雷达通信课件：通信课件.pptx

1、一、空中交通管理设备的发展三、民航导航系统概述导航系统划分 导航系统按有效工作距离分为近程导航系统（有效作用距离在500km之内）如：ILS，DME，VOR，ADF（自动方位搜索器）-NDB，LRRA(低高度无线电高度计)远程导航系统有效作用距离大于500km,惯性基准系统和全球定位系统。三、民航导航系统概述ILS 航向信标台（航向信标台（LOC）：提供水平制导）：提供水平制导 下滑信标台（下滑信标台（GS）：提供垂直制导）：提供垂直制导指点信标台（指点信标台（MB）：提供距离信息与决断信息）：提供距离信息与决断信息ILS相对跑道中心线的方位示意图相对跑道中心线的方位示意图200-400米75

2、-200米(120)三、民航导航系统概述ILS 航向信标台（航向信标台（LOC）：提供水平制导）：提供水平制导 下滑信标台（下滑信标台（GS）：提供垂直制导）：提供垂直制导指点信标台（指点信标台（MB）：提供距离信息与决断信息）：提供距离信息与决断信息ILS是引导飞机进行精密进近和着陆的导航系统是引导飞机进行精密进近和着陆的导航系统外外MB：指示下滑道截获点：指示下滑道截获点中中MB：指示：指示I类着陆点类着陆点内内MB：指示：指示II类着陆点类着陆点四、民航监视系统概述 终端区域监视系统一次雷达PSR、二次雷达SSR、场面监视雷达SMR 航路监视系统：雷达监视、自动相关监视系统四、民航监视系

3、统概述SSR SSR是高精度的近程脉冲（时间）测距是高精度的近程脉冲（时间）测距/测向系统，它是构成现代空中交测向系统，它是构成现代空中交通管制的重要监视系统。通管制的重要监视系统。飞机的距离和方位；飞机的距离和方位； 飞机的识别代码；飞机的识别代码； 飞机的气压高度；飞机的气压高度； 飞机紧急告警信息，如飞机发生紧急故障飞机紧急告警信息，如飞机发生紧急故障7700、无线电通信失效、无线电通信失效7600、飞机被劫持、飞机被劫持7500。SSRSSR可以获得的主要信息可以获得的主要信息沈阳航空工业学院电子信息工程学院 *3.数字通信的优点数字通信的优点*抗干扰能力强保密性强，可以加密设备易于实

4、现集成化、微型化便于处理、存储、交换，便于和计算机连接，也便于计算机管理 1.移动通信特点*（1）多普勒效应：接收信号有频移（2）多径传播效应：接收信号有衰落（3）阴影效应：有盲区（4）远近效应：接收机动态范围大（5）干扰严重：有噪声三、短波通信特点*1.优点：（1）不需要使用中继站转发就可以实现远距离的通信，通信距离可达数百、乃至数千、甚至数万公里。特别适用于机载、舰载和车载的远距离通信。（2）短波通信设备简便，比较机动灵活，特别适用于军事通信。（3）安全性好。短波通信不需要中继站，能做到比较隐蔽。（4）设备的建设和维护费比较低，基本上是一次性投资。2.缺点 通信容量小，传播媒质不稳定，干扰

5、大，可靠性差。 为了克服这些缺点，目前短波通信的研究方向是针对电离层信道的时变性，从天线、设备、选频等方面找出自动适应信道变化的方法，即所谓自适应技术（主要包括自适应天线、自适应控制器、实时选频等）。采用这些技术的短波通信电台，通常情况下具有较好的通信质量。 （二）主要性能指标*1、频率范围 VHF，118.00135. 975MHz（频率间隔25KHz）2、通信距离 3000米以上，100KM； 飞行高度越高，通信距离越远，最远可达300KM3、发射机发射功率 约为1050W4、工作方式 双工方式二、卫星通信的特点* 1.优点：（）通信范围大，只要卫星发射的波束覆盖的范围均可进行通信；（）不

