Выпускная квалификационная работа. Тема: "Разработка аэродромной служебной оптической системы связи " (стр. 4 )

Запросный код С используется для получения данных о высоте, на которой находится ВС. При запросе этим кодом ответчик передает на землю показания барометрического высотомера, отрегулированного на стандартное давление 760 мм рт. ст. (1,013-105 Па).

а - запрос номера рейса (А), б-резервный код, в - запрос высоты (код С двухимпульсный), г - запрос высоты (код С трехимпульсный), д - резервный код

Рис.2.3.  Кодирование запросных данных в режиме RBS.

Код С имеет две модификации. При двухимпульсной системе подавления излучаются два импульса P1 и Р3 с кодовым интерва­лом между ними tк = 21 мкс. При трехимпульсной системе подавле­ния кодовый интервал между импульсами Р1 и Р3 сохраняется таким же, но за первым импульсом через (2 + 0,15) мкс излучается дополнительный импульс подавления Р2. Код D зарезервирован для использования в перспективных радиолокационных системах УВД.

Смысловое содержание этого кода международными нормами пока не установлено.

Запросный код наземной части активной радиолокационной системы устанавливается диспетчером или переключается автома­тически по определенной программе. Одна из возможных программ предусматривает поочередное переключение запросных кодов А, В, С в смежных периодах повторения зондирующих сигналов. При необходимости программа переключения кодов может быть из­менена.

Нормы ICAO предполагают применение двухимпульсных и трехимпульсных систем подавления сигналов боковых лепестков по запросу. При двухимпульсной системе подавления, когда использу­ется сравнение амплитуд импульсов P1 и Р3, амплитуда Р1 в антенне приемника бортового ответчика должна превышать ампли­туду Р3 по крайней мере на 11 дБ для всех азимутальных углов, кроме тех, которые охватываются основным лепестком запросной антенны.

Для трехимпульсной системы подавления, когда используется сравнение амплитуд импульсов P1 и Р2, амплитуда импульса Р2 в антенне приемника бортового ответчика должна быть равна или больше амплитуды импульса P1 для всех направлений, кроме направления главного лепестка запросной антенны. Амплитуда этого же импульса должна иметь уровень на 9 дБ ниже амплитуды импульса P1 в пределах желаемого сектора запроса.

Девятая аэронавигационная конференция ICAO, состоявшаяся в 1976 г., приняла решение об отказе от применения двухимпульсного запросного кода В. Таким образом, для всех новых вторичных радиолокационных систем в настоящее время является обязатель­ным применение трехимпульсного запросного кода А, а также  трехимпульсного запросного кода С.

При определении максимально допустимой мощности излуче­ния ВРЛ принимают во внимание возможность срабатывания ответчиков ЛА, находящихся на очень большом удалении от места  установки РЛС. Для предотвращения ненужных срабатываний ответ­чиков, находящихся вне установленной зоны управления, эффектив­ная излучаемая пиковая мощность импульсов запроса P1 и Р3, (произведение импульсной мощности на коэффициент усиления антенны) не должна превышать 52,5 дБ по отношению к 1 Вт (180 кВт).

Уровень боковых лепестков направленной запросной антенны должен быть на 24 дБ ниже уровня главного лепестка. Синхрониза­ция антенн ПРЛ и СВРЛ должна осуществляться таким образом, чтобы максимальная погрешность рассовмещения отметок целей по азимуту на экране индикатора не превышала 1°.  Желательно, чтобы эффективная ширина ДН запросной антенны по показаниям на индикаторе не превышала 3°. Чувствительность приемника запрос­чика, измеренная при соотношении (С + Ш)/Ш = 2, должна быть не хуже 120 дБ/Вт.

Нормы ICAO устанавливают требования на структуру ответ­ных кодов, объем и характер передаваемой информации.

Информацию, получаемую с помощью активных РЛС, можно условно разделить на две основные части: координатную и допол­нительную. Координатная информация (наклонная дальность, ази­мут) является важнейшей для диспетчеров службы движения. Эта информация может быть получена и с помощью первичных каналов РЛС, однако применение ВРЛ способствует тому, что эта информа­ция предъявляется диспетчеру в наиболее достоверном и надежном виде.

К особо важной информации относятся сообщения об аварий­ном состоянии воздушного судна, нарушении радиосвязи и незакон­ном вмешательстве в действия экипажа. ICAO  установила необхо­димость передачи этих сообщений по вторичному радиолокацион­ному каналу. Передача перечисленной выше информации осуществ­ляется ответными сигналами, структура которых показана на рис. 2.4.

Ответный сигнал состоит из двух крайних опорных импульсов F1 и F2, временной интервал между которыми составляет (20,3+0,1) мкс. Между ними расположено 13 кодовых позиций. Центральная позиция зарезервирована для использования в перс­пективных системах УВД. После импульса F 2 предусмотрена еще одна дополнительная позиция, предназначенная для передачи спе­циального импульса опознавания SPI (Special Position Indication) no требованию с земли. Эта позиция следует за импульсом F2 через (4,35 + 0,1) мкс. Длительность всех импульсов ответа равна (0,45 + 0,1) мкс.        

