第1章 二次雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)展概況 1
1.1 二次雷達(dá)敵我識別系統(tǒng)的發(fā)明與應(yīng)用 1
1.2 二次監(jiān)視雷達(dá)發(fā)展歷程 6
1.3 第二次世界大戰(zhàn)后二次雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)展 10
第2章 系統(tǒng)組成及工作原理 15
2.1 設(shè)備組成 17
2.2 工作過程 19
2.2.1 二次雷達(dá)敵我識別系統(tǒng)的工作過程 19
2.2.2 二次監(jiān)視雷達(dá)的工作過程 21
2.3 系統(tǒng)構(gòu)成 21
2.4 目標(biāo)距離和方位角測量 22
2.4.1 單脈沖測角原理 23
2.4.2 “滑窗”測角原理 26
2.4.3 距離測量原理 28
2.5 信息獲取 29
2.6 目標(biāo)位置關(guān)聯(lián) 29
2.7 系統(tǒng)問題 31
第3章 信號波形設(shè)計和分析 33
3.1 模式1、模式2、模式3/A和C模式信號波形 34
3.1.1 詢問信號波形 34
3.1.2 詢問信號參數(shù)及容差 34
3.1.3 應(yīng)答信號波形 35
3.1.4 應(yīng)答信號參數(shù)及容差 36
3.1.5 距離數(shù)據(jù)產(chǎn)生 36
3.2 模式4信號波形 37
3.2.1 詢問信號波形 38
3.2.2 詢問信號參數(shù)及容差 39
3.2.3 應(yīng)答信號波形 40
3.2.4 應(yīng)答信號參數(shù)及容差 40
3.2.5 模式4信號波形分析 40
3.3 S模式信號波形 42
3.3.1 詢問工作模式 42
3.3.2 S模式應(yīng)答機(jī) 42
3.3.3 S模式詢問信號波形 43
3.3.4 組合詢問信號波形 45
3.3.5 S模式應(yīng)答信號波形 46
3.3.6 詢問旁瓣抑制原理 48
3.3.7 S模式信號波形分析 49
3.4 地—地數(shù)字調(diào)制二次雷達(dá)信號波形 50
3.4.1 系統(tǒng)的時間體系結(jié)構(gòu) 51
3.4.2 詢問信號和應(yīng)答信號 52
3.4.3 詢問脈沖字符塊 53
3.4.4 應(yīng)答脈沖字符塊 55
3.4.5 數(shù)字調(diào)制信號波形分析 55
3.5 相關(guān)知識 56
3.5.1 二元數(shù)字信息序列 56
3.5.2 幅移鍵控調(diào)制 57
3.5.3 雙相移鍵控調(diào)制 58
3.5.4 差分相移鍵控調(diào)制 59
3.5.5 最小頻移鍵控調(diào)制 60
3.5.6 擴(kuò)頻信號 65
第4章 詢問分系統(tǒng) 73
4.1 工作原理、系統(tǒng)組成和頻率配置方案 73
4.1.1 工作原理和系統(tǒng)組成 73
4.1.2 頻率配置方案 75
4.2 發(fā)射機(jī) 76
4.2.1 發(fā)射機(jī)組成 76
4.2.2 主要技術(shù)參數(shù) 76
4.2.3 頻率綜合器 77
4.2.4 調(diào)制器 79
4.2.5 固態(tài)功率放大器 82
4.2.6 詢問旁瓣抑制 83
4.2.7 功率自適應(yīng)控制 86
4.3 經(jīng)典接收機(jī) 87
4.3.1 噪聲系數(shù) 88
4.3.2 接收機(jī)帶寬 89
4.3.3 接收機(jī)靈敏度 89
4.3.4 對數(shù)中頻放大器 91
4.3.5 接收旁瓣抑制 93
4.3.6 時間增益控制 94
4.4 單脈沖接收機(jī) 95
4.4.1 幅度單脈沖接收機(jī) 95
4.4.2 相位單脈沖接收機(jī) 97
第5章 信號處理 101
5.1 信號環(huán)境 102
5.2 應(yīng)答信號處理方法 104
5.3 應(yīng)答脈沖采集 106
5.4 應(yīng)答信號處理 110
5.4.1 應(yīng)答信號處理概述 111
5.4.2 假目標(biāo)應(yīng)答編碼處理 114
5.4.3 應(yīng)答編碼報告 115
5.5 應(yīng)答與應(yīng)答相關(guān)處理 116
