民機(jī)通信導(dǎo)航與雷達(dá)空中交通管制應(yīng)答機(jī)第1頁/共88頁本章主要內(nèi)容第一節(jié)雷達(dá)信標(biāo)系統(tǒng)的基本工作原理；第二節(jié)機(jī)載應(yīng)答機(jī)系統(tǒng)；第三節(jié)接收電路；第四節(jié)譯碼與編碼電路；第2頁/共88頁引論：一望無垠的天空中到底有多少架飛機(jī)？

第3頁/共88頁引論：如何管理天空中的飛機(jī)？

第4頁/共88頁引論：天空中的飛機(jī)如何規(guī)避？第5頁/共88頁引論：天空中的飛機(jī)如何規(guī)避？第6頁/共88頁引論：天空中的飛機(jī)如何規(guī)避？第7頁/共88頁引論：天空中的飛機(jī)如何規(guī)避？第8頁/共88頁

空中交通管制，其目的是有序地組織和實(shí)施空中交通，防止飛機(jī)相撞，保證飛行安全，同時(shí)提高航空交通繁忙空域，主要是中心機(jī)場的利用效率。

空中交通管制系統(tǒng)可分為數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距傳輸系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)和空地通信系統(tǒng)。

空中交通管制應(yīng)答機(jī)（ATCTRANSPONDER）是保證飛機(jī)在繁忙空域中飛行和進(jìn)行著陸過程中的安全的重要設(shè)備之一。它的功用是向地面管制中心報(bào)告飛機(jī)的識別代碼和飛機(jī)的氣壓高度。現(xiàn)代機(jī)載應(yīng)答機(jī)則是機(jī)載防撞系統(tǒng)的主要組成設(shè)備之一，它可以利用數(shù)字形式傳送更為廣泛的信息。機(jī)載應(yīng)答機(jī)是和地面二次雷達(dá)配合工作的，所以有時(shí)候把它叫做二次雷達(dá)應(yīng)答機(jī)。第9頁/共88頁

空中交通管制雷達(dá)信標(biāo)系統(tǒng)也可以稱為航管二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)。通常，把系統(tǒng)的地面二次監(jiān)視雷達(dá)簡稱為二次雷達(dá)。

一、空中交通管制

空中交通管制通常分為終端區(qū)空中交通管制與航路（走廊）空中交通管制。對我國民航而言，通常所指的是以機(jī)場為中心的大約150km范圍終端區(qū)中的空中交通管制，

空中交通管制所依賴的技術(shù)基礎(chǔ)是空中交通管制系統(tǒng)。一般，空中交通管制系統(tǒng)可以分為數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)和空地通信系統(tǒng)。

第一節(jié)雷達(dá)信標(biāo)系統(tǒng)的基本工作原理

第10頁/共88頁二、一次雷達(dá)與二次雷達(dá)

（一）一次監(jiān)視雷達(dá)

地面一次監(jiān)視雷達(dá)（PSR）的工作方式與機(jī)載氣象雷達(dá)相似，是依靠目標(biāo)對雷達(dá)天線所輻射的射頻脈沖能量的反射而探測目標(biāo)的。以一定速率在360°范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)掃掠的天線，把雷達(dá)發(fā)射信號形成方向性很強(qiáng)的波束輻射出去，同時(shí)接收由飛機(jī)或其他目標(biāo)反射回來的回波能量，以獲取目標(biāo)的距離、方位信息，監(jiān)視空域中飛機(jī)的存在及活動(dòng)情況。

地面一次監(jiān)視雷達(dá)通常工作于L波段（1000—2000MHz）和S波段（2000—4000MHz），具有很強(qiáng)的脈沖功率，其探測距離可達(dá)400km或更遠(yuǎn)，因而其發(fā)射設(shè)備和天線都相當(dāng)龐大。第11頁/共88頁

二次雷達(dá)工作于Ｌ波段，其詢問發(fā)射頻率為1030MHz，接收頻率為1090MHz，作用距離與配合工作的一次雷達(dá)相適應(yīng)，但發(fā)射功率遠(yuǎn)低于一次雷達(dá)。（二）二次雷達(dá)系統(tǒng)1．二次雷達(dá)的工作方式

二次雷達(dá)的工作方式與一次雷達(dá)不同，它是由地面二次雷達(dá)——詢問器與機(jī)載應(yīng)答器配合，采用問答方式工作的。

地面二次雷達(dá)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生詢問脈沖信號由其天線輻射；機(jī)載應(yīng)答機(jī)在接收到有效詢問信號后產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)答信號發(fā)射；地面二次雷達(dá)接收機(jī)接收這一應(yīng)答信號，在進(jìn)行一系列處理后獲得所需的飛機(jī)代碼等信息。可見，二次雷達(dá)系統(tǒng)必須經(jīng)過二次雷達(dá)發(fā)射機(jī)與機(jī)載應(yīng)答器發(fā)射機(jī)的兩次有源輻射（詢問與應(yīng)第12頁/共88頁答各一次），才能實(shí)現(xiàn)其功能。

在同時(shí)裝備有二次雷達(dá)與一次雷達(dá)的空中交通管制系統(tǒng)中，通常總是使二次雷達(dá)與一次監(jiān)視雷達(dá)協(xié)同工作。二次雷達(dá)的條形天線安裝在一次雷達(dá)天線上方，二者同步掃掠。見圖7-1。二次雷達(dá)與一次雷達(dá)共用定時(shí)電路與顯示終端，以實(shí)現(xiàn)同步工作。圖7-1二次雷達(dá)與一次雷達(dá)

第13頁/共88頁

二次雷達(dá)系統(tǒng)的組成方框圖如圖7-2所示。圖中虛線左側(cè)為地面二次雷達(dá)——詢問器，右側(cè)為機(jī)載應(yīng)答機(jī)。由圖可見，地面二次雷達(dá)包括發(fā)射電路、編碼器及接收電路；機(jī)載應(yīng)答機(jī)也是由接收電路、譯碼器、編碼器和發(fā)射電路等電路組成的。2．二次雷達(dá)系統(tǒng)的組成及工作概況

二次雷達(dá)發(fā)射機(jī)在編碼器的控制下，產(chǎn)生一定模式的詢問脈沖對信號。通過它的條形方向性天線輻射。在其天線波束照射范圍內(nèi)的機(jī)載應(yīng)答機(jī)對所接收到的詢問信號進(jìn)行接收處理與譯碼識別，如果判明為有效的詢問信號，則由應(yīng)答機(jī)中的編碼電路控制發(fā)射電路產(chǎn)生應(yīng)答發(fā)射信號發(fā)射。應(yīng)答信號被地面二次雷達(dá)天線接收后，經(jīng)過接收電路、譯碼電路的一系列處理，將所獲得的信息輸往數(shù)據(jù)處理與顯示系統(tǒng)。圖7-2雷達(dá)信標(biāo)系統(tǒng)簡化方框圖第14頁/共88頁3．二次雷達(dá)信息

