Подавление боковых лепестков.

Air Traffic Control (ATC) transponder.

Самолетные ответчики.

Цель лекции: Изучение самолетных ответчиков.

Вопросы лекции:

21.1. Назначение;

21.2. Принцип действия;

21.3. Подавление боковых лепестков;

21.4.Самолетный ответчик СО-72М;

21.5. Air Traffic Control (ATC) transponder;

21.6. ATC В737.

Назначение.

Радиолокационный ответчик УВД предназначен для работы с наземными аэродромными и трассовыми вторичными радиолокаторами служб управления воздушным движением. В зоне действия такого радиолокатора ответчик обеспечивает автоматическую выдачу координатной отметки местоположения ЛА и информацию о высоте полета и номере (идентификаторе) ЛА. Для отечественных систем УВД ответчик передает также информацию об остатке топлива. Современные ответчики предусматривают также возможность приема информации от служб УВД для передачи ее пилотам. Частота работы в передающем режиме 1090±0,06 МГц, в приемном – 1030 МГц.

Принцип действия.

При работе совместно с отечественными ВРЛ по их запросу ответчик автоматически передает наземным службам УВД рос­сийских авиалиний информацию о координатах самолета, борто­вом номере, барометрической высоте полета, запасе топлива и векторе путевой скорости.

При работе совместно с наземными ВРЛ УВД ICAO по их за­просу ответчик автоматически передает наземным службам УВД международных авиалиний информацию о координатах самоле­та, условном цифровом коде(тактический номер), барометрической высоте полета и векторе путевой скорости.

Вторичные РЛС, предназначенные для УВД, работают сов­местно с первичными обзорными РЛС, образуя на местности еди­ную радиолокационную позицию. Вторичная РЛС представляет собой либо автономный вариант («Корень-АС»), либо совмещен­ный с первичной РЛС (радиолокационный комплекс «Утес», «Скала»), либо в виде дополнительной аппаратуры вторичной радиолокации встроенной в первичную РЛС («Сатурн» и др.).

Принцип работы радиолокационной системы УВД с активным ответом поясняет рис. 21.1.

В системе вторичной радиолокации УВД наземный радиоло­кационный запросчик (вторичная РЛС) излучает запросные сиг­налы, которые представляют собой, как правило, двухимпульсные интервальные коды - координатные иинформационные. За­просные сигналы излучаются узконаправленной антенной РЛС 2, работающей в режиме кругового обзора на фиксированной часто­те запроса.

Рис. 21.1. Принцип действия радиолокационной системы с актив­ным ответом.

При облучении антенны самолетного ответчика 1 запросными сигналами сигнал запроса ответчиком принимается и выраба­тывается ответный сигнал в виде двух-и трехимпульсных ин­тервальных кодов с различной информацией в зависимости от запросного кода и режима работы ответчика.

Ответные сигналы принимаются направленной антенной РЛС, обрабатываются и используются на земле для определения коор­динат самолета в аппаратуре определения радиолокационных координат 3 и для получения в аппаратуре обработки 4 дополни­тельной информации, поступающей с самолета (бортовой номер, высота полета, остаток топлива или условный код и др.). Вся по­лученная информация передается в аппаратуру отображения, размещенную на КДП 5, и используется диспетчерами при реше­нии задач УВД.

В системах автоматизированного управления воздушным дви­жением применяют сопряжение наземных РЛС УВД с ЦВМ. В таком комплексе получателем радиолокационной информации является ЦВМ дискретного действия. Поэтому выходные напря­жения приемного устройства РЛС, несущие информацию о це­лях, необходимо преобразовать в дискретные значения — в циф­ровой или импульсный код чисел. Для преобразования радиоло­кационной информации в вид удобный для передачи ее в центр УВД применяют аппаратуру сопряжения РЛС с ЦВМ 6. В каче­стве линий передачи информации 7 от радиолокационной пози­ции до ЦВМ (центра УВД) 8 применяют широкополосные кабели (при небольших расстояниях между радиолокационной позицией и центром УВД) и узкополосные телефонные линии связи (при значительных расстояниях). Из ЦВМ данные радиолокационной информации передаются через соответствующие устройства для отображения на индика­торе воздушной обстановки (ИКО) и используются диспетчерами для управления воздушным движением. Вместе с радиолокаци­онной информацией на ИКО с помощью ЦВМ отображается эле­ктронная карта воздушного пространства в пределах зоны дейст­вия РЛС в виде условных линий (трассы, границы района подхо­да, коридоры, схема захода на посадку и др.).

Самолетные ответчики в комплексе с РЛС УВД аэродромов и трасс значительно повышают эффективность регулирования воз­душного движения, обеспечивают безопасность и экономичность полетов.

Ответчик содержит два приемопередатчика, каждый из которых работает на верхние, нижние и килевые антенны, а также пульт управления.

Рис.21.2. Сигналы запроса РЛС УВД.

Рис.21.3. Структура ответного кода в режиме УВД.

Рис.21.4. Структура ответного кода в режиме А, АС.

Подавление боковых лепестков.

Диаграмма направленности (ДН) остронаправленных антенн ВРЛ в горизонтальной плоскости имеет боковые лепестки (рис. 21.5).

Рис. 21.5. Диаграмма направленности антенны вторичного радиолокатора.

Причем мощность их излучения достаточна для запроса ответчиков, находящихся на значительных расстояниях от ВРЛ. Поэтому наличие боковых лепестков у ДН антенн может привести к появлению на экранах индикаторов ВРЛ добавочных отметок под ложными азимутами, а также паразитной загрузке бортовых ответчиков. Для того чтобы избежать этого в СО осуществляется подавление запросов от боковых лепестков ДН антенн ДРЛ и ПРЛ.

Подавление запроса от боковых лепестков ДН антенн ДРЛ осуществляется путем использования, так называемой, “трехимпульсной системы”, суть которой заключается в следующем (см. рис.21.6). К двум импульсам запросного кода Р1 и Р3 (см. рис.а), излучаемым направленной антенной ДРЛ, добавляется третий импульс Р2 (импульс подавления), излучаемый отдельной ненаправленной антенной (ДН направленной и ненаправленной антенн приведены на рис.б). Импульс подавления Р2 во времени отстает на 2 мкс от импульса Р1 запроса.

Энергетический уровень излучения антенны подавления подбирается таким образом, чтобы в местах приема амплитуда импульса подавления была заведомо больше амплитуды импульсов, излучаемых боковыми лепестками ДН и меньше амплитуды импульсов, излучаемых главным лепестком.

a) б)

Рис.21.6. «Трехимпульсная система» подавления запроса от боковых лепестков ДН антенн ВРЛ:

а – структура запросного сигнала ДРЛ;

б – ДН направленной и ненаправленной антенн ДРЛ.

В СО после детектирования происходит сравнение амплитуд импульсов кода запроса (Р1, Р3) и импульса подавления (Р2). Ответ производится только тогда, когда амплитуда импульсов Р1, Р3 больше амплитуды импульса Р2 на 9 и более децибел.

Для обеспечения подавления запроса от боковых лепестков ДН антенн ДРЛ должен иметь либо два отдельных передатчика (запроса и подавления), либо один общий передатчик и СВЧ переключатель антенн.

Рис. 21.7. Двухимпульсная система подавления.