Sekundární přehledový radar SSR, secondary surveilance radar

ˇ R ADAR : S EKUNDÁRNÍ P REHLEDOVÝ RADAR

rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

Sekundární pˇrehledový radar SSR, secondary surveilance radar Pavel Šedivý 31. kvˇetna 2002, rev. 1.01 ˇ Ceské vysoké uˇcení technické v Praze Fakulta elektrotechnická Katedra radioelektroniky

Pavel Bezoušek, Pavel Šedivý

1


1

rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

Úvod dotaz (interogation)

zpoždˇení

uplink1030 MHz

odpovˇed’ (reply) downlink1090 MHz

Základ systému definován na 6. zasedání ICAO v Montrealu (1957)

Mˇeˇrí polohu v polárních (cylindrických) souˇradnicích

Radiální vzdálenost urˇcena z cˇ asového zpoždˇení signálu

Úhlové souˇradnice - azimut

Výška je vyhodnocena z pˇrijaté odpovˇedi (barometrický výškomˇer na palubˇe)

Dosah až 500 km

je urˇcován ze smˇerových vlastností antény


2


rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

Výhody proti primárnímu radaru

Pˇresnˇejší informace o výšce letadla

Další informace (identifikace, stav paliva, stav nouze, . . . )

Menší výkon, vˇetší dosah

Nevýhody proti primárnímu radaru

Zobrazuje pouze kooperující cíle

1.1 Antény, šíˇrení

pro radar dvˇe antény - hlavní s kosekantovým diagramem a potlaˇcovací s omnidirectional diagramem

pro transpordér na palubˇe omnidirectional

vysílaný výkon


3


2

rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

Potlaˇcení postranních laloku˚

Potlaˇcení postranních lalok˚u (SLS) - dotaz hlavní svazek P1 P2

P3 potlaˇcovací svazek P1 P2

P3

Potlaˇcení postranních laloku˚ (SLS) - odpovˇed’

Pokud je amplituda signálu z hlavního svazku vˇetší než z potlaˇcovacího, odpovˇed’ pˇrišla z hlavního laloku, zpracuje se

Pokud je amplituda signálu z potlaˇcovacího svazku vˇetší než z hlavního, odpovˇed’ pˇrišla z postranního laloku, nevyhodnocuje se


4


3

rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

Pˇrehled Módu˚ SSR

Civilní režimy SSR

oznaˇcovány písmeny

mód A - identifikace letu, cˇ tyˇrmístné oktalové cˇ íslo

mód B - nevyužívá se, docházelo k zámˇenám se signály módu A a C

mód C - informace o barometrické výšce

mód S - datová zpráva, jsou definovány r˚uzné obsahy

Vojenské režimy

oznaˇcovány cˇ ísly

módy 1, 2 - jednoduché rozlišení pˇrítel-nepˇrítel (IFF, identification friend-foe)

mód 3 -výška letu, dotaz i formát odpovˇedi shodný s módem C

mód 4 - kryptografické IFF


5


rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

3.1 Mód A Odpovˇed’ (reply)

Dotaz (interogation)

P1

Hlavní anténa

Pˇrijatý dotaz

P3

F1 C1 A1 C2 A2 C4 A4

B1 D1 B2 D2 B4 D4 F2

SPI

P3

Potlaˇcovací anténa

P2

ID se zvláštním významem 7777 - identifikace test. cíle

F1, F2 - bránovací pulsy (brackets)

7700 - nouze

SPI - Special positioning identification

7600 - ztráta spojení

dodateˇcná identifikace zapínaná pilotem

7500 - nezákonné vmˇešování Pavel Bezoušek, Pavel Šedivý

6


rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

3.2 Mód C/3 Dotaz (interogation)

Odpovˇed’ (reply)