圖7-3二次雷達(dá)圖像舉例目前，航管二次雷達(dá)系統(tǒng)可以獲得的信息主要是：（1）飛機(jī)的距離與方位信息；（2）目標(biāo)的識別信息，及飛機(jī)（軍用或民用）的代碼；（3）飛機(jī)的氣壓高度信息；（4）一些緊急警告信息，如飛機(jī)發(fā)生緊急故障、無線電通信失效或飛機(jī)被劫持等。圖7-3是一種典型的顯示圖像。圖中弧形顯示圖像為裝備有應(yīng)答機(jī)的飛機(jī)回波圖像；點(diǎn)形圖像則為沒有裝備應(yīng)答機(jī)的飛機(jī)的圖像。弧形圖像旁的二層數(shù)字顯示中的上層為飛機(jī)的代碼信息，下層為飛機(jī)的氣壓高度信息。當(dāng)弧形圖像閃爍時(shí)，表示該飛機(jī)遇到了緊急情況。加粗、增輝的圖像為按下識別按鈕發(fā)射SPI脈沖時(shí)所產(chǎn)生的圖像。第15頁/共88頁圖7-4為一種實(shí)際的航管二次雷達(dá)顯示畫面。這種顯示器稱為綜合顯示器，它除了可以顯示上述目標(biāo)的圖像、代碼、高度及其他信息外，還可以顯示地圖背景及必要的標(biāo)志和字符，可以顯示飛機(jī)的航跡等信息。圖中，虛線表示航空管制區(qū)域；雙線表示航路和走廊，中央的雙線圖形表示出機(jī)場跑道的位置和方向；單線表示小航路，在航路上的小點(diǎn)代表導(dǎo)航臺(tái)的位置，其他小點(diǎn)是地標(biāo)；與一次雷達(dá)顯示器相同，為了便于判別飛機(jī)的距離與方位，顯示器上顯示有同心圓形的距離標(biāo)志圈和代表方位的方位射線。圖7-4一種實(shí)際航管雷達(dá)顯示畫面第16頁/共88頁（三）雷達(dá)信標(biāo)系統(tǒng)的特點(diǎn)1．發(fā)射功率較小

在覆蓋范圍相同的條件下，二次雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)射功率要比一次雷達(dá)小得多。例如，當(dāng)作用距離為370km時(shí)，工作于同一波段的一次雷達(dá)應(yīng)具有約2500kw的脈沖功率，而二次雷達(dá)僅需2.5kw的脈沖詢問功率。相應(yīng)地，二次雷達(dá)及應(yīng)答機(jī)的接收靈敏度也可以比一次雷達(dá)的低一些。2．干擾雜波較少

雷達(dá)信標(biāo)系統(tǒng)的接收頻率與發(fā)射頻率不同，各種地物、氣象目標(biāo)對1030MHz發(fā)射信號的反射信號，不會(huì)被頻率為1090MHz的接收機(jī)所接收，因此二次雷達(dá)基本上沒有上述雜波干擾。這是與一次雷達(dá)不同的。

第17頁/共88頁3．不存在目標(biāo)閃爍現(xiàn)象二次雷達(dá)回波是機(jī)載應(yīng)答機(jī)主動(dòng)輻射的信號形成的，不是目標(biāo)反射能量形成的，因而與目標(biāo)的反射面積無關(guān)，不存在由于目標(biāo)姿態(tài)變化及散射所引起的回波忽強(qiáng)忽弱而導(dǎo)致的閃爍現(xiàn)象。雖然飛機(jī)機(jī)動(dòng)飛行時(shí)可能會(huì)暫時(shí)遮擋住應(yīng)答機(jī)天線而造成回波的瞬時(shí)中斷，但這種情況不是經(jīng)常出現(xiàn)的。4．方位精度較差而高度精度較高前已說明，二次雷達(dá)系統(tǒng)可以獲得較為準(zhǔn)確的飛機(jī)高度信息。與一次雷達(dá)相比，這是一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。另一方面，由于二次雷達(dá)通常采用較為簡單的條形天線，它的方位精度較差。由于二次雷達(dá)與一次雷達(dá)相比具有上述特點(diǎn)，所以實(shí)用中往往是使二次雷達(dá)與一次雷達(dá)配合工作，取長補(bǔ)短，提供空中交通管制所需要的廣泛信息。第18頁/共88頁三、詢問信號（一）詢問模式

地面二次雷達(dá)發(fā)射的是射頻脈沖信號。這種信號由間隔不同的脈沖對信號組成。脈沖信號的脈沖編碼方式稱為詢問模式。目前，國際民航組織規(guī)定的航管二次雷達(dá)詢問模式共有6種，分別稱為模式1，2，3／Ａ，Ｂ，Ｃ和D。其中模式1，2為軍用；模式3／Ａ可用于軍用與民用識別；模式Ｂ只用于民用識別；模式Ｃ用于高度詢問；模式Ｄ為備用詢問模式，其詢問內(nèi)容尚未確定。可見，與民航有關(guān)的是A，Ｂ模式（用于飛機(jī)代碼識別）和Ｃ模式（用于高度詢問）。第19頁/共88頁

圖7－5為模式Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ的脈沖間隔關(guān)系。圖中畫出了一對脈沖與，實(shí)際上在各模式的脈沖之后還有一個(gè)幅度較小的脈沖。由圖可知，模式Ａ的脈沖間隔為8

，模式Ｂ為17

，模式Ｃ為21

，模式D為25。各模式脈沖間隔時(shí)間的誤差為±0.2；脈沖寬度為0.8±0.1。圖7-5詢問模式

第20頁/共88頁（二）詢問方式

實(shí)際上航管人員既需要掌握飛機(jī)的代碼信息又需要了解飛機(jī)的高度信息，所以二次雷達(dá)總是交替發(fā)射不同模式的詢問信號的。通常，采用每組三重模式的詢問方式，即每組輪流發(fā)射三種模式的詢問信號；三種模式以1∶1∶1的比例交替詢問。當(dāng)然，也可以采用每組二重模式的詢問方式；模式之間的比例也可以是其他的數(shù)值，比如三重模式的2∶2∶2，2∶1∶1。二重模式的2∶1等等。與此同時(shí)，還可以按天線的掃掠來改換詢問方式，由天線通過正北方位時(shí)的信號來轉(zhuǎn)換。例如，在某一天線掃掠周期中，以Ｘ組三重模式交替詢問；在天線的下一個(gè)掃掠周期中，則以另一Ｙ組的三重（或二重）模式編排方式詢問。第21頁/共88頁（三）詢問重復(fù)頻率

