敵我識(shí)別（IFF）軍事應(yīng)用中的二次監(jiān)視雷達(dá)（SSR）的模塊化產(chǎn)線測(cè)試方法

高度專業(yè)化的測(cè)試設(shè)備需求

雷達(dá)信號(hào)分析應(yīng)用需要高度專業(yè)化的測(cè)試設(shè)備來建模和測(cè)試傳輸或接收的信號(hào)。二次監(jiān)視雷達(dá)通常用于空中交通管制（ATC）應(yīng)用以及敵我識(shí)別（IFF）軍事應(yīng)用，這些應(yīng)用需要組裝定制射頻測(cè)試架，以便在設(shè)備上進(jìn)行專業(yè)測(cè)試。與詢問機(jī)和轉(zhuǎn)發(fā)器或現(xiàn)場(chǎng)使用的產(chǎn)品不同，測(cè)試架本身不受尺寸或軍事規(guī)格的限制，而受可訪問性和模塊化的限制。

如圖中所示，主監(jiān)視雷達(dá)（PSR）利用被動(dòng)應(yīng)答生成飛機(jī)的位置信息，二次監(jiān)視雷達(dá)（SSR）使用主動(dòng)應(yīng)答，不僅測(cè)量飛機(jī)的位置信息，還請(qǐng)求額外信息，如身份信息等。

二次雷達(dá)

無線電探測(cè)和測(cè)距基本上由發(fā)射器和接收器組成，通過測(cè)量距離和角度來探測(cè)物體的存在。主監(jiān)視雷達(dá)（PSR）發(fā)射在目標(biāo)上反射的高頻信號(hào)，接收到的信號(hào)包含原始發(fā)射信號(hào)的回波，這樣地面站就能夠利用接收到的“被動(dòng)回波”確定目標(biāo)的位置。二次監(jiān)視雷達(dá)（SSR）的不同之處在于接收機(jī)主動(dòng)生成應(yīng)答信號(hào)，其中雷達(dá)單元同時(shí)發(fā)射和接收高頻脈沖。

目前，SSR系統(tǒng)常用于空中交通管制雷達(dá)信標(biāo)系統(tǒng)（ATCRBS）、交通防撞系統(tǒng)（TCAS），以及在軍事電子戰(zhàn)（EW）中作為敵我識(shí)別（IFF）技術(shù)的應(yīng)用中，在這項(xiàng)應(yīng)用中，飛機(jī)安裝有“應(yīng)答器”（發(fā)射應(yīng)答器），用編碼應(yīng)答信號(hào)將應(yīng)答發(fā)送回地面的“詢問器”，這項(xiàng)技術(shù)因?yàn)樾枰幋a的高頻發(fā)射和響應(yīng)信號(hào)而需要使用二次雷達(dá)。

根據(jù)響應(yīng)信號(hào)中要求的詳細(xì)程度，編碼詢問和應(yīng)答信號(hào)在不同模式下運(yùn)行，商業(yè)應(yīng)用包括模式A、B、C、D和S，其中軍事模式劃分為1到5。在IFF應(yīng)用中，地面站以1030MHz的頻率發(fā)出詢問脈沖，應(yīng)答器以1090MHz的頻率發(fā)送應(yīng)答，信息請(qǐng)求（如位置）在詢問信號(hào)中編碼，用于向目標(biāo)發(fā)送編碼詢問信號(hào)的方法是通過“單脈沖”技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。

單脈沖詢問旁瓣抑制

在單脈沖方法中，天線的輻射方向通過波瓣表示，一個(gè)定向天線將發(fā)出一個(gè)主波束，而多個(gè)定向天線可以同時(shí)發(fā)送一個(gè)脈沖并發(fā)出多個(gè)輻射能量波瓣，然后生成混合連接或“和/差”模式。通過比較脈沖的相對(duì)強(qiáng)度，應(yīng)答器可以測(cè)量信號(hào)是來自主瓣還是旁瓣。

在IFF中，單脈沖通常用于詢問路徑旁瓣抑制（ISLS），其中ISLS系統(tǒng)插入另一個(gè)“抑制脈沖”（P2）時(shí)，主波束建立兩個(gè)詢問脈沖（P1和P3）。通常，P1和P3的脈沖寬度為0.8us，根據(jù)詢問模式，它們之間的間隔為3us、5us或8us，抑制脈沖（P2）與P1間隔2us，且必須至少比P1振幅低9dB。

地面詢問設(shè)備

地面站通常由PSR定向天線和SSR全向天線組成，全向天線分為左天線和右天線，每側(cè)通過混合接頭連接到射頻開關(guān)以傳輸能量，該天線將信號(hào)組合或拆分為“和/差”通道，以發(fā)送和接收脈沖，而不需要考慮環(huán)境/天氣造成的噪聲。SSR天線通常安裝在較大的PSR天線上，當(dāng)兩個(gè)天線旋轉(zhuǎn)以發(fā)送詢問脈沖時(shí)，它們指向的是同一方向。

• 單脈沖處理可以提高方位角讀數(shù)，通過這種技術(shù)，單脈沖可以收集足夠的角度信息；
• 抑制脈沖的正確定時(shí)和振幅可確保飛機(jī)不響應(yīng)旁瓣詢問。

飛機(jī)應(yīng)答設(shè)備

飛機(jī)一般配備有用于檢測(cè)并將活動(dòng)脈沖發(fā)送回地面站的多根天線，雖然天線的位置取決于飛機(jī)的類型，但天線方向圖通常必須提供足夠的覆蓋范圍，以便在進(jìn)行機(jī)動(dòng)時(shí)能夠始終發(fā)送和接收詢問。