5.5.1 二次雷達(dá)敵我識別系統(tǒng)的應(yīng)答與應(yīng)答相關(guān)處理 116
5.5.2 二次監(jiān)視雷達(dá)的應(yīng)答與應(yīng)答相關(guān)處理 117
5.6 監(jiān)視處理 118
5.6.1 目標(biāo)報告與飛行航跡的相關(guān)處理 119
5.6.2 目標(biāo)報告更新 120
5.6.3 飛行航跡更新 121
5.6.4 飛行航跡慣性滑行和終止 122
5.7 假目標(biāo)報告處理 123
5.8 與一次雷達(dá)目標(biāo)報告關(guān)聯(lián) 125
第6章 應(yīng)答機(jī) 127
6.1 組成及功能 127
6.2 工作原理及頻率配置 128
6.2.1 工作原理 128
6.2.2 頻率配置 130
6.3 二次雷達(dá)敵我識別系統(tǒng)應(yīng)答機(jī)主要技術(shù)指標(biāo) 130
6.3.1 接收靈敏度 131
6.3.2 動態(tài)范圍 132
6.3.3 頻率響應(yīng) 132
6.3.4 應(yīng)答延時和延時抖動 132
6.3.5 隨機(jī)觸發(fā)速率 133
6.3.6 應(yīng)答信號抑制時間 133
6.3.7 應(yīng)答機(jī)輸出功率 133
6.3.8 寄生輻射 133
6.3.9 旁瓣抑制速率控制 134
6.4 二次監(jiān)視雷達(dá)應(yīng)答機(jī)主要技術(shù)指標(biāo) 134
6.4.1 接收靈敏度和輸出功率 134
6.4.2 其他技術(shù)指標(biāo)參數(shù)差異 136
6.5 信號處理器組成和功能 136
6.6 自動故障檢測和在線檢測 137
6.7 應(yīng)答天線 137
6.7.1 應(yīng)答天線覆蓋范圍 138
6.7.2 機(jī)載和艦載應(yīng)答天線 140
6.8 雙天線安裝 141
6.8.1 雙天線開關(guān)切換方式 141
6.8.2 雙天線功率分配方式 141
6.8.3 分集天線方式 142
6.9 顯示控制單元 143
6.9.1 控制功能 144
6.9.2 顯示功能 144
第7章 詢問應(yīng)答機(jī) 147
7.1 詢問機(jī)／應(yīng)答機(jī)組合設(shè)計方案 147
7.2 詢問應(yīng)答機(jī)一體化設(shè)計方案 149
7.3 典型的詢問應(yīng)答機(jī) 150
第8章 詢問天線 153
8.1 詢問天線輻射特性 154
8.1.1 水平方向輻射特性 154
8.1.2 垂直方向輻射特性 157
8.1.3 背瓣 159
8.2 詢問天線主要技術(shù)指標(biāo) 160
8.3 陣列天線設(shè)計基礎(chǔ)理論 161
8.3.1 陣列天線方向特性通用表達(dá)式 161
8.3.2 一維線性陣列天線方向特性 164
8.3.3 平面圓形陣列天線方向特性表達(dá)式 168
8.4 機(jī)械掃描詢問天線系統(tǒng) 169
8.4.1 機(jī)械掃描詢問天線系統(tǒng)組成 169
8.4.2 輻射單元 171
8.4.3 功率分配／波束形成網(wǎng)絡(luò) 179
8.4.4 旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) 181
8.4.5 詢問天線安裝 182
8.5 相控陣詢問天線系統(tǒng)組成 185
第9章 系統(tǒng)干擾和多徑干擾 189
9.1 系統(tǒng)干擾 190
9.1.1 串?dāng)_ 190
9.1.2 占據(jù) 192
9.1.3 外部抑制 194
9.1.4 系統(tǒng)干擾小結(jié) 194
9.2 多徑干擾 196
9.3 水平反射面的多徑信號 197
9.3.1 短路徑差多徑信號 198
9.3.2 長路徑差多徑信號 202
9.4 小水平夾角反射面的多徑信號 203
9.4.1 短路徑差多徑信號 205
9.4.2 長路徑差多徑信號 209
9.5 大水平夾角反射面的多徑信號 209
9.5.1 短路徑差反射信號 210
9.5.2 長路徑差反射信號 210
9.6 多徑干擾小結(jié) 212
第10章 系統(tǒng)設(shè)計 213
10.1 工作距離 213
10.1.1 無線信號傳輸方程 213