詢問重復(fù)頻率主要取決于二次雷達(dá)的作用距離，同時(shí)與應(yīng)答機(jī)所能承受的最大應(yīng)答率有關(guān)。對二次雷達(dá)來說，應(yīng)使最大作用距離內(nèi)的飛機(jī)應(yīng)答信號能在本詢問周期內(nèi)被接收到，而不能落在下一個(gè)詢問脈沖之后。為此，就應(yīng)保證信號的往返時(shí)間小于詢問周期。例如設(shè)最大作用距離為370km，則電磁波的往返時(shí)間約為2.5ms，這樣重復(fù)頻率就必須低于400Hz。再考慮機(jī)載應(yīng)答機(jī)的詢問阻塞、延遲時(shí)間，以及二次雷達(dá)與終端顯示系統(tǒng)的處理、顯示時(shí)間，實(shí)際的重復(fù)頻率還應(yīng)低于這一計(jì)算值。綜上所述，通常把詢問重復(fù)率限制在使每架飛機(jī)在一次掃掠中被詢問20至40次的范圍內(nèi)。一般，詢問重復(fù)頻率為150——450Hz。作用距離較近時(shí)，可以取較高的詢問重復(fù)頻率。詢問頻率也是由二次雷達(dá)中的編碼器控制的。第22頁/共88頁四、應(yīng)答信號——識別碼與高度碼（一）應(yīng)答格式應(yīng)答格式見圖7-6，由圖可見，應(yīng)答脈沖串是由框架脈沖與,信息脈沖及SPI脈沖組成的。框架脈沖與是應(yīng)答信號的標(biāo)志脈沖,之間的時(shí)間間隔固定為20.3+0.1。在兩個(gè)框架脈沖的正中位置處留有一個(gè)備份的Ｘ脈沖位置。Ｘ脈沖恒為邏輯零，所以、脈沖的間隔為2.9，其余脈沖的間隔均為1.45。在框架脈沖之后4.35處的是特別位置識別脈沖SPI。只有在按下控制盒上的識別按鈕后才會(huì)產(chǎn)生SPI脈沖。各應(yīng)答脈沖的寬度均為0.45（±0.1）；脈沖的幅度均應(yīng)相等。圖7-6應(yīng)答脈沖串格式第23頁/共88頁（二）識別代碼1．識別代碼的編碼原理

置定旋鈕電路決定了12個(gè)信息脈沖的編碼狀況。每個(gè)脈沖都有1（表示該脈沖存在）和0（該脈沖不存在）兩種狀態(tài)，這樣12個(gè)信息脈沖共可組成種信息脈沖組合狀態(tài)，即總共可表示4096個(gè)識別代碼。

把12個(gè)信息脈沖分成A,B,C,D四組，每組表示四位數(shù)識別碼中的一位：A組表示第一位，Ｂ組表示第二位，Ｃ組表示第三位，D組表示第四位。注意，這四組脈沖從高到低的順序是ABCD，這一順序和脈沖在實(shí)際脈沖串中的位置順序，…

（見圖7-6）是不一致的。第24頁/共88頁這樣，每組脈沖都可以有三個(gè)信息脈沖。用這三個(gè)信息脈沖表示八進(jìn)制數(shù)，可以得到0,1,2,3,4,5,6,7共8個(gè)八進(jìn)制數(shù)。每個(gè)脈沖的下標(biāo)代表該脈沖的權(quán)值，例如A組脈沖內(nèi)的權(quán)為1，的權(quán)為2，的權(quán)為4,Ｂ,Ｃ,D各組與此相同。舉例來說，如果控制盒上所置定的識別代碼為7162，則：Ａ組碼為7，所以A組碼為＝1，=1，=1，1+2+4=7；Ｂ組碼為1，所以B組碼為＝1，=0，=0，1+0+0=1；Ｃ組碼為6，所以C組碼為＝0，=1，=1，0+2+4=6；Ｄ組碼為2，所以D組碼為＝0，=1，=0，0+2+0=2；第25頁/共88頁2．緊急代碼7500——表示飛機(jī)被劫持；7600——表示無線電通信失效（當(dāng)機(jī)組無法與地面通信時(shí)，通過選擇這一緊急代碼可報(bào)告地面管制人員）；7700——表示飛機(jī)發(fā)生危急故障。第26頁/共88頁（三）高度碼

氣壓高度信息是由大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)提供的，由高度編碼電路編碼。1．高度碼的特點(diǎn)在代表飛機(jī)高度信息時(shí)，12個(gè)信息脈沖也是分成Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄ四組的，但四組脈沖的組成順序是：與識別代碼是不同的。國際民航組織規(guī)定的高度編碼范圍是從－1000至126700ft（相當(dāng)于-304至37000m）規(guī)定高度編碼的增量為100ft。對于上述高度范圍，我們只需1278組高度編碼，即只需利用4096種編碼中的一小部分。第27頁/共88頁規(guī)定不用脈沖（恒為０）；和脈沖不能同時(shí)為1，但Ｃ組脈沖必須有一個(gè)為1。實(shí)際上，民航所使用的高度范圍從-1000到62700ft就足夠了，所以高度編碼中的脈沖實(shí)際上也總是為零的。可以把10個(gè)編碼脈沖分成三組：前三位為第一組，可編成8個(gè)格雷碼組，用于表示高度范圍，其間隔為8000ft，即共可有8個(gè)間隔為8000ft的高度范圍；其后的為第二組，可編成16個(gè)格雷碼組,碼組的增量為500ft；最后的三位為第三組，接“五周期循環(huán)碼”可編成5個(gè)碼組，增量為100ft。10位高度碼共可得到640個(gè)高度碼組，可表示從－1000ft至62700ft（－304——19111m）范圍內(nèi)的按100ft增量的高度編碼

。第28頁/共88頁表7-2十位高度碼的分組由上可知，10位高度碼共可得到8×16×5＝640第29頁/共88頁表7-3編碼的對應(yīng)高度（增量500ft）

第30頁/共88頁表7-4編碼的對應(yīng)高度增量（增量為100ft）高度編碼時(shí)先按表7-3確定增量為500ft的第一、二組編碼，再按表7-4確定增量為100ft的C組編碼。若高度的后三位數(shù)在N×1000±200ft范圍內(nèi)（N為0，1，2，…），則C組用表7-4中左側(cè)1000ft欄的編碼；若高度在M×500±200ft（M為奇數(shù)）的范圍內(nèi)，則用表7-4中500ft欄的編碼。第31頁/共88頁設(shè)高度為28200ft，則由表7-3可知，前7位—的編碼為０１００１１１；因高度的后三位數(shù)在1000±200ft范圍內(nèi)，故由表7-4的1000ft欄可知C組的編碼為100，即對應(yīng)于28200ft的高度編碼為：０１００１１１１００