P1

Hlavní anténa

Pˇrijatý dotaz

P3

F1 C1 A1 C2 A2 C4 A4

B1

B2 D2 B4 D4 F2

P3


P2

F1, F2 - bránovací pulsy (brackets) puls D1 nevyužit, 0 2048 hodnot, údaj ve stovkách stop (hektofeet)


7


rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

3.3 Mód S Dotaz pouze pro mód S každý chip

P1

Hlavní anténa

P6 56 nebo 112 bit˚u DBPSK

P2

SYNC


P5

Potlaˇcovavací impuls nejen informuje o pˇríjmu postranní/hlavní anténou, ale pˇrímo znemožní synchronizaci fáze

Odpovídají pouze odpovídaˇce v módu S

Data dotazu se skládají ze tˇrí cˇ ástí (Deskriptor, datové pole a adresní/paritní pole)


8


rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

Spoleˇcný dotaz C/3/S a A/S

P3

P1

Hlavní anténa

P5


P2

Odpovídaˇce nepodporující mód S odpovídají v módu A/C/3


9


rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

Odpovˇed’ v módu S všechny pulsy

Blok dat 56 nebo 112 bit˚u

bit

1

2

3

4

t

preambule 0

Zabezpeˇcení kontrolním souˇctem

Squiter


0

1

1

0

10


rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

Formát zpráv Formátové pole UF - zemˇe-letadlo DF - letadlo zemˇe UF/DF

00

Pˇrehled, krátký dosah (TCAS)

UF/DF

04

Pˇrehled, dotaz/odpovˇed’ výška

UF/DF

05

Pˇrehled, dotaz/odpovˇed’ identita

UF/DF

11

Všeobecný dotaz módu S

DF

16

Pˇrehled, dlouhý dosah

UF/DF

20

Komunikace, typ A + výška

UF/DF

21

Komunikace, typ A + identita

UF/DF

24

Komunikace C (ELM, zvláštˇe dlouhé sdˇelení)


11


rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

Deskriptor (5 bitu) ˚

Datové pole (1-80 bitu) ˚ Zatím definovéno 13 typ˚u datových polí Adresní pole (posledních 24 bitu) ˚ AP (adresní parita) – kombinace adresy a kontrolního souˇctu (parity zprávy) PI (parita identifikace dotazovaˇce) – kombinace identifikace dotazovaˇce a kontrolního souˇctu – používá se pˇri všeobecném dotazu DF11


12


rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

3.4 Mód 1,2 Dotaz (interogation)

Odpovˇed’ (reply)

P3

6 pozic po

F1

Pˇrijatý dotaz

P1

Hlavní anténa

F2

SPI

P3

P2


Mód 2 –

Mód 1 –

F1, F2 - bránovací pulsy (brackets), šíˇrka SPI –Special positioning indicator

Podle tajného klíˇce se stˇrídá 14 r˚uzných kombinací dvou puls˚u

a


Mód 1 se nepoužívá, obtížné rozlišit

, mód 3 je totožný s civilním módem C

13


rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

3.5 Mód 4 Složitý dotaz, jednoduchá odpovˇed’ - obtížné luštˇení i zachycení pasivním radarem Dotaz každý chip

P2

P1

Hlavní anténa

P6

SYNC

32 bit˚u DBPSK


P5


14


rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

Odpovˇed’ Pˇrijatý dotaz

zpožd’ˇení

16 pozic po

Kódování odpovˇedi

Od jednoho cíle musí být více (

Dotazovaˇc i odpovídaˇc obsahuje kryptografický poˇcítaˇc

Distribuce klíˇce pro výpoˇcet dotaz˚u i odpovˇedí


Pˇriˇrazení se s cˇ asem mˇení

Podle tajného klíˇce se na základˇe dotazu urˇcí zpoždˇení

) odpovˇedí – vylouˇcení náhodné shody

15


4

rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

Dotazovaˇce a odpovídaˇce

Blokové schéma dotazovaˇce vf jednotka Potlaˇcovací anténa

Diagnostika

Diagnostika (BITE)