6、易受陆地灾害影响；（）建设速度快；（）易于实现广播和多址通信；（）电路和话务量可灵活调整；（）同一信道可用于不同方向和不同区域。2.缺点：（1）由于两地球站间电磁波传播距离有72000KM，信号到达有延迟；（2）10GHZ以上频带受降雨雪的影响；（）天线受太阳噪声的影响。 (一)、VSAT系统的特点1、VSAT系统天线口径小于2.4米，用户小站对环境要求不高，不需设在远郊，可以直接安装在用户房顶；2、可在短时间里可以组成自己的专用通信网，而且用户的增减、地点改变都很方便；3、用户不必汇接中转，由用户直接控制电路，从而实现站与站的直接通信。(二)雷达的工作原理*1、测距 Rctr/2 c-电磁波

7、传播速度 tr-电磁波传播时间2、测方位目标角位置的测定，主要指方位角或仰角的测定。 在雷达技术中测量这两个角位置基本上都是利用天线的方向性来实现的。雷达天线将电磁能量汇集在窄波束内，当天线波束轴对准目标时，回波信号最强，当目标偏离天线波束轴时回波信号减弱，根据接收回波最强时的天线波束指向，就可确定目标的方向，这就是角坐标测量的基本原理。波束越窄，方位越精确 3、测速度 当目标和雷达站之间存在相对速度时，接收到回波信号的载频相对于发射信号的载频产生一个频移，即多卜勒频移： fd=2vr/ 当目标向雷达站运动时，vr0，回波载频提高；反之，vr0，回波载频降低。 返回2、概率分类概率分类 （1）

8、发现概率Pd：存在目标时，判断为有目标。 （2）漏报概率Pla ：存在目标时，判断为无目标。 （3）正确不发现概率Pan ：不存在目标时，判断为无目标。 （4）虚警概率Pfa：不存在目标时，判断为有目标。 四种概率之间的关系： 1dlaPP1anfaPP二、一次雷达的优缺点*1、优点 可在雷达荧光屏显示器上用光点提供飞机的方位和距离，不管飞机是否装有应答机，都能正确显示。2、一次雷达的缺点* (1)必须辐射足够大的能量电平，才能收到远距离目标的反射信号。由于距离和辐射能量的四次方成正比，因而雷达站造价高； (2)除了飞机以外的其他固定目标(含地物目标)也将得到显示，这将干扰目标的显示。 (3)

9、不能对飞机识别，除非要求飞机作特技飞行； (4)不能显示飞机当时的高度； (5)回波存在闪烁现象； (6)飞机完全处于被动发现状态，不能建立必要的数据链。 二次雷达*什么是二次雷达？ *组成 地面询问雷达 机载应答机 *工作频率 f询1030MHZ f应1090MHZ2、询问信号的工作模式* 工作模式由P1和P3脉冲之间的时间间隔来确定： (1)A模式-识别空中飞机的代号 (2)B模式-识别民航飞机的代号(尚未分配) (3)C模式-识别飞机的高度 (4)D模式-尚未分配 目前航管雷达只用A模式和C模式，所以称为AC模式二次雷达。 由于4组编码脉冲具有八进制数字，故可给出844096个编码；*其

10、中有几个代码号是ICAO规定在特殊情况下在A模式使用的； 7700-用于飞机处于紧急状态 7600-用于飞机通信设备失效 7500-用于飞机受到非法干扰(如飞机被劫持)*四、二次雷达的特点*(一)二次雷达较一次雷达的优点有： 1、不受目标有效反射面积的限制，回答脉冲比一次雷达回波强很多，便于录取信号和进行自动跟踪； 2、询问和回答信号的格式和频率是不同的，消除了地面杂波和气象反射的干扰； 3、能够用事先编排好的代号为多达4000多架飞机进行准确的识别和特殊的位置的识别； 4、能够提供准确的飞机即时飞行高度； 5、接收询问信号和发射回答信号之间有一个固定的短时延时(3微秒)间隔，在收到旁瓣抑制(