２８０００ｆｔ＋２００ｆｔ＝２８２００ｆｔ如高度為28400ft，則因高度的末三位在500±200ft范圍內(nèi)，所以應(yīng)使用表7-4中500ft欄的編碼110（對應(yīng)于-100ft），前二組的編碼也相應(yīng)改變?yōu)?100110，即28400ft的高度編碼為：０１００１１0１1０

２８５００ｆｔ—

１００ｆｔ＝２８４００ｆｔ第32頁/共88頁2．高度編碼原理高度編碼的前兩組（和）共7個(gè)信息脈沖，是按格雷碼編碼的，可得到128個(gè)碼組，每個(gè)碼組的增量為500ft。格雷碼又稱標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)碼，它的特點(diǎn)是相鄰二個(gè)數(shù)之間只有一位不同（見表7－3），因此適合在模—數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備中應(yīng)用。通過模二加運(yùn)算，即可將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷數(shù)，現(xiàn)以二進(jìn)制數(shù)1100（對應(yīng)于十進(jìn)制數(shù)12）為例，說明把二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷碼的具體方法。第一步，第一個(gè)最左位格雷數(shù)字和二進(jìn)制數(shù)的第一位（最高位）相同，即：二進(jìn)制1100↓

格雷碼1第33頁/共88頁第二步，把二進(jìn)制數(shù)的頭兩位相加（1＋1＝10），忽略任何進(jìn)位，即得到第二位格雷數(shù)字：二進(jìn)制1⊕100↓

格雷碼10第三步，把二進(jìn)制數(shù)的第二、三位相加，忽略進(jìn)位，即得到第三位格雷數(shù)：二進(jìn)制11⊕00↓

格雷碼101第四步，把二進(jìn)制數(shù)的第三、四位相加，忽略進(jìn)位，即得到第四位格雷數(shù)：二進(jìn)制110⊕0↓

格雷碼1010可見，二進(jìn)制數(shù)1100的格雷碼等值數(shù)為1010。第34頁/共88頁把格雷碼轉(zhuǎn)換回為二進(jìn)制的方法與此相似，但不完全相同，現(xiàn)以格雷碼1100011為例，說明轉(zhuǎn)換的流程。第一步，重復(fù)格雷碼的最高位數(shù)為二進(jìn)制數(shù)，格雷碼1100011↓

二進(jìn)制1第二步，把所得到的第一位二進(jìn)制數(shù)與第二位格雷數(shù)相加，略去進(jìn)位，即得到第二位二進(jìn)制數(shù)。格雷碼1100011

⊕＝

二進(jìn)制10依此類推，把上一位二進(jìn)制數(shù)與本位的格雷數(shù)相加，略去進(jìn)位，即可得到本位的二進(jìn)制數(shù)。

第35頁/共88頁這樣，格雷碼１１０００１１對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為1００００1０：格雷碼1100011

⊕＝⊕＝⊕＝⊕＝⊕＝⊕＝

二進(jìn)制1000010它所對應(yīng)十進(jìn)制數(shù)為。因其高度增量為500ft，故它所對應(yīng)的高度為500×66－1000＝33000－1000＝32000（ft）這與從表7-3查得的結(jié)果是一致的（１１０００１１可由表7-3的第5行第3列查得為32000ft）。第36頁/共88頁五、旁瓣抑制(SLS)

由于二次雷達(dá)天線不可避免地存在著一定電平的旁瓣，由于管制終端區(qū)內(nèi)的飛機(jī)距二次雷達(dá)天線較近，所以被天線旁瓣所照射到的飛機(jī)上的應(yīng)答機(jī)也往往會(huì)被觸發(fā)而產(chǎn)生應(yīng)答信號。這種被旁瓣所觸發(fā)應(yīng)答的飛機(jī)圖像同樣被顯示在這一時(shí)刻天線主波瓣的方位上，從而可使顯示器上出現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)的錯(cuò)誤顯示。第37頁/共88頁應(yīng)答機(jī)即可通過比較，脈沖與脈沖的相對幅度，來判明飛機(jī)是處在二次雷達(dá)方向性天線的主波瓣內(nèi)還是旁瓣內(nèi)，從而決定是否產(chǎn)生應(yīng)答信號。第38頁/共88頁（a）方向性天線和無方向性天線的方向圖（b）脈沖幅度關(guān)系應(yīng)答機(jī)即可通過比較，脈沖與脈沖的相對幅度，來判明飛機(jī)是處在二次雷達(dá)方向性天線的主波瓣內(nèi)還是旁瓣內(nèi)，從而決定是否產(chǎn)生應(yīng)答信號。如圖7－9所示第39頁/共88頁圖7-10應(yīng)答概率

應(yīng)答機(jī)在模糊區(qū)中的應(yīng)答概率隨脈沖的增大而增大，如圖7—1０所示。

第40頁/共88頁一、機(jī)載應(yīng)答機(jī)系統(tǒng)的組成與技術(shù)參數(shù)

（一）系統(tǒng)組成

圖7-11為機(jī)載應(yīng)答機(jī)系統(tǒng)的組成方框圖。由圖可見，系統(tǒng)是由應(yīng)答機(jī)、控制盒及天線三個(gè)組件組成的。

圖7-11機(jī)載應(yīng)答機(jī)系統(tǒng)第二節(jié)機(jī)載應(yīng)答機(jī)系統(tǒng)

第41頁/共88頁1．應(yīng)答機(jī)

如果收發(fā)組發(fā)生了故障，則收發(fā)組故障指示器（Ｒ／Ｔ）顯現(xiàn)為明顯的黃色，且在斷電后仍保持這一黃色顯示。天線的故障顯示器（ANT）則用來顯示天線系統(tǒng)是否發(fā)生過故障。

按壓復(fù)位按鈕（RESET）即可使故障指示器復(fù)位。圖7-12為典型的應(yīng)答機(jī)

圖7-12典型的應(yīng)答機(jī)第42頁/共88頁2．天線應(yīng)答機(jī)使用Ｌ波段的短刀型天線,見圖7-13。

應(yīng)答機(jī)天線為無方向性天線，它在水平面內(nèi)的方向性圖為對稱的圓。天線在垂直面內(nèi)的覆蓋范圍不應(yīng)小于30°。應(yīng)答機(jī)天線與測距機(jī)天線往往是相同的，因而可以互換使用

