简析长春空管4号系统二次雷达MSSR询问机

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【摘 要】 长春空管4号系统由天线合装的一部近程一次雷达和一部单脉冲二次雷达，管制中心自动化系统组成。本文简单介绍了长春空管4号系统二次雷达mssr询问机的功能、组成及作用。

【关键词】 空管4号 二次雷达 MSSR询问机

长春空管4号系统2010年于正式开放使用。询问机是二次雷达信号产生、接收和处理的主设备。询问机由发射机、接收机、目标录取器、BITE、馈线网络、雷达接口、直流电源等物理部分组成。

1 发射机

发射机为完全相同的2个可更换单元组件，分别作为雷达的询问信号功率源和询问旁瓣抑制信号功率源。

发射机对来自激励源的已调制RF信号进行功率放大。输出功率受控于视频处理器的功率程控图。发射机具有功率监测电路，功率下降3dB为故障；还设计有脉冲超宽保护电路，使得在一旦出现过宽的激励输入时保护功率管免遭损坏。

2 接收机系统

接收机系统由接收机（系统的模拟部分）和视频处理器（系统的数字部分）组成。

2.1 接收机

接收机由3个（Σ、Ω、Δ）对数接收单元、1个相位鉴别器单元、1个本振自检单元和1个激励源单元等组成。

Σ路对数接收单元是应答信号检测通道，同时它与Δ路对数接收单元和相位鉴别器构成单脉冲接收机。Ω路对数接收单元是作为旁瓣抑制用的接收通道。三路对数接收单元信号分别来源于天线的Σ、Δ和Ω三接收波瓣。对数放大压缩了接收信号的动态范围，保证了接收机的不饱和，求解单脉冲角度也变成了简单的减法。

相位鉴别器鉴别出目标偏离瞄准轴的方向及此方向鉴别的置信度。为了保证Σ、Δ两支路的相位一致性，设有相位调整电路。

2.2 视频处理器

视频处理器由1个模式定时板、1个数据采集板、1个视频处理板、1个性能故障板和1个背板等5个印制板组成。

模式定时板是雷达定时器，用于产生相应的询问调制信号去激励源，以产生所需要的RF询问信号。定时器还向其它功能单元或分机送出系统时钟CLK，向应答处理器送所需要的模式判别信号P1+P3和预触发信号P3-30，还产生接收机所需要的-20dB GTC、自检调制等定时信号。

数据采集板对接收机送来的Σ、Δ、Ω视频，对Σ、Δ作8位数字化处理，并比较Σ、Ω幅度作旁瓣抑制处理，以产生接收旁瓣抑制信号RSLS，处理后的Σ、Δ数据信号和RSLS信号送视频处理单元。本单元还接收馈线网络送来的Σ、Ω前向波和后向波信号并作8位数字化处理，供BITE采入作天馈线驻波比判别。

视频处理板接收数据采集单元送来的Σ、Δ、RSLS和接收机鉴相器的相位鉴别信号BI，进行6dB目标检测、去除窄脉冲、STC门限检测等处理，应答脉冲的检测概率将达到98%以上。处理后的RSLS、PSV、Σ、Δ、BI等数字信号可供应答处理器作进一步的旁瓣抑制、应答检测、单脉冲角度计算和应答解码等处理。从角编码器送来的ARP和ACP信号亦在本单元产生14位的方位码，它对STC、功率程控和定时器都是需要的。产生ARP中断信号，计数ACP产生扇区中断信号，两中断信号都送BITE计算机，以实现及时报告雷达的正北和扇区。

STC为方位和距离可编程的时间灵敏度控制，360°方位划分成512个扇区，距离划分成64段。基本规律是6dB/倍程，步长1dB，满程最大为64dB。本单元的功率程控电路是为了适应雷达站所处环境的需要而设置的。雷达工作时由方位码寻址，产生的功控信号送发射机去控制功放输出功率的大小。

性能故障板是将各分机的故障检测状态汇集并传送给BITE计算机。该板还传送切换RF开关的驱动信号。全机所有直流电源本身都有故障自检，自检结果汇集于此，并送出一个总状态指示于面板。故障的自动诊断或故障的隔离测试控制及测试结果也经总线传递。

3 目标录取器

由应答处理器、点迹/航迹处理器两部分组成。

3.1 应答处理器

应答处理器由1个视频采样板、1个和差比计算板、2个码装配板、1个定时板、1个输出控制板、1个PC接口板、1个自测试板和1个背板共9块印制板组成。主要完成以下功能：