詢問方式

隨著新技術(shù)的發(fā)展，軍事審訊模式在過去幾十年中發(fā)生了巨大的變化，雖然空中交通管制還是采用一些傳統(tǒng)模式，但軍方需要利用更現(xiàn)代的技術(shù)來確保IFF應(yīng)用程序的安全消息傳遞。

• 模式1詢問信號(hào)可引出64個(gè)不同的應(yīng)答碼，通常用于軍事空中交通管制，以確定飛行的飛機(jī)類型和執(zhí)行的任務(wù)類型；

• 模式2包括一個(gè)帶有飛機(jī)“尾號(hào)”的識(shí)別請(qǐng)求，有4096個(gè)回復(fù)碼；
• 模式3/C應(yīng)答包括飛機(jī)高度信息，增量為100英尺，通常與模式3/A混合以提供4位八進(jìn)制識(shí)別碼，這種模式交錯(cuò)稱為模式3 A/C，兩種模式都有4096個(gè)應(yīng)答碼；
• 模式4要求詢問機(jī)和應(yīng)答機(jī)與加密裝置一起工作，以確保與友軍飛機(jī)進(jìn)行通信。加密編碼和解碼帶有長(zhǎng)脈沖鏈的信號(hào)，包括前導(dǎo)碼以確保安全消息，然后是ISLS脈沖；
• 與模式4類似，模式5也使用密碼對(duì)詢問和回答進(jìn)行加密，利用了現(xiàn)代調(diào)制、編碼和密碼技術(shù)來克服傳統(tǒng)模式的安全限制。

（軍用飛機(jī)天線經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，可在保持天線方向圖的同時(shí)減少高速時(shí)的阻力，以保持與詢問器的通信。）

模式S采用尋址詢問以減少冗余回復(fù)，每個(gè)目標(biāo)都有一個(gè)唯一的地址，“全部呼叫”詢問將從波束內(nèi)的所有飛機(jī)中獲取應(yīng)答，而“點(diǎn)名”詢問將選擇配備有24位地址的特定S模式飛機(jī)，地面站擁有1600萬(wàn)個(gè)獨(dú)特的排列，可以呼叫特定的飛機(jī)。在“全部呼叫”詢問下，“鎖定”可用于鎖定配備S模式的特定飛機(jī)，使其不接收詢問。

當(dāng)一架飛機(jī)接近來自兩個(gè)或多個(gè)不同詢問機(jī)的波束時(shí)，配備S模式的飛機(jī)可以消除時(shí)間上不同步的錯(cuò)誤回復(fù)，在這種情況下，飛機(jī)可以接收來自兩個(gè)或多個(gè)不同地面站的傳輸，從而導(dǎo)致異步應(yīng)答或時(shí)間重疊應(yīng)答。

高度專業(yè)化的射頻測(cè)試面板IFF雷達(dá)信號(hào)分析通常需要定制的射頻測(cè)試架來測(cè)試和測(cè)量詢問機(jī)和轉(zhuǎn)發(fā)器，隨著戰(zhàn)斗機(jī)技術(shù)的更新，他們各自的射頻測(cè)試系統(tǒng)也進(jìn)行了更新和修訂，以優(yōu)化測(cè)試能力。從生產(chǎn)測(cè)試到專業(yè)工程測(cè)試，移相器、數(shù)字衰減器和射頻開關(guān)等模塊化組件足以用于專業(yè)測(cè)試和自動(dòng)測(cè)試設(shè)備（ATE）等應(yīng)用。

（用于和差通道調(diào)整的SSR概念測(cè)試設(shè)置）

產(chǎn)品介紹

虹科提供USB驅(qū)動(dòng)的射頻測(cè)試組件，以緩解由于生成自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備的復(fù)雜性而帶來的限制，通過USB驅(qū)動(dòng)的移相器、數(shù)字衰減器、射頻開關(guān)和信號(hào)發(fā)生器等設(shè)備可以很容易地替代傳統(tǒng)RF面板中的組件。

虹科HK-LPS-202型移相器相位調(diào)整范圍為0°-360°，相位分辨率為1°，頻率范圍為1-2 GHz，能夠在1030MHz和1090MHz傳輸頻率下工作。通過GUI可以跟蹤和控制多個(gè)連接的移相器，簡(jiǎn)化多設(shè)備設(shè)置，這樣就可以通過計(jì)算機(jī)操作而無需打開測(cè)試面板并手動(dòng)調(diào)整旋鈕來改變和/差通道調(diào)整的相位。

特征

• USB供電和控制
• 包括易于安裝和使用的GUI
• 1°步進(jìn)360°控制
• SMA連接器
• 易于編程，適用于ATE應(yīng)用

應(yīng)用

• 波束成形
• 信號(hào)消除
• 相位調(diào)制器
• 用于LTE和WiFi的MiMo測(cè)試平臺(tái)
• 相控陣天線系統(tǒng)

USB驅(qū)動(dòng)設(shè)備可以有效替代傳統(tǒng)的偏置TTL控制組件的方法，特別是對(duì)于快速吞吐量和易于測(cè)試是關(guān)鍵的ATE生產(chǎn)測(cè)試應(yīng)用。在信息高度專有的軍事系統(tǒng)中，甚至在測(cè)試系統(tǒng)是專用的系統(tǒng)中，必須能夠訪問模塊化組件，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試，以便內(nèi)部工程師能夠生成測(cè)試架。虹科射頻測(cè)試設(shè)備由于其體積小、成本效益高、周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)，為當(dāng)前射頻測(cè)試組件提供了一個(gè)強(qiáng)有力的替代品。