圖7-13應(yīng)答機(jī)天線3．控制盒

機(jī)載應(yīng)答機(jī)使用一部控制盒來控制兩部應(yīng)答機(jī)的工作

第43頁/共88頁3．控制盒

機(jī)載應(yīng)答機(jī)使用一部控制盒來控制兩部應(yīng)答機(jī)的工作

第44頁/共88頁（二）對應(yīng)答機(jī)的功能要求與技術(shù)參數(shù):應(yīng)答機(jī)是作為交通管制雷達(dá)信標(biāo)系統(tǒng)的機(jī)載設(shè)備與地面航管二次雷達(dá)配合工作的。1．接收信號的基本要求頻率與通帶:接收機(jī)的中心頻率為1030＋0.2MHz。接收機(jī)的3dB帶寬約為6MHz，60dB帶寬為25MHz。接收機(jī)靈敏度:典型的應(yīng)答機(jī)接收靈敏度為-76dBmＷ，一般為-69至-77dBmＷ脈沖寬度鑒別:接收機(jī)應(yīng)能鑒別詢問脈沖的寬度，濾除小于0.4的窄脈沖和大于1.5的寬脈沖，以避免被噪聲及Ｌ波段的其他信號所觸發(fā)。間隔－模式鑒別:當(dāng)詢問識別信號的模式與控制盒所選定的模式相符時(shí)，自動(dòng)應(yīng)答識別代碼；當(dāng)詢問脈沖間隔與C模式相符時(shí)，則應(yīng)答高度編碼信號。第45頁/共88頁2．旁瓣抑制與應(yīng)答抑制旁瓣抑制:當(dāng)接收機(jī)判明為旁瓣詢問時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)約28的抑制波門以抑制接收機(jī)不應(yīng)答28。應(yīng)答抑制:內(nèi)抑制。當(dāng)接收機(jī)判明一個(gè)正常詢問時(shí)，也將接收機(jī)譯碼電路抑制約28，以避免在正常應(yīng)答期內(nèi)再被后續(xù)的詢問信號觸發(fā)應(yīng)答。外抑制:當(dāng)應(yīng)答機(jī)正常應(yīng)答時(shí)，輸出一個(gè)18ｖ以上的寬約28的外抑制波門，以抑制測距機(jī)，反之亦然。3．發(fā)射信號的基本參數(shù)應(yīng)答機(jī)發(fā)射（應(yīng)答）信號的頻率為。應(yīng)答率不應(yīng)超過每秒1200次。當(dāng)應(yīng)答率達(dá)到規(guī)定值的15%時(shí)，自動(dòng)過載控制電路（AOC）使接收機(jī)靈敏度下降30%。第46頁/共88頁二、系統(tǒng)工作概況1．系統(tǒng)選擇與模式選擇圖7－14為典型的應(yīng)答機(jī)控制盒面板圖。系統(tǒng)選擇開關(guān)（ATC）用于選擇第一部或第二部應(yīng)答機(jī)來產(chǎn)生射頻應(yīng)答信號。系統(tǒng)的模式選擇開關(guān)用于選擇應(yīng)答機(jī)能夠正常響應(yīng)的識別詢問模式。開關(guān)置于Ａ位，應(yīng)答機(jī)只在收到Ａ模式識別詢問信號后才應(yīng)答飛機(jī)的識別碼；反之，當(dāng)開關(guān)置于Ｂ位時(shí)，應(yīng)答機(jī)只應(yīng)答Ｂ模式詢問信號。

圖7-14控制盒面板第47頁/共88頁2．高度報(bào)告

高度報(bào)告控制開關(guān)用于控制應(yīng)答機(jī)是否應(yīng)答高度詢問（模式Ｃ），并用于選擇第一套或第二套大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)來作為高度報(bào)告信息源。3．代碼置定旋鈕

飛機(jī)的四位識別碼是由控制盒上的同芯旋鈕調(diào)定的。旋鈕為八位限動(dòng)旋鈕。旋鈕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)數(shù)字窗中顯示相應(yīng)的數(shù)字０—7。4．識別按鈕

識別按鈕（IDNT）裝在左置定鈕的中央。接下識別鈕，應(yīng)答機(jī)即產(chǎn)生特別位置識別脈沖（SPI）。按壓一次識別鈕，不論在按壓后是否松開按鈕，均可使SPI脈沖保持22s。第48頁/共88頁5．系統(tǒng)監(jiān)測:監(jiān)測應(yīng)答機(jī)輸出信號功率、頻率等主要參數(shù)，也能監(jiān)測信號的接收譯碼過程及時(shí)鐘頻率等是否正常。監(jiān)測電路還可以監(jiān)測天線、電纜系統(tǒng)是否正常。6．自檢

利用應(yīng)答機(jī)內(nèi)的自檢電路，可以模擬接收詢問信號，以使接收處理譯碼和編碼發(fā)射電路工作，從而通過監(jiān)測電路檢查系統(tǒng)的工作情況。按下控制盒或應(yīng)答機(jī)前面板上的自檢按鈕，即可使應(yīng)答機(jī)內(nèi)的自檢振蕩器產(chǎn)生自檢脈沖信號，并同時(shí)產(chǎn)生各種控制信號。此后，應(yīng)答機(jī)對自檢信號的處理過程，就像對有效詢問信號的，脈沖的處理情形一樣，直至產(chǎn)生應(yīng)答脈沖串。這樣，便可通過監(jiān)測電路檢測應(yīng)答機(jī)的性能狀況第49頁/共88頁三、應(yīng)答機(jī)的基本工作原理圖7-15為應(yīng)答機(jī)的的簡化方框圖。

圖7-15應(yīng)答機(jī)簡化方框圖由天線所接收的1030MHz詢問脈沖信號經(jīng)由環(huán)流器加至接收機(jī)輸入端的前置濾波器。前置濾波器是一個(gè)帶寬約為25MHz的帶通濾波器，能夠有效地濾除鏡象干擾及Ｌ波段的其他雜波。譯碼電路按照控制盒所選擇的模式，鑒別脈沖與脈沖之間時(shí)間間隔。編碼器的功用是在譯碼電路產(chǎn)生的模式起動(dòng)信號的觸發(fā)下，產(chǎn)生識別代碼或高度編碼。編碼器形成的編碼脈沖串加至調(diào)制器，第50頁/共88頁由調(diào)制器控制發(fā)射機(jī)產(chǎn)生功率符合要求的1090MHz射頻脈沖應(yīng)答信號，經(jīng)由環(huán)流器輸往天線輻射。接收機(jī)中的旁瓣抑制電路用于抑制二次雷達(dá)天線旁瓣信號對應(yīng)答機(jī)的觸發(fā)。自動(dòng)過載電路的作用是限制應(yīng)答機(jī)的應(yīng)答率，防止發(fā)射機(jī)過載以保護(hù)發(fā)射機(jī)。當(dāng)編碼器產(chǎn)生的應(yīng)答率超過規(guī)定的每秒1200組時(shí)，自動(dòng)過載電路將逐漸降低接收機(jī)的靈敏度，以減少譯碼器對編碼器的觸發(fā)次數(shù)，從而使發(fā)射機(jī)的平均功率不超過限定值。第51頁/共88頁

