应答机
自动对信号做出回应的设备
应答机又称驾驶舱应答机,是系留气球上的二次雷达系统设备,简称应答机,通过脉冲信号与空管中心联络。应答机适用于接收、识别地面空中交通管制雷达系统的询问信号(A模式、C模式),并作出相应回答。应答机能在各种气候条件下,在370千米的范围内,及时、连续、准确地提供气球的识别代码、高度等信息,实现对气球的监视、跟踪,从而保障气球的飞行安全。
应答机主要由天线、收发机、控制盒、电源交联盒组成,控制盒装在前舱右侧壁上,控制盒电源开关装在前舱右操纵台上机内通话器控制盒右侧。应答机的种类很多,不同体制的地面站就要求有不同体制的应答机与之相适应,协同工作。
在航空应用中,应答机主要作为辅助航空交通管制和机上的空中防撞系统(TCAS)使用。应答机是由英国皇家空军美国陆军航空队第二次世界大战中开发的雷达敌我识别系统中演化而来。20世纪50年代航空界开始使用二次雷达配合应答机进行通用航空和商用航空的航空管制。
概述
应答机装载于被测控飞行器上,接收地面测控系统的上行信号,并按一定的载波转发比向地面转发信号的汽车传感器
应答机由天线、无线电接收机发射机和电源等组成。从信号形式上,应答机可分为连续波应答机和脉冲应答机;从测量体制上,应答机又可分为相参应答机、非相参应答机和混合型应答机等。
组成
应答机的作用是接收和识别二次雷达地面站的询问,在满足ICAO附件10规定的条件下,给出相应的应答。
应答机一般由天线馈线系统、接收机、译码器/主轴编码器、发射机等组成,其高度数据来源于气压高度表
(1)天线馈线系统:一般采用收发开关使收发共用一个天线,应答机天线在水平面内无方向性,天线增益接近OdB,在垂直面内其波瓣宽度不小于±300,垂直极化。它安装在机腹部的适当部位,尽可能减少飞机起落和转弯时产生的遮蔽。
(2)无线电接收机:它用来将1030MHz的射频脉冲信号经混频变换成60MHz中频脉冲信号,然后进行中频放大,再经检波视放输出到译码器。
(3)译码器:它用来对接收机送来的原始视频脉冲信号进行下述处理:鉴别脉冲宽度(允许的脉冲宽度在0.3μs~1.5μs内),滤除过窄脉冲和过宽脉冲的干扰,而这些窄脉冲和宽脉冲可能是起伏噪声,也可能是其他L波段脉冲雷达的照射脉冲;然后识别询问性质,对正确的询问进行译码。最后,译码器还必须产生几个抑制波门:当正确的询问模式被译码时,产生“阻塞波门”,将应答机闭塞一段时间,这段时间用于发射应答脉冲和恢复发射机状态;当识别出旁瓣询问时,产生“旁瓣抑制波门”;当应答机发射机占空系数超过1%时产生自动过载控制信号;为避免应答时与机上其他L波段收音机装置互相干扰,在整个应答持续时间内还要产生一个外抑制波门加到其他L波段装置中,使其阻塞。
(4)主轴编码器:它在得到译码器译出正确询问的指令之后,进行识别码的编码或者高度码的编码,输出串行的应答脉冲序列。
(5)发射机:它用来将编码器送来的串行码经调制器形成一定电平的调制脉冲,再经发射机形成射频脉冲送给天线馈线系统发射。
技术原理
在飞行中,航空管制员会通过无线电通知飞行员分配给他的应答机代号,比如:“中国东方航空集团有限公司5101,应答机0363”,之后飞行员在飞机上手动输入应答机代号0363,之后航空管制员的雷达屏幕上就会正确显示该飞机的身份信息。
应答机代号是一组4位8进制数字,通过分配应答机代号,航空管制员可以对飞行器进行区分。应答机代号取值从0000到7777,共4096个,其中一些组合带有特定的意思,比如:7500表示非法行为(比如劫机),7600表示通信故障,7700则代表紧急状况。
飞行员在飞行过程中,遇到特殊情况,会将应答代号设置为以上特殊代码。如遇到1990年广州白云机场劫机事件时,飞行员则将应答机设为7500。这样,即使飞行员不通过收音机或者其他手段呼叫地面,地面管制员也能通过应答机信号判明该架飞机遭到劫持。
操作要求
地面二次监视雷达向飞机上的驾驶舱应答机发射询问脉冲,机载应答机接收到询问脉冲后,将应答机编码及气压高度等信息编成应答脉冲,发回地面,二次监视雷达将应答脉冲解码后在显示器上显示,供管制员指挥飞机,应答机编码由管制员指定。
脱离跑道后,应答机按需放备用位。不关的话在塔台大屏幕上仍然有显示,发送高度报告。这样会影响空中交通管制。另外不关的话可能和空中的飞机产生同步窜扰,干扰地面二次雷达工作。
参考资料
[科普中国]-应答机.科普中国网.2024-02-08
何为劫机代码.news.sina.com.cn.2016-10-20
目录
概述
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组成
技术原理
操作要求
参考资料