询问模式检测；应答框架检测；旁瓣应答抑制；幻影应答抑制；和差比计算；代码装配；距离、方位及时间录取；具有4个解码器，能同时处理4个应答并解开混淆应答；每个重复周期形成应答报告的能力为64个；潜在反射应答检测；军事识别及军事告急应答检测；能模拟产生测试目标；对外输出目标存在信号及距离零点信号。

码装配和SDR代码装配。共有4个相同的SVA代码装配器和SDR代码装配器，能同时处理4个应答。装配器计算SVA求平均值和SDR累加值，综合确定应答的代码及其每代码位对应的置信度。装配器经总线CAB与PC接口板的FIFO连接。

定时器给4个SVA、SDR装配器提供所需的定时信号，当框架检测电路检测到一个应答时，按循环优先级将它分配给某一装配器。最多能同时处理4个应答。

PC接口板锁存应答的距离、方位，并经锁存送上CAB总线与FIFO连接。FIFO实现与点迹处理器的数据交换，以每一次询问向点迹处理器中断请求的方式。

输出控制板控制总线CAB，将有关板上锁存之应答数据和PRP等一些指示信息装入PC接口板的FIFO中，以备点迹处理器读取之。同时有数据过载保护，保证在一个询问周期内的应答数不超过64个。

自测试板主要功能是框架检测和自测试。为了监测应答处理器的状态，它可以产生16种测试应答模拟16种不同情况以及模拟A/C模式的交替。测试信号从应答处理器的前端注入，该信号经过应答处理器的正常处理后，其结果报告被交给后面的点迹处理器检查。测试信号有两种，一种是一个满波束宽的综合目标，所形成的一个输出目标报告将被送交雷达终端显示；另一种是一些单个的自测试目标，它们不形成输出目标报告，但却能连续循环地对应答处理器的各种功能进行测试。

当检测到一个应答时，应答处理器同时输出“目标存在”视频信号及“距离零点”视频信号，以供雷达终端显示器显示。为了给目标点迹实时标明时间，应答处理器还可接收24位B码（即时统）信号，并与目标数据一起装配。

3.2 点迹/航迹处理器

点迹/航迹处理器由1个配装2个PC104单板计算机的印制板组成。2个PC104单板计算机分别点迹处理器和航迹处理器用。

点迹处理器，对Σ主瓣驻留期间的诸应答进行相关处理，滤除奇异应答（如：多路径、宽脉冲、异步等），形成原始目标点迹送航迹处理器，或者按照“旁路”命令以点迹报告送BITE转发至雷达终端。应答处理器与点迹处理器间采用FIFO、PC总线和中断等接口方式。

双机柜工作时，在线工作的点迹处理器还经过板上RS232接口向备份机的点迹处理器输送原始目标点迹，以此实现在通道切换时目标点迹的无缝切换。

应答处理器的故障检测亦由点迹处理器完成。

航迹处理器，对天线搜索周期间的目标点迹进行进一步相关处理，根据站环境反射图抑制由于反射造成的假目标，同时建立动态反射图和消除由此产生的随机反射的假目标。形成的目标点迹报告送BITE转发至雷达终端。航迹处理器与BITE计算机间采用网卡接口方式。

4 BITE

BITE由1块PC104单板机和1块智能同步/异步通讯卡组成。它以数据形式向视频处理器发出全机BIT/FIT测试命令，并接收视频处理器汇集的BIT/FIT结果。它给视频处理器加载STC、PPC和定时数据。全机的每一个可更换单元都设计有故障检测信号，并经视频处理器汇集，因此BIT可检测到每一个可更换单元。

应答处理器的状态由点迹处理器判断，将应答处理器的状态和本身的状态一起送BITE计算机。对应答处理器的新的测试命令则由BIT计算机发给点迹处理器，再由点迹处理器向应答处理器发出控制信号。

本地/远地的PC监视终端实现人机交流，受理维护人员键入命令的要求，或BIT（机内测试）/FIT（故障隔离测试），或加载参数，或主/备机切换，或内/外触发选择，或点迹选择等等，并向维护监视器输送BIT/FIT结果和目标点迹。它以HDLC格式向ATC中心发送目标点迹报告和雷达状态信息，也可接收ATC对雷达参数加载、主/备机切换、点迹选择等命令。

本雷达一个询问机柜就是一个独立的通道。两机柜可独立开关机或双机互为热备份，每机柜的BITE独立检测本通道工作状况，并定期将故障与否的结论通过串口告知另一机柜的BITE，由此实现两机的故障自动切换。

注释

空管4号系统二次雷达技术说明书