應(yīng)答機(jī)的接收電路可以分為接收機(jī)與視頻處理器兩部分。接收電路的方框圖見圖7-16。圖7-16接收電路方框圖第三節(jié)接收電路

第52頁/共88頁一、接收機(jī)（一）高頻部分

接收機(jī)高頻部分把天線所接收的1030MHz詢問信號變換成60MHz的中頻信號，以輸入中放進(jìn)行有效的放大。

1．高頻電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——微帶電路圖7-17為幾種微帶電路的結(jié)構(gòu)示意圖。帶狀導(dǎo)體與接地導(dǎo)體之間為高介電常數(shù)的電介質(zhì)。正確設(shè)計(jì)帶狀導(dǎo)體的形狀、帶狀導(dǎo)體與接地導(dǎo)體之間的距離及其他因素，可以改變帶狀導(dǎo)體及其與接地導(dǎo)體之間的等效分布參數(shù)，從而使微帶電路呈現(xiàn)出不同的阻抗特性，形成所需的收發(fā)開關(guān)、前置濾波器、混頻器等微波電路。圖7-17微帶線的結(jié)構(gòu)第53頁/共88頁2．收發(fā)開關(guān)

收發(fā)開關(guān)是由微帶電路構(gòu)成的。從功能上可以分為收發(fā)開關(guān)、低通濾波器和監(jiān)測耦合器三段，見圖7-18所示的等效電路圖。收發(fā)開關(guān)段有兩條電路通道。接至發(fā)射機(jī)的1090MHz通道對1090MHz呈現(xiàn)為低阻抗而對1030MHz呈現(xiàn)為高阻抗；接至接收機(jī)前置濾波器的1030MHz通道則對1030MHz呈現(xiàn)低阻抗而對1090MHz呈現(xiàn)高阻抗。這樣，就使收發(fā)開關(guān)段等效為一個(gè)三端環(huán)流器，如圖7-18右下所示。

終端等效為一個(gè)1500MHz的低通濾波器，用于濾除1500MHz以上的信號。

圖7-18收發(fā)開關(guān)等效電路第54頁/共88頁3．混頻器混頻器也是由微帶電路構(gòu)成的。1030MHz的詢問信號和1090MHz本機(jī)振蕩信號經(jīng)混頻晶體混頻后產(chǎn)生各種頻率成分的信號，但只有60MHz的中頻信號能夠通過1030MHz和1090MHz兩節(jié)串聯(lián)的短路微帶濾波器而輸往中頻放大器。

第55頁/共88頁（二）中頻電路

作用:應(yīng)答機(jī)的中頻放大電路不僅應(yīng)具有足夠的增益和滿足整個(gè)接收機(jī)對通帶的要求，還應(yīng)具有足夠的動(dòng)態(tài)范圍。組成:應(yīng)答機(jī)中頻電路通常由二級受控增益放大器、帶通濾波器、對數(shù)中頻放大器組成，見7-20

工作原理:前二級中放的增益是由自動(dòng)過載控制電路控制的。其后的帶通濾波器的通頻帶接近理想的矩形，其3dB帶寬一般為圖7-20中放電路方框圖6Mhz，可以有效地濾掉噪聲干擾。末級中放輸出經(jīng)二極管檢波后加至視頻放大器放大，然后輸至視頻處理電路。第56頁/共88頁（三）自動(dòng)過載控制（AOC）與低靈敏度控制1．AOC電路的功用AOC電路用于限制應(yīng)答機(jī)在單位時(shí)間中產(chǎn)生的應(yīng)答信號的次數(shù)和應(yīng)答脈沖數(shù)。當(dāng)發(fā)射機(jī)在單位時(shí)間中產(chǎn)生的應(yīng)答次數(shù)超過一定數(shù)值（如每秒1200次）時(shí)、或者1秒鐘內(nèi)所產(chǎn)生的應(yīng)答脈沖超過22000個(gè)時(shí)，AOC電路就自動(dòng)地降低中頻放大器前二級的增益，以使較弱的詢問信號不再觸發(fā)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生應(yīng)答信號。限制發(fā)射機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的應(yīng)答脈沖數(shù)，一方面是為了防止發(fā)射機(jī)因過熱而損壞；另一方面，限制機(jī)載應(yīng)答機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)的應(yīng)答次數(shù)，以防止因終端區(qū)中多臺(tái)機(jī)載應(yīng)答機(jī)同時(shí)應(yīng)答而產(chǎn)生過于密集的應(yīng)答信號，從而避免產(chǎn)生相互干擾。第57頁/共88頁2．AOC電路的工作原理AOC電路是根據(jù)對調(diào)制器的取樣信號和編碼波門的計(jì)數(shù)來控制中放的增益的。在取樣脈沖作用期間，電容器通過放電；當(dāng)沒有取樣脈沖作用在輸入端時(shí)，12Ｖ電源通過電位計(jì)對充電。在正常情況下，Ａ點(diǎn)的電位使二極管截止，同相端3的電位高于反相端1，輸出高電平，因而三極管是截止的。中放第一、二級保持較高的正常增益。當(dāng)輸入的取樣脈沖數(shù)超過每秒22000個(gè)時(shí)，的頻繁放電使A點(diǎn)電位降低，因而使導(dǎo)通。翻轉(zhuǎn)輸出低電平，使導(dǎo)通。的導(dǎo)通將其射極的電阻（一般為幾百歐姆）接入第一、二中放的射極電路，使中放的增益降低。第58頁/共88頁AOC電路的另一個(gè)輸入為編碼波門（或者外抑制波門）。同理，當(dāng)應(yīng)答機(jī)的應(yīng)答次數(shù)超過每秒1200次時(shí)，電容器的放電使二極管導(dǎo)通，同樣把電阻接入中放第一、二級的射極電路，使中放增益降低。分別調(diào)節(jié)電位器和，可以控制電容或的充電時(shí)間常數(shù)，因而可以改變ＡＯＣ電路開始起作用的應(yīng)答脈沖數(shù)或應(yīng)答次數(shù)。3．低靈敏度控制用于在飛機(jī)接近二次雷達(dá)時(shí)人為地降低接收機(jī)增益。接通低靈敏度開關(guān)時(shí)，使三極管導(dǎo)通，從而把電阻接入中放一、二級的射極電路，達(dá)到降低接收機(jī)靈敏度的目的。第59頁/共88頁二、視頻處理器（一）視頻處理器的作用與電路組成