10.1.2 附加損耗 215
10.1.3 詢問和應(yīng)答信道設(shè)計 218
10.1.4 數(shù)字調(diào)制二次雷達(dá)信道設(shè)計 220
10.2 目標(biāo)檢測概率和識別概率 227
10.2.1 信噪比與噪聲系數(shù) 228
10.2.2 單次詢問目標(biāo)檢測概率 228
10.2.3 “滑窗”處理與目標(biāo)檢測概率 229
10.3 系統(tǒng)容量 230
10.4 方位分辨力和方位角測量精度 231
10.4.1 方位分辨力 231
10.4.2 方位角測量精度 233
10.5 距離分辨力和距離測量精度 238
10.5.1 距離分辨力 238
10.5.2 距離測量精度 238
10.6 詢問重復(fù)頻率 240
10.6.1 詢問重復(fù)頻率設(shè)計 240
10.6.2 跨周期應(yīng)答和群占據(jù) 241
10.7 詢問天線安裝高度 241
10.8 一次雷達(dá)與二次雷達(dá)之間的互耦 243
第11章 二次雷達(dá)設(shè)備配置 245
11.1 二次監(jiān)視雷達(dá)設(shè)備配置及選址原則 245
11.1.1 機(jī)場建設(shè)需求 246
11.1.2 環(huán)境適應(yīng)性 246
11.1.3 建設(shè)可行性 247
11.1.4 規(guī)劃前瞻性 248
11.2 二次雷達(dá)敵我識別系統(tǒng)設(shè)備配置原則 249
11.3 地面作戰(zhàn)平臺設(shè)備配置方案 250
11.4 空中作戰(zhàn)平臺設(shè)備配置方案 250
11.5 海上作戰(zhàn)平臺設(shè)備配置方案 251
11.5.1 分散配置方案 252
11.5.2 集中配置方案 253
第12章 S模式報文及協(xié)議 255
12.1 詢問報文和應(yīng)答報文 256
12.2 奇偶校驗(yàn) 259
12.2.1 循環(huán)冗余校驗(yàn)編碼 259
12.2.2 AP字段和PI字段的生成 260
12.2.3 上行鏈路編碼器和譯碼器 261
12.2.4 下行鏈路編碼器和譯碼器 263
12.2.5 下行鏈路糾錯譯碼 265
12.3 全呼叫報文 270
12.3.1 全呼叫詢問報文（UF=11） 270
12.3.2 全呼叫應(yīng)答報文（DF=11) 272
12.4 監(jiān)視報文及協(xié)議 273
12.4.1 監(jiān)視詢問報文（UF=4/UF=5） 274
12.4.2 監(jiān)視應(yīng)答報文（DF=4/DF=5） 280
12.4.3 全呼叫閉鎖協(xié)議 283
12.5 標(biāo)準(zhǔn)長度監(jiān)視通信報文 285
12.5.1 監(jiān)視通信詢問報文（UF=20/UF=21） 285
12.5.2 監(jiān)視通信應(yīng)答報文（DF=20/DF=21） 285
12.5.3 標(biāo)準(zhǔn)長度通信協(xié)議 286
12.6 擴(kuò)展長度報文的傳輸 293
12.6.1 上行ELM（UF=24） 293
12.6.2 下行ELM（DF=24） 295
12.6.3 多站上行ELM傳輸協(xié)議 296
12.6.4 多站下行ELM傳輸協(xié)議 299
12.7 空—空服務(wù)和信標(biāo)處理 302
12.7.1 空—空監(jiān)視短詢問報文（UF=0） 303
12.7.2 空—空監(jiān)視長詢問報文（UF=16） 303
12.7.3 空—空監(jiān)視短應(yīng)答報文（DF=0） 304
12.7.4 空—空監(jiān)視長應(yīng)答報文（DF=16） 305
12.7.5 空—空處理協(xié)議 306
12.7.6 間歇信標(biāo)捕獲 306
12.7.7 擴(kuò)展長度間歇信標(biāo)報文（DF=17） 306
第13章 二次雷達(dá)新技術(shù) 313
13.1 混合監(jiān)視技術(shù) 313
13.2 數(shù)字調(diào)制二次雷達(dá)技術(shù) 314
13.2.1 數(shù)字基帶信號設(shè)計 315
13.2.2 敵我識別模式數(shù)字調(diào)制詢問信號波形 319
