THALES S模式二次雷达波束管理探讨

徐基钢

摘  要：目的 寻求THALES S模式二次雷达设备参数配置的最佳方式，为技术人员进行参数配置、维护维修提供一些参考和依据。方法 分析THALES S模式二次雷达波束管理功能的。结果 理解THALES S模式二次雷达编制全呼和选呼周期的方式和工作方式。结论 THALES S模式二次雷达波束管理功能编制在当前波束S模式飞机的选呼询问和侦听窗口的方式，以及处理选呼应答和提取SSR和S模式全呼点迹的方式。

关键词：波束管理  全呼  选呼  侦听窗口  抗异步干扰

中图分类号：V355    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）09（b）-0014-03

S模式相对于单脉冲二次雷达，可以提供更加丰富的信息，其上下行数据链还可以用于双向地空数据交换。S模式二次雷达工作方式更复杂，THALES S模式二次雷达是在数据处理计算机DPC-PC的控制下工作，波束管理是数据处理计算机DPC-PC的一项重要功能。波束管理主要任务一是编制全呼和选呼周期;二是编制在当前波束S模式飞机的选呼询问和侦听窗口;三是处理选呼应答和提取SSR和S模式全呼点迹。

波束管理的主要功能一是在MMXc模式信息编制连续的全呼和选呼周期。二是为每个包含飞机预测位置的新扇区（360°/64）：编排MMXc使用的选呼询问和侦听窗口，以便对S模式飞机在天线波束内的每个选呼周期，进行S模式监视和数据链路处理。发送SSR飞机预测位置到MMXc用于同步应答相关处理：包含的都是预期在天线波束全呼周期的SSR飞机。三是每个扇区交替时输出的飞机信息到时序管理功能。四是BITE功能：产生故障告警和状态检测统计，并发送到通道BITE功能;从通道BITE管理功能接收工作参数[1]。

1  与MMX接口数据交换

数据经格式化后向MMX发送初始化信息、询问和应答处理参数的操作信息、实时信息和通道监视信息等消息。从MMX接收应答信息、BIT报告、拒绝信息、实时信息和通道监视信息等消息，接收的信息通过和校验与编号连续性进行一致性检查，并将接收的数据发送到其他功能组件。

2  全呼/选呼模式管理

主要功能是利用从MMX接收到的当前天线方位信息和工作参数，检测扇区和扫描变化;计算下一个MMX的模式信息;同时监视天线位置和转速;控制MMXc总体参数信息MGPM发送到MMXc。

3  下一个扇区管理

主要功能是接收时序管理功能为每个1/64天线扫描发送的飞机预测信息;分发飞机预测信息到其它处理功能。

预测飞机信息包含下一个扇区会发现的飞机数据：S模式选呼等待飞机预测位置窗口、地址和监视请求和数据链事务请求的帧框架数据;上行广播請求;SSR预测的飞机预测位置窗口和预期代码数据。

S模式预测飞机信息分发功能将S模式选呼等待飞机数据和上行广播请求，继续送到波束内飞机管理子功能。SSR预测飞机数据送到SSR全呼应答处理子功能，SSR预测飞机位置包含在送到MMXc的同步应答相关准则SRCC的信息中，采用宽松相关准则的SSR抗异步应答使用预测位置信息;当没有应用宽松相关准则时，SRCC信息有正常和增强两种录取模式，用于SSR抗异步应答。

4  波束内飞机管理

为了给S模式序列产生子功能提供活动飞机数据，波束内飞机管理子功能，从下一个扇区管理子功能接收等待飞机数据，计算S模式预测飞机的选呼清单，处理分为S模式飞机选择和S模式飞机解除。S模式飞机选择位于波束内的S模式飞机，并在下一轮选呼周期进行选呼处理。每个S模式等待飞机的方位预测窗口与正常波束的起始和结束方位进行比较，以及和下一个选呼周期宽波束的起始和结束进行比较。S模式解除不再出现在正常波束的飞机，活动飞机更新子功能显示飞机通信状态已结束。

5  活动飞机更新

使用MMXc发送的S模式序列产生子功能编制的S模式选呼侦听窗口信息、S模式询问确认消息、S模式应答信息、S模式序列否认消息等信息，更新活动飞机清单的新的飞机位置、当前选呼帧、新的选呼帧等数据，并计算S模式选呼点迹的特征。

每架飞机的第一次应答RCMRM与侦听窗口RCMLW以及询问确认RCMIA信息进行联合处理，以更新飞机距离和距离预测窗口、以及方位和方位预测窗口等位置信息。

根据包含在RCMIA和RCMRM的信息，更新在活动飞机清单中，前次选呼周期内编制的帧事务，更新进程中的选呼帧和新的选呼帧为每架飞机计算点迹方位、点迹距离、点迹功率、点迹检测时间，S模式地址、飞机识别码和高度码、飞行状态等监视信息，用于点迹计算的应答数量等点迹特征或从RCMRM信息提取信息。

6  生成S模式序列

从活动飞机清单中，编制在下一个选呼周期用于MMXc的选呼策略。编制一个或多个序列，每一个都包含连续的S模式RCMIM选呼信息和S模式RCMLW选呼侦听窗口信息组成。

