應答機

應答機

應答機,是一部能在收到無線電詢問信號時,自動對信號做出回應的電子設備。在航空套用中,應答機主要作為輔助航空交通管制和機上的空中防撞系統(TCAS)使用。 應答機是由英國空軍和美國陸軍航空隊於第二次世界大戰中開發的雷達敵我識別系統中演化而來。20世紀50年代航空界開始使用二次雷達配合應答機進行通用航空和商用航空的航空管制。

基本信息

概述

應答機裝載於被測控飛行器上,接收地面測控系統的上行信號,並按一定的載頻轉發比向地面轉發信號的電子設備。

應答機由天線、接收機、發射機和電源等組成。從信號形式上,應答機可分為連續波應答機和脈衝應答機;從測量體制上,應答機又可分為相參應答機、非相參應答機和混合型應答機等。

組成

應答機的作用是接收和識別二次雷達地面站的詢問,在滿足ICAO附屬檔案10規定的條件下,給出相應的應答。

應答機一般由天線饋線系統、接收機、解碼器/編碼器、發射機等組成,其高度數據來源於氣壓高度表。

(1)天線饋線系統:一般採用收發開關使收發共用一個天線,應答機天線在水平面內無方向性,天線增益接近OdB,在垂直面內其波瓣寬度不小於±300,垂直極化。它安裝在機腹部的適當部位,儘可能減少飛機起落和轉彎時產生的遮蔽。

(2)接收機:它用來將1030MHz的射頻脈衝信號經混頻變換成60MHz中頻脈衝信號,然後進行中頻放大,再經檢波視放輸出到解碼器。

(3)解碼器:它用來對接收機送來的原始視頻脈衝信號進行下述處理:鑑別脈衝寬度(允許的脈衝寬度在0.3μs~1.5μs內),濾除過窄脈衝和過寬脈衝的干擾,而這些窄脈衝和寬脈衝可能是起伏噪聲,也可能是其他L波段脈衝雷達的照射脈衝;然後識別詢問性質,對正確的詢問進行解碼。最後,解碼器還必須產生幾個抑制波門:當正確的詢問模式被解碼時,產生“阻塞波門”,將應答機閉塞一段時間,這段時間用於發射應答脈衝和恢復發射機狀態;當識別出旁瓣詢問時,產生“旁瓣抑制波門”;當應答機發射機占空係數超過1%時產生自動過載控制信號;為避免應答時與機上其他L波段無線電裝置互相干擾,在整個應答持續時間內還要產生一個外抑制波門加到其他L波段裝置中,使其阻塞。

(4)編碼器:它在得到解碼器譯出正確詢問的指令之後,進行識別碼的編碼或者高度碼的編碼,輸出串列的應答脈衝序列。

(5)發射機:它用來將編碼器送來的串列碼經調製器形成一定電平的調製脈衝,再經發射機形成射頻脈衝送給天線饋線系統發射。

技術原理

在飛行中,航空管制員會通過無線電通知飛行員分配給他的應答機代號,比如:“東航5101,應答機0363”,之後飛行員在飛機上手動輸入應答機代號0363,之後航空管制員的雷達螢幕上就會正確顯示該飛機的身份信息。

應答機代號是一組4位8進制數字,通過分配應答機代號,航空管制員可以對飛行器進行區分。應答機代號取值從0000到7777,共4096個,其中一些組合帶有特定的意思,比如:7500表示非法行為(比如劫機),7600表示通信故障,7700則代表緊急狀況。

飛行員在飛行過程中,遇到特殊情況,會將應答代號設定為以上特殊代碼。如遇到劫機事件時,飛行員則將應答機設為7500。這樣,即使飛行員不通過無線電或者其他手段呼叫地面,地面管制員也能通過應答機信號判明該架飛機遭到劫持。

操作要求

地面二次監視雷達向飛機上的二次雷達應答機發射詢問脈衝,機載應答機接收到詢問脈衝後,將應答機編碼及氣壓高度等信息編成應答脈衝,發回地面,二次監視雷達將應答脈衝解碼後在顯示器上顯示,供管制員指揮飛機,應答機編碼由管制員指定。

脫離跑道後,應答機按需放備用位。不關的話在塔台大螢幕上仍然有顯示,傳送高度報告。這樣會影響空中交通管制。另外不關的話可能和空中的飛機產生同步竄擾,干擾地面二次雷達工作。

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