13.2.3 敵我識別模式數(shù)字調(diào)制應(yīng)答信號波形 321
13.2.4 信號處理 323
13.2.5 性能分析 324
13.3 態(tài)勢感知工作模式技術(shù) 326
13.3.1 信標(biāo)態(tài)勢感知 327
13.3.2 詢問-應(yīng)答態(tài)勢感知 327
13.3.3 空—地態(tài)勢感知 328
13.3.4 信號波形 329
13.3.5 性能分析 331
13.4 混擾和串?dāng)_抑制技術(shù) 332
13.4.1 混擾抑制技術(shù) 333
13.4.2 串?dāng)_抑制技術(shù) 335
13.5 時間同步與數(shù)字加密 336
13.5.1 時間代碼與系統(tǒng)時 337
13.5.2 詢問信號傳輸參數(shù)加密 337
13.5.3 詢問信道中的信息加密和解密 338
13.5.4 應(yīng)答信道中的信息加密和解密 341
13.5.5 加密產(chǎn)生的物理現(xiàn)象 343
13.6 技術(shù)展望 344
13.6.1 系統(tǒng)功能更加完善 344
13.6.2 系統(tǒng)性能更加先進(jìn) 344
13.6.3 系統(tǒng)安全性和電子對抗能力顯著提高 345
13.6.4 降低系統(tǒng)內(nèi)部干擾的措施針對性更強(qiáng) 345
第14章 廣播式自動相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng) 347
14.1 引言 347
14.2 系統(tǒng)概述 349
14.2.1 系統(tǒng)組成和工作原理 349
14.2.2 系統(tǒng)功能 355
14.3 設(shè)備配置及性能要求 357
14.3.1 機(jī)載系統(tǒng) 358
14.3.2 地面站系統(tǒng) 363
14.3.3 機(jī)載天線系統(tǒng) 367
14.4 主要應(yīng)用及典型應(yīng)用方案 371
14.4.1 應(yīng)用概述 371
14.4.2 典型應(yīng)用方案 373
14.5 擴(kuò)展長度間歇信標(biāo)增強(qiáng)接收技術(shù) 379
14.5.1 當(dāng)前的擴(kuò)展長度間歇信標(biāo)接收技術(shù) 379
14.5.2 改進(jìn)的同步脈沖檢測技術(shù) 381
14.5.3 比特數(shù)據(jù)和置信度判決改進(jìn)技術(shù) 384
14.5.4 增強(qiáng)誤碼檢錯和糾錯技術(shù) 389
14.5.5 小結(jié) 393
14.6 S模式1090 ES報文 394
14.6.1 報文的主要內(nèi)容 394
14.6.2 報文的基本結(jié)構(gòu) 394
14.7 發(fā)展展望 396
第15章 空中交通警戒與防撞系統(tǒng) 399
15.1 引言 399
15.2 TCAS II組成和工作原理 400
15.2.1 TCAS計算機(jī)單元 401
15.2.2 S模式應(yīng)答機(jī) 401
15.2.3 S模式TCAS控制面板 402
15.2.4 天線 403
15.3 駕駛艙顯示 404
15.3.1 TA信息顯示 404
15.3.2 RA信息顯示 406
15.3.3 語音告警 407
15.4 目標(biāo)監(jiān)視 408
15.4.1 S模式監(jiān)視 409
15.4.2 C模式監(jiān)視 411
15.4.3 混合監(jiān)視 414
15.5 避撞概念 417
15.5.1 告警預(yù)留時間 417
15.5.2 保護(hù)范圍等級系數(shù) 420
15.5.3 保護(hù)范圍 422
15.6 避撞邏輯系統(tǒng) 423
15.6.1 跟蹤 424
15.6.2 發(fā)布TA信息 425
15.6.3 威脅目標(biāo)檢測 425
15.6.4 發(fā)布RA信息 425
15.6.5 TCAS/TCAS協(xié)調(diào) 430
15.6.6 空—地通信 432
15.7 未來的防撞系統(tǒng) 433
附錄A S模式詢問報文一覽表 435
附錄B S模式應(yīng)答報文一覽表 437
附錄C S模式字段定義 439
附錄D S模式子字段定義 441
附錄E 縮略語表 443
參考文獻(xiàn) 445