应答器的作用是接收并识别二次雷达地面站的查询,并在ICAO附件10规定的条件下给出相应的响应。在航空应用中,转发器主要用作辅助空中交通管制和机载防撞系统(TCAS)。
应答器由英国空军和美国陆军航空队在二战期间研制的敌我雷达识别系统演变而来。 20世纪50年代,航空工业开始在通用航空和商业航空中使用带有转发器的二次雷达进行空中交通管制。
代码原理
在飞行过程中,空中交通管制员会通过无线电通知飞行员分配给他的应答机代码,飞行员手动将应答机代码输入飞机后,空中交通管制员的雷达屏幕就会正确显示飞机。
应答机代码是一组4位八进制数,通过分配应答机代码,空中交通管制员可以区分飞机。应答器代码编号范围从0000到7777,共4096个,其中一些有特定的含义,例如:7500表示非法行为(如绑架),7600表示通讯故障,7700表示紧急情况。
组成
转发器通常由天馈系统、接收器、译码器/编码器、发射器等组成,其高度数据来自气压高度计。
(1)天馈线系统:一般采用收发开关,使收发共用一根天线。转发器天线在水平面无方向性,天线增益接近OdB。在垂直面,波瓣宽度不小于±300,为垂直极化。它安装在机腹的适当位置,以尽量减少飞机起飞、降落和转弯时产生的阴影。
(2)接收机:用于将1030MHz的射频脉冲信号通过混频转换成60MHz的中频脉冲信号,对中频进行放大,通过检波和视放送入解码器。
(3)解码器:用于对接收端发送的原始视频脉冲信号进行如下处理:识别脉冲宽度(允许脉冲宽度在0.3μs~1.5μs以内),滤除过窄脉冲和过宽脉冲干扰,而这些窄脉冲和宽脉冲可能是浮动噪声,也可能是其他L波段脉冲雷达的照射脉冲;然后识别查询的性质并对正确的查询进行解码。
之后,译码器必须产生几个消隐门:当正确的询问模式被译码时,产生一个“阻塞门”来阻塞应答器一段时间,用于发送应答脉冲和恢复发送器状态;当识别出旁瓣查询时,产生“旁瓣抑制门”;当应答器发射机占空比超过1%时,产生自动过载控制信号;为避免响应时与飞行器内其他L波段无线电设备相互干扰,在整个响应过程中,还会产生一个外部抑制门,添加其他L波段设备对其进行阻断。
(4)编码器:接收到解码器的正确查询指令后,对识别码或高度码进行编码,产生串行响应脉冲序列。
(5)发射器:用于将编码器发出的串行码通过调制器形成一定电平的调制脉冲,再通过发射器形成射频脉冲,送入天线的供电系统用于传输。
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