当全呼/选呼模式管理子功能发出请求时，进行选呼帧、选呼事务管理和安排等处理。

为选呼周期准备的序列数量，取决于全呼/选呼模式管理子功能显示的选呼周期持续时间。在定义的时间内，发送每个序列的信息到MMX。

7  SSR应答抗异步干扰

SSR应答抗异步干扰是为了消除与询问发射信息异步的错误应答，在SSR雷达作用距离范围内对地理位置相关的应答进行检测。使用从时序管理子功能接收的基于飞机方位和SSR应答距离相关的内部和工作参数，用MMX模式定义的每个全呼周期在距离和方位相关窗口进行计算。应用“p/q”两种类型相关准则，每个全呼周期最小数（“p”）必须在相关窗口有用部分至少有一个SSR应答，与全呼周期总数（“q”）的比值进行以下分析。同一模式相关准则（OMCC）是在相同模式全呼周期;全模式相关准则（AMCC）是在任何的询问模式的连续全呼周期。

7.1 相关窗口计算

如图1所示，计算13个全呼周期的相关窗口方位宽度，4询问模式交错时使用“p/4”OMCC准则;3询问模式交错时使用“p/5”OMCC准则。设定窗口是三角形，需要考虑在波束可能的飞机方位延展，以及无法发现飞机的不用区域。

相关窗口距离单元的宽度，是从当前用于分析的全呼周期，与进入相关窗口的其它每个nAC全呼周期（需要考虑所有选呼、填充或静默周期持续时间）所经历时间获取。对于13个全呼周期，时间乘以飞机最大速度，给出飞机在当前全呼周期和最后一个全呼周期之间移动的窗口的距离单元数。在相关窗口期间IRF是常数时，11个中间全呼周期的每个宽度，是从第13个全呼周期宽度计算获取。根据每个周期的询问模式，相同模式询问用同一模式抖动，不同模式询问用中级抖动。

7.2 相关窗口的方位宽度

每个SSR应答，根据周期的起始方位和相对于距离飞机期待应答的扩展方位，确定分析全呼周期的最大数（在p/q准则的q）。第一步是找出最后距离段，方位扩展结束距离小于用于分析应答的距离，并给出飞机方位扩展。第二步是有用的周期计数，全呼周期使用AMCC准则的qAC数（小于13）：包含分析应答的全呼周期起始方位，必须低于飞机方位扩展加起始方位。全呼周期使用OMCC准则的qAC数（qAC≤qAC）：相同情况如上，这些全呼周期询问模式必须与包含分析应答的全呼周期其中之一相同。

7.3 相关准则的使用

AMCC和OMCC准则有正常、增强或宽松值，这些值在“p/q”中的“p”定义。每个在全呼周期用于分析的SSR应答。如果应答距离属于以下情况之一，从预测飞机选择在全呼周期内定义的窗口，使用宽松准则：如果全呼周期起始方位在SRCC消息为飞机定义的预测窗口的起始方位和结束方位之间，选择飞机;根据SRCC消息为飞机定义的预测窗口的起始距离和结束距离，为选择的飞机选择距离部分。当不能使用宽松准则，根据SSR抗异步工作参数（SRCC消息）使用正常或增强准则。

如果通过了OMCC和AMCC准则至少其中之一，则认为是SSR同步应答。尽管分析应答相关准则都未通过，所有应答认为这个是同步应答，则仍然认为是同步应答。每个同步应答与发送到SSR应答质量计算子功能的同步应答消息（SRM）關联，消息包含与BPD消息加两个相关指示同样的数据。每个全呼周期同步SSR应答数，包含在ACSIA消息中送到ST管理功能。如图2 SSR异步应答相关案例。

相关窗口方位宽度：11个全呼周期（qAC=11）

OMCC：3/4      AMCC：8/11

8  S模式全呼应答处理

使用MMXc发送的S模式全呼询问确认信息ACSIA和S模式全呼应答信息（ACSRM），S模式全呼应答处理主要功能是根据S模式全呼应答的距离、方位和二次代码进行相关，创建预推点迹和更新存在的预推点迹。通过不在波束内的飞机关闭S模式的预推点迹，为每个符合提取准则的预测点迹计算S模式点迹特征的方式提取S模式目标。处理S模式现场模拟应答机点迹的特殊目标。

9  SSR全呼应答处理

使用MMXc发送的SSR全呼询问确认信息ACSIA和SSR全呼应答信息（ACSRM），SSR全呼应答处理的主要功能是根据SSR全呼应答的距离、方位和二次代码进行相关，创建预推点迹和更新存在的预推点迹。通过不在波束内的飞机关闭SSR的预推点迹，为每个符合提取准则的预测点迹计算SSR点迹特征的方式提取SSR目标。处理SSR现场模拟应答机点迹的特殊目标。

10  飞机信息发布

预备用于扇区处理的选呼和全呼的信息，包括S模式选呼发布的选呼点迹、数据链路帧报告、告警状态报告、上行广播传输报告等飞机数据，S模式全呼点迹，SSR点迹。在每个1/64圈扇区交替时，发送选呼/全呼信息到时序管理功能。

11  结语

该文首先介绍了THALES S模式二次雷达波束管理的主要功能，然后通过对波束管理每项子功能的详细阐述，深入探讨了S模式二次雷达如何编制全呼和选呼周期;如何编制在当前波束S模式飞机的选呼询问和侦听窗口;如何处理选呼应答和提取SSR和S模式全呼点迹的工作方式，为技术人员进行雷达的参数设置、维护维修提供一些参考和依据。

参考文献

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

[2] MH/T 4010-2016，空中交通管制二次监视雷达系统技术规范[S].

[3] 张尉.二次雷达原理[M].北京：国防工业出版社，2009.