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(tǒng)A/C模式在整個天線波瓣內(nèi)進行廣播詢問，S模式大大降低了同步串?dāng)_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(shù)只有4096個，大大增加了空中交通管制容量，面對民航系統(tǒng)高速發(fā)展的今天，代碼資源短缺問題在一定時期內(nèi)得到了解決。同時，S模式采用數(shù)據(jù)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(guān)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(fā)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?dāng)_。在廣泛應(yīng)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(dǎo)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(jīng)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(fā)展了S模式，英國開發(fā)的系統(tǒng)稱為選擇地址（ADSEL）SSR，美國開發(fā)的系統(tǒng)稱為離散地址信標系統(tǒng)（DABS）SSR。英美兩國研究的側(cè)重點不同，英國的系統(tǒng)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(tǒng)則完成了基本S模式的開發(fā)項目，并討論了S模式機載設(shè)備的性能。最后，兩項工程合二為一，并被美國聯(lián)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(dǎo)脈沖，采用脈沖幅度調(diào)制，間隔2微秒，脈沖寬度為0.8微秒。P6是數(shù)據(jù)脈沖（數(shù)據(jù)塊），寬度16.25微秒對應(yīng)56位數(shù)據(jù)鏈，寬度30.25 微秒對應(yīng)112位數(shù)據(jù)鏈。P6脈沖調(diào)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(shù)據(jù)片位是0.25微秒。P6的第一個相位反轉(zhuǎn)（phase reversal）位置距P6脈沖前沿1.25，稱同步相位反轉(zhuǎn)，它的作用是回答定時參考基準并與應(yīng)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(xiàn)詢問的旁瓣抑制（ISLS）。P5脈沖采用幅度調(diào)制時間上和同步相位反轉(zhuǎn)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(yīng)答機以99%的概率抑制回答。

S模式應(yīng)答信號格式：

回答格式由前導(dǎo)（preamble）脈沖和數(shù)據(jù)塊組成。數(shù)據(jù)塊的長度是56微秒或112微秒，每一位持續(xù)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(nèi)，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(yīng)的飛機進行選擇詢問，而在選呼狀態(tài)下的飛機將不應(yīng)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(yīng)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(jiān)視詢問（UF=4或5或20或21的上行格式詢問）。應(yīng)答機給出回答并啟動應(yīng)答機的非選擇鎖定定時器，鎖定狀態(tài)保持18秒一個周期，由詢問刷新。其中非選擇性（non-selective）協(xié)議是指應(yīng)答機一旦鎖定，就不再響應(yīng)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(yīng)用

Selex雷達有S模式和常規(guī)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(shù)據(jù)和常規(guī)AC模式CAT 01/02格式數(shù)據(jù)，既能保證用戶接入使用S模式格式的數(shù)據(jù)，也能解決某些自動化系統(tǒng)無法融合34/48數(shù)據(jù)的問題。

如何在selex雷達實現(xiàn)同時輸出常規(guī)模式數(shù)據(jù)和S模式數(shù)據(jù)。

第153行（230）代表著數(shù)據(jù)的輸出格式，第一個0沒有數(shù)據(jù)格式，1代表著常規(guī)模式數(shù)據(jù)01/02格式數(shù)據(jù)，2代表著S模式輸出34/48格式數(shù)據(jù)，除0之外有10個數(shù)字，每個數(shù)字分別對應(yīng)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(yīng)34/48格式數(shù)據(jù)，6502，6503，6504，6505端口輸出的是1，對應(yīng)01/02格式數(shù)據(jù)，如若需要更改端口數(shù)據(jù)格式輸出，只要更改230行對應(yīng)數(shù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，管制員可以糾正機組調(diào)錯高度，實現(xiàn)安全關(guān)口前移。

參考文獻：

[1] 黃鴻勛.國外航管單脈沖二次監(jiān)視雷達的發(fā)展[J] 微波與雷達，1998

[2] 張尉.二次雷達原理[M]，國防工業(yè)出版社，2007.

[3] 中國民用航空總局.MH4010-2000，空中交通管制二次監(jiān)視雷達設(shè)備技術(shù)規(guī)范[M].2000SELEX二次雷達技術(shù)手冊

（作者單位：中國民用航空桂林空中交通管理站）