Pˇrijímaˇc potlaˇcení postranních lalok˚u

Plot extraktor Vysílaˇc

Modulátor Ovládání

Hlavní anténa

Hlášení o dráze

Hlavní pˇrijímaˇc

Rozdílová anténa

Rozdílový pˇrijímaˇc

Tˇrídˇení puls˚u podle: - postranních lalok˚u - amplitudy - (Smˇeru pˇríchodu)

Dekodéry odpovˇedí

Hlášení o cíli

(Monopulsní zpracování) Kryptografická jednotka


Extraktor cíl˚u

Úhlová informace

16


rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

Transpondér a ovládací jednotka


17


5

rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

Problémy pˇri zpracování signálu

Odpovˇedi z postranních laloku˚ antény

Použití potlaˇcovací antény, RSLS (primární zpracování)

Vícenásobné odpovˇedi (vícecestné šíˇrení

Použití antény s velkou vertikální aperturou

Pˇri velkém cˇ asovém odstupu zpracování pouze první odpovˇedi

Pˇri malém odstupu „degarbling“ (primární zpracování)

„FRUIT“ (False Replay Unsynchronized In Time)

Odpovˇedi na dotaz jiného dotazovaˇce


konzistentních odpovˇedí na

Použití kritéria minimálnˇe defruitizer)

dotaz˚u (primární zpracování,

18


rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

Pˇrekrývání odpovˇedí dvou odpovídaˇcu˚ (garbling)

Kontrola tvaru a délky puls˚u

Pokud neodpovídají normˇe tak se bud’ vyˇradí ze zpracování nebo se provádí vyhodnocení podle nábˇežných cˇ i sestupných hran (Primární zpracování, degarbling, módy A,C,2,4)

Fantomy

Domˇelé odpovˇedi neexistujících objekt˚u vzniklé z puls˚u dvou nebo více odpovídaˇcu˚ (Phantons, módy A,C, 2, 4)

Kontrola amplitudy pˇrijímaných puls˚u

Pˇri vhodné poloze odpovídaˇcu˚ se opakují pravidelnˇe - obtížnˇe odstranitelné


19


6

rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

Odvozené systémy

6.1 ADS-B

Automatic Dependendent Surveilance - Broadcast

GPS

S-MOD

1090 MHz

ADS


20


rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

Všesmˇerové šíˇrení nezávisle získané vlastní polohy (šíˇrka, délka, výška) získané z GPS a rychlosti pohybu

Nutné kombinovat s domluvou mezi letadly - VHF 108-137 MHz nebo digitální linka

Dosah

Pˇrenos pomocí zpráv S-módu (samovolné vysílání, squitter) nebo datové linky


21


rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

6.2 TCAS (Traffic advisory and collision avoidance system) ACAS - Airborne Collision Avoidance System

Na palubˇe dotazovaˇc - zjišt’uje pˇrítomnost (vzdálenost) a výšku jiných letadel

Obnovování informace

Protikolizní systém pro letadla - využívá transpondér˚u SSR v módu C a S

typ

urˇcení

popis

I

pro „malá“ letadla, 10-30 sedadel

Informace o pˇrítomnosti blízkého letadla

II

pro „velká“ letadla nad 30 sedadel,

Analýza smˇeru pohybu a polohy ostatních letadel

m˚uže být i pro menší

doporuˇcuje manévr ve verttikálním smˇeru

pˇripravován

doporuˇcuje manévr 3D

III


22


rev. 1.01 (31. kvˇetna 2002)

Problém s malou smˇerovost dotazu Pˇríjem velkého množství odpovˇedí a problémy s rozšifrováním ˇ Rešení Omezení výkonu omezení dosahu Metoda wisper–shout (šeptej–kˇriˇc): Potlaˇcení blízkých dotazovaˇc ˚u

druhý dotaz

první dotaz


23

Sekundární přehledový radar SSR, secondary surveilance radar

Recommend Documents