Рис.2.4 Кодирование ответных данных в режиме RBS.

  Все информационные позиции разбиты на группы А, В, С и D. Каждая из этих групп содержит по три позиции AL, A2, A4; B1, B2, В4 и т. д. Структура ответного сигнала имела тогда вид, представленный на рис. 2.4. С помощью шести импульсов групп А и В можно было передать 64 различных элементарных сообщения. В дальней­шем для расширения информационных возможностей вторичного канала РЛС к двум группам А и В были добавлены группы С и D. Импульсы этих групп удалось разместить между импульсами А и В, чем и объясняется странное, на первый взгляд, размещение инфор­мационных импульсов в ответном сигнале. Общее число передавае­мых элементарных сообщений при использовании всех 12 информа­ционных позиций увеличилось до 4096. Рассмотрим более подробно структуру международного кода при различных режимах работы наземного запросчика. Если в наземном запросчике установлены коды А или В, т. е. кодовый интервал между запросными импульсами P1 и Р3 равен 8 или 17 мкс, то независимо от принятой системы подавления сигналов боковых лепестков бортовой ответчик должен передать на землю номер рейса. Передача номера рейса в соответствии со структурой ответного сигнала производится натураль­ным двоично-десятичным четырехдекадным трехзарядным кодом на общей базе 20,3 мкс. При этом декада А, имеющая три разряда А1, А2 и А4, будет передавать тысячи, декада В - сотни, декада С-десятки и декада D - единицы номера рейса. Импульсы передаются только для символа «1» младшими разрядами вперед, при нулевом символе импульс отсутствует.

Код DABS позволяет адресовать запрос только одному ЛА. При запросе с наземной ВРЛ передается сложный код. При этом вначале определяется адрес каждого самолета, находящегося в зоне действия наземного радиолокатора. Режим определения адресов называется ALL-CALL. Запросный код в этом режиме такой же, как и в режиме RBS, т. е представляет собой серию импульсов Р1, Р2, Р3, где запрашиваемая информация кодируется временным промежутком между импульсами Р1 и Р3, а импульс Р2 служит для подавления запросов боковыми лепестками диаграммы направленности. Отличием от режима RBS является наличие в запросном коде дополнительного импульса Р4, следующим за импульсом Р3.

Наземное оборудование в режиме дискретно-адресной системы вторичной радиолокации, также как и оборудование радиолокаторов, работающих в режиме RBS, состоит из двух антенн - направленной и ненаправленной. Направленная антенна служит для определения координат самолета и передачи запроса, а ненаправленная - импульса подавления ответа на запросы боковыми лепестками направленной антенны.

При запросе в режиме All-call ответчик режима S  отвечает кодом адреса через 128 мс после начала импульса Р4 (рис.2.5). Длительность импульса Р4 при этом должна быть 1,6 микросекунд (длинный импульса), если  Р4  - короткий (0,8 микросекунд), то запрос воспринимается как RBS.

Сигнал запроса в режиме Roll-Call (при обращении к самолету, когда адрес его известен)передается сложным кодом (рис.2.6), который состоит из трех импульсов: Р1, Р2 и Р6, излучаемых основной антенной, и импульса подавления P5, передаваемого с помощью дополнительной ДН.

Рис.2.5 Сигнал запроса в режиме All-Call

Рис. 2.6  Структура кода запроса системы DABS в режиме Roll-call

Импульсы P1, P2, предшествующие информационному импульсу Р6, подавляют ответы на запросы в режиме ATC RBS. Отличием от режима RBS является то, что амплитуды импульсов Р1, Р2 равны. В режиме RBS это воспринимается как запрос боковым лепестком диаграммы направленности,  и ответ на такой запрос не выдается.

Импульс P5 служит для подавления в ответчике сигналов, приня­тых по боковым лепесткам ДН. Он передается ненаправленной антенной и аналогичен импульсу Р2 в режиме RBS. Запрос производится лепесткам основной ДН. Блокирование ответа при запросе боковыми лепестками определяется фазой суммированного сигнала Р5+Р6 (Рис. 2.7). 

Рис.2.7. Блокировка ответа

а - ответ не блокируется, б - ответ блокируется

Блокирование производится только при запросе ALL CALL. При адресном запросе блокирование, как привило, не производится.

Информационная часть сообщения мо­жет содержать 24 различных вида запрашиваемых данных. Основные элементы передаваемого на борт сообщения - код запрашиваемой информации, с которого начинается сигнал запроса, различного рода команды, данные и 24-битный адрес самолета, которым заканчивается сигнал запроса. Информационная часть сигнала за­проса передается импульсом Р6, который содержит две посыл­ки продолжительностью1,25 и 0,5 мс, предназначенные для подстройки по фазе гетеродина бортового ответчика, и поле данных, состоящее из 56 или 112 разрядов, предназначенных для передачи содержания сигналя запроса. Для кода адресования используют 24 разряда. Применяется код адресования с исправлением ошибок путем проверки на четность. Код позволяет создать примерно 16 млн. индивидуальных адресов.