圖7-22是一種視頻處理電路的功能方框圖，它用于實(shí)現(xiàn)以下幾方面的信號處理功能：（1）比較和脈沖的相對幅度，以鑒別主瓣詢問與旁瓣詢問；（2）抑制低于最低觸發(fā)電平的噪聲信號；（3）消除寬度小于0.4的窄脈沖干擾信號；（4）限制寬度大于0.8的寬脈沖信號；觸發(fā)脈沖的寬度通常為50ns。

圖7-22視頻處理電路功能方框圖第60頁/共88頁（二）幅度比較原理圖7-23（a）是—種實(shí)現(xiàn)幅度比較的原理電路。射極跟隨器輸出的正向視頻脈沖通過二極管及電阻向電容器充電。脈沖結(jié)束后，通過由晶體管、二極管，和電阻，等組成的恒流電源放電，放電的速率（即放電電流的大小）決定于恒流電源。如果是來自主瓣的，此時(shí)處于反偏狀態(tài)是不會(huì)導(dǎo)通的。調(diào)節(jié)電位計(jì)，可以控制應(yīng)答機(jī)對產(chǎn)生抑制的，相對幅度。

圖7-23幅度比較電路及波形（a）電路（b）主瓣詢問時(shí)的波形（c）旁瓣詢問時(shí)的波形第61頁/共88頁（三）最低觸發(fā)電平鑒別最低觸發(fā)電平鑒別電路的作用是消除低于最低觸發(fā)電平（MTL）的噪聲，且將高于這一門限的信號量化。圖7-24最低觸發(fā)電平鑒別電路使通過幅度比較后的脈沖降落電壓通過由精密電阻和二極管構(gòu)成的最低觸發(fā)電平分壓電路后加至比較器的同相端；使接收機(jī)輸出的視頻信號經(jīng)過射極跟隨器、濾波器及分壓器后加至比較器的反相端。正確選擇分壓電路的元件數(shù)值，即可獲得所需的最低觸發(fā)門限電平，使得低于這一門限電平的噪聲被鉗制掉，并使比較器在反相端的視頻幅度超過降落電壓電平時(shí)翻轉(zhuǎn)，比較器產(chǎn)生的負(fù)極性脈沖經(jīng)反相后輸出到窄脈沖消除和脈沖寬度限制電路。見圖7－24。

第62頁/共88頁（四）窄脈沖消除與脈沖寬度限制

實(shí)現(xiàn)窄脈沖消除和脈沖寬度限制的原理可用圖7-25來說明。消窄限寬的基本方法是把通過幅度比較與最低觸發(fā)電平鑒別電路的視頻脈沖，與一個(gè)寬度為0.4的負(fù)脈沖及一個(gè)延遲約0.8的負(fù)脈沖相“與非”。圖7-25消窄限寬電路第63頁/共88頁由圖7-26（ａ）的波形圖可知，在0.4負(fù)脈沖作用期間（圖中的），與非門的輸出恒為1而不論加在輸入端1上的視頻脈沖如何；在時(shí)刻，延遲0.8的負(fù)脈沖加至輸入端3，的輸出也將變?yōu)?；由圖7-26（ａ）可以看出，只有在至?xí)r刻之間，的輸入端1，2，3，4均為高電平，因此作用在輸入端1上的視頻脈沖可使產(chǎn)生約0.4的負(fù)脈沖輸出。如果視頻脈沖為寬度小于0.4的干擾脈沖，則無輸出，見圖7-26（b）當(dāng)加到輸入端1的視頻脈沖的寬度超過0.8時(shí)，輸出仍為約0.4的負(fù)脈沖，見圖7-26(ｃ)。圖7-26消窄與限寬原理第64頁/共88頁一、組成與工作概況（一）電路組成

可以用不同的器件來實(shí)現(xiàn)模式譯碼和實(shí)現(xiàn)對編碼脈沖串的間隔及寬度控制。現(xiàn)代機(jī)載應(yīng)答機(jī)通常使用移位寄存器和門電路來實(shí)現(xiàn)譯碼和編碼功能。圖7-27為典型的譯碼和編碼電路原理方框圖。由圖可見，編碼和譯碼電路主要是由譯碼和編碼移位寄存器、ＳＬＳ譯碼器、Ａ，Ｂ，Ｃ模式譯碼器、控制矩陣、編碼啟動(dòng)門及抑制門、調(diào)制選通門等組成的。除此以外，電路還包括時(shí)鐘產(chǎn)生器、脈沖寬度控制器、定時(shí)器等電路。

圖7-27譯碼-編碼電路原理方框圖第四節(jié)譯碼與編碼電路

第65頁/共88頁（二）工作概況在譯碼時(shí)鐘的控制下，移位寄存器產(chǎn)生相對于輸入的觸發(fā)脈沖延遲2，8，17，21的輸出。對于正常的模式詢問信號，Ａ，Ｂ，Ｃ3個(gè)模式譯碼門中有一個(gè)能夠產(chǎn)生相應(yīng)的模式觸發(fā)脈沖。在有效的模式觸發(fā)脈沖的作用下，編碼啟動(dòng)門使控制矩陣選用來自控制盒的飛機(jī)代碼信息或來自大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)的高度編碼信息,并同時(shí)使移位寄存器改用編碼時(shí)鐘。調(diào)制選通門立即將相應(yīng)的脈沖編碼串輸送到調(diào)制器去。第66頁/共88頁二、譯碼電路的基本工作原理

譯碼電路的基本任務(wù)是鑒別詢問信號的模式以產(chǎn)生相應(yīng)的模式起動(dòng)脈沖，而觸發(fā)產(chǎn)生編碼波門及抑制波門信號，見圖7-27。所謂譯碼，就是鑒別視頻處理器所輸出的觸發(fā)脈沖之間的時(shí)間間隔。鑒別的基本方法，是用移位寄存器輸出的固定延遲2，8，17，21的脈沖為標(biāo)準(zhǔn)，去檢驗(yàn)脈沖或者脈沖與脈沖之間的時(shí)間間隔，從而判明詢問模式這種判別，是通過門電路來實(shí)現(xiàn)的。圖7-27譯碼-編碼電路原理方框圖（一）譯碼原理