11、SLS)信号时，抑制应答机的回答，避免荧光屏上出现假目标。(二)二次雷达的缺点* 1、有效作用区内，应答机均可作近似同步的回答，可能造成显示屏信号重叠及乱，同时增加应答机工作负符。 2、机动飞行时，由于遮蔽效应，可能造成回波瞬时中断 3、同步窜扰和非同步窜扰 4、多路径反射(形成虚假目标) 5、目标分辨力差(滑窗法) 6、 必须要安装应答机，限制了使用 7、方位精度比PSR要差 8、编飞机代码少(4096)(一)组成l机场监视雷达： 波长10cm，100150KM，提供机场附近飞机的飞行情况l着陆雷达(精密进近雷达)： 波长3cm，4060KM，测出飞机方位、仰角、距离l地/空通信(VHF通信

12、) 1、优点l机动性好(可移动)；l机上不需增加如何设备(仅利用已有的通信电台)；l任何飞机均可用，任何时候均可对飞机监控；l对场面要求不高(适应性强)l飞行员被动，由ATC引导；l引导效率低；l遇下雨天气，雷达衰减大，作用距离近(四)TCAS的两种信息*1、TA-空中交通警戒(交通咨询)通知飞行员对现时飞行航道给以警告-3545秒声音(Traffic) 、图象(EFIS、气象雷达等)提醒飞行员飞行员反映为： (1)目视搜寻闯入的目标，目视保持安全间隔； (2)不能目视，应咨询ATC； (2)呼叫相冲突的交通目标； (3)除非亲眼看到目标，确认间隔不合适，不作避让机动飞行 2、RA-决策信息通

13、知飞行员立即采取推荐的动作逃避，以防止发生碰撞-2030秒声音(Climb、Descend) 、图象(VSI)飞行员动作为： (1)脱开A/P； (2)调节俯仰姿态及发动机推力，以满足RA要求，按照RA的指示操纵飞机； (3)在按照RA的指示操纵飞机时，应尽快通知ATC。一、测距设备的组成*地面测距信标台机载测距机(二)DME系统的工作*1、工作方式 询问-应答方式2、机载测距机的询问 询问脉冲信号的重复频率：跟踪状态：1030对/秒(典型22.5对/秒)搜索状态：40150对/秒(典型90对/秒)三、DME系统的性能指标1、工作频率： 9621213MHz f询10251150MHz，f1M

14、Hz，共126个波道； f应9621213MHz，f1MHz，共252个波道，分X和Y两种波道。 波道号与f询、 f应之间的关系：163： f询波道号1024MHz f应波道号961MHz64 126： f询波道号1024MHz f应波道号1087MHz仪表着陆标准的分类：*I类： 能见度800米，DH60米II类： 跑道视程400米，DH30米III类： 跑道视程：200米，DH0米 50米， DH0米 0米， DH0米(一)ILS系统的组成*1、地面ILS设施 (1)航向台(LOC) (2)下滑台(GS) (3)指点标(MB)2、机载设备四、ILS的特点*(一)优点 可引导飞机实现精密进近

15、(二)缺点 1、下滑道单一，引导范围小； 2、信号易受地面及周围物体影响； 3、LOC频率与VHF通信、导航频率近，易互相干扰； 4、提高着陆等级涉及面广； 5、频道窄，可选频道少； 6、对净空条件要求高。(一)三星定位原理 * R=Ctr同时对三颗卫星测量，则： R1=Ctr1 R2=Ctr2 R3=Ctr3 由R1、R2、R3得到三个位置面，联立求解，舍去不合理值，用户的位置便可以确定。采用三星定位时，方程组为： 可见，该方程有X、Y、Z和 t四个未知数，四个未知数需四个独立方程。由数学方法知道，四个未知数需四个独立方程。即： 求解方程组，便得到用户精确位置。 问题的提出： 如果卫星时钟和用户时钟有钟差t，这时测得的延时应为tr，而对应的距离为R，并不是真正电波传播的延时tr及卫星和用户之间的距离R。距离R称为伪距： R=C tr=C trC t=R C t出现钟差的原因： 卫星采用原子钟，用户采用石英钟。一、全静压系统*(一)功用 收集气流的全压和静压，并将其输送给有关仪表及设备。(二)系统组成 空速管：收集全压和静压 静压孔：收集静压 转换开关 导管返回