识别码太少（4096）个，随着空中交通流量的日益增加，识别码已经不能满足空中管制ATC）需求。由于上诉情况，英国和美国独立发展了S模式，英国开发的系统称为选择地址（ADSEL）SSR，美国开发的系统称为离散地址信标系统（DABS）SSR。英美两国研究的侧重点不同，英国的系统主要偏向于一架飞机位置的精准性以及通讯链路的性能;美国系统则完成了基本S模式的开发项目，并讨论了S模式机载设备的性能。最后，两项工程合二为一，并被美国联邦航空管理局（FAA）命名为S模式。

2.S模式信号格式

S模式询问信号格式：

P1-P2为模式S询问的前导脉冲，采用脉冲幅度调制，间隔2微秒，脉冲宽度为0.8微秒。P6是数据脉冲（数据块），宽度16.25微秒对应56位数据链，宽度30.25 微秒对应112位数据链。P6脉冲调制方式采用差动移相键控（DPSK），大大降低了解码误码率，其速率为4Mbps，每个数据片位是0.25微秒。P6的第一个相位反转（phase reversal）位置距P6脉冲前沿1.25，称同步相位反转，它的作用是回答定时参考基准并与应答机时钟同步作为DPSK译码开始。在P6脉冲下降沿之前0.5微秒是保护间隔。

P5脉冲用于实现询问的旁瓣抑制（ISLS）。P5脉冲采用幅度调制时间上和同步相位反转重叠，如果从旁瓣接收到询问P5脉冲的强度大于P6脉冲9dB应答机以99%的概率抑制回答。

S模式应答信号格式：

回答格式由前导（preamble）脉冲和数据块组成。数据块的长度是56微秒或112微秒，每一位持续1微秒。在片位的1微秒里，前0.5微秒存在脉冲代表二进制的逻辑1，而后0.5微秒存在脉冲代表二进制的逻辑0。

S模式询问步骤

S模式询问方式分为全呼（AC）和选呼（RC），这两种询问方式是交替进行的。全呼询问可以采用交互模式询问和模式S全呼询问。在全呼周期内，雷达将询问所有的飞机以识别它们，同时获取它们的24位地址码，一旦取得各个飞行器的地址码，雷达将对相应的飞机进行选择询问，而在选呼状态下的飞机将不应答全呼询问。

模式A/C/S全呼步骤：询问机通过模式A/C/S全呼询问，应答机给出包含飞机24位离散地址的全呼回答（DF=11），询问机通过S模式进行监视询问（UF=4或5或20或21的上行格式询问）。应答机给出回答并启动应答机的非选择锁定定时器，锁定状态保持18秒一个周期，由询问刷新。其中非选择性（non-selective）协议是指应答机一旦锁定，就不再响应地面站对它的全呼询问，可以减少地空之间的同步窜扰。

3.S模式在selex雷达中的应用

Selex雷达有S模式和常规AC模式，在雷达运行在S模式下，可以同时输出S模式CAT

34/48格式数据和常规AC模式CAT 01/02格式数据，既能保证用户接入使用S模式格式的数据，也能解决某些自动化系统无法融合34/48数据的问题。

如何在selex雷达实现同时输出常规模式数据和S模式数据。

第153行（230）代表着数据的输出格式，第一个0没有数据格式，1代表着常规模式数据01/02格式数据，2代表着S模式输出34/48格式数据，除0之外有10个数字，每个数字分别对应一个端口，上述配置文件只定义了5个端口（170-179），这配置文件代表着6501端口输出的2，对应34/48格式数据，6502，6503，6504，6505端口输出的是1，对应01/02格式数据，如若需要更改端口数据格式输出，只要更改230行对应数字即可，更改完之后加载文件。

S模式雷达还可以使用增强型数据模式，BDS 40，BDS 50，BDS 60，在RCP软件上完成修改

使用这类BDS增强型数据，管制员可以纠正机组调错高度，实现安全关口前移。

参考文献：

[1] 黄鸿勋.国外航管单脉冲二次监视雷达的发展[J] 微波与雷达，1998

[2] 张尉.二次雷达原理[M]，国防工业出版社，2007.

[3] 中国民用航空总局.MH4010-2000，空中交通管制二次监视雷达设备技术规范[M].2000SELEX二次雷达技术手册

（作者单位：中国民用航空桂林空中交通管理站）