第67頁/共88頁（二）旁瓣詢問鑒別與抑制1.旁瓣詢問鑒別圖7-28SLS譯碼器簡化電路及波形圖（a）譯碼電路（b）譯碼波形圖圖中的SLS譯碼器是由兩個(gè)與非門，組成的雙穩(wěn)觸發(fā)電路。當(dāng)然，也可用其他器件來組成譯碼器。當(dāng)與非門產(chǎn)生的負(fù)脈沖加到觸發(fā)器的置位端S時(shí)，即由其端輸出SLS模式觸發(fā)脈沖——

端變?yōu)榈碗娖剑妶D7-28（ｂ）中的波形圖（4）。第68頁/共88頁2.旁瓣抑制與抑制波門的產(chǎn)生SLS譯碼器輸出的低電平加至抑制門時(shí)（圖中的時(shí)刻），抑制門（與非門）輸出變?yōu)楦唠娖剑馆敵龅碗娖剑@就是抑制波門的起始。復(fù)位脈沖加到SLS譯碼器的復(fù)位端Ｒ，使譯碼器進(jìn)而又使抑制門復(fù)位。第69頁/共88頁（三）識別詢問模式譯碼

1．識別詢問模式譯碼識別詢問譯碼電路由Ａ譯碼門、Ｂ譯碼門及Ａ／Ｂ譯碼器組成，見圖7-29。模式A譯碼門和模式Ｂ譯碼門的一個(gè)輸入端分別加有來自移位寄存器的8

延遲脈沖和17延遲脈沖。兩個(gè)譯碼門的第三個(gè)輸入端上所施加的則是模式選擇預(yù)置信號：在預(yù)置模式A時(shí)模A譯碼門預(yù)置“1”而模Ｂ譯碼門預(yù)置“0”；在預(yù)置模式Ｂ時(shí)模Ａ譯碼門預(yù)置“０”而模Ｂ譯碼門預(yù)置“1”。圖7-29A／B譯碼電路與編碼門第70頁/共88頁當(dāng)應(yīng)答機(jī)接收到A模式識別詢問信號且控制盒預(yù)置為模式Ａ?xí)r，在脈沖之后的8時(shí)，移位寄存器使模A譯碼門輸入端1為高電平“1”，觸發(fā)脈沖使輸入端2為高電平，而輸入端3是預(yù)置“1”的，于是模式Ａ譯碼門（與非門）產(chǎn)生負(fù)脈沖——模Ａ觸發(fā)信號輸出。2.編碼啟動(dòng)門與抑制門Ａ/Ｂ譯碼器置位時(shí)，其端變?yōu)榈碗娖健埃啊保@一低電平加至抑制門（見圖7－28中的），產(chǎn)生28的抑制負(fù)波門，其作用與旁瓣詢問時(shí)相同。Ａ/Ｂ譯碼器端的低電平作用到編碼啟動(dòng)門的二個(gè)輸入端之一，使編碼啟動(dòng)門產(chǎn)生寬度也是28的編碼正波門，從而使應(yīng)答機(jī)進(jìn)入正常的編碼發(fā)射狀態(tài)，見圖7-29。

第71頁/共88頁圖7-30模式C譯碼電路（四）高度詢問模式譯碼

高度詢問模式譯碼電路與識別詢問模式譯碼電路相同，也是由模式譯碼門和模式Ｃ譯碼器組成的，見圖7-30。模式Ｃ譯碼器置位后，它的端低電平與Ａ／Ｂ譯碼器置位時(shí)的輸出低電平一樣，使編碼啟動(dòng)門輸出28的正編碼波門，同時(shí)使抑制門,輸出28的負(fù)抑制波門，其作用與Ａ，Ｂ模式相同。Ｃ譯碼器Ｑ端產(chǎn)生的高電平，加到控制矩陣電路，使來自大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)的高度編碼信號輸入。第72頁/共88頁三、編碼電路的基本原理

編碼電路的基本任務(wù)是在譯碼電路判明有效的詢問模式后，產(chǎn)生識別代碼脈沖串或高度代碼脈沖串，以加到調(diào)制器去控制發(fā)射機(jī)產(chǎn)生射頻脈沖串信號。（一）編碼脈沖串的產(chǎn)生圖7-31典型的編碼電路方框圖現(xiàn)代應(yīng)答機(jī)編碼電路是以移位寄存器為核心，與應(yīng)答門、控制矩陣、時(shí)鐘產(chǎn)生器、預(yù)選控制器等組成的，見圖7-31所示的典型編碼電路方框圖及圖7－27。

第73頁/共88頁當(dāng)譯碼器鑒別出有效詢問模式時(shí)，編碼啟動(dòng)門產(chǎn)生的28編碼波門使編碼器及整個(gè)應(yīng)答機(jī)進(jìn)入編碼發(fā)射狀態(tài)。波門信號加至選通信號產(chǎn)生器，產(chǎn)生用于控制移位寄存器工作模式的控制信號，使移位寄存器有秩序地工作。輸入的識別代碼或高度信息，在時(shí)鐘脈沖的控制下由寄存器的輸出串行輸出，形成信息脈沖串。（二）脈沖寬度控制在如圖7-31所示的編碼電路中，用690kHz的編碼時(shí)鐘信號去觸發(fā)一個(gè)振蕩寬度為0.45的單穩(wěn)觸發(fā)電路，即可獲得寬度為0.45的周期性脈沖串。當(dāng)移位寄存器有編碼脈沖加到調(diào)制選通門時(shí)，調(diào)制選通門——與非門所輸出的就是寬度為0.45的編碼脈沖。第74頁/共88頁（三）控制矩陣與應(yīng)答門輸入控制矩陣用于選擇、控制加到移位寄存器的12個(gè)輸入端的信息。除此以外，來自控制盒的各種控制信息也是通過控制矩陣實(shí)現(xiàn)對有關(guān)電路的控制的。圖7-32控制矩陣原理電路圖7-32所示的電路說明其中一路的工作原理。當(dāng)詢問信號為高度詢問模式時(shí)，Ｃ譯碼器輸出為高電平。這一高電平使高度信息輸入門NOR1選通；經(jīng)反相后的低電平則將識別信息輸入門NOR2抑制。這樣，若該路對應(yīng)的高度碼存在，則二極管導(dǎo)通，NOR1的輸入為０，輸出或門輸出高電平“1”加到移位寄存器的輸入端，使寄存器輸出對應(yīng)于的編碼脈沖。第75頁/共88頁四、移位寄存器（一）串行移位寄存器圖7-33是利用Ｊ－Ｋ觸發(fā)器構(gòu)成的移位寄存器的原理圖。

如果使左端觸發(fā)器的Ｊ為高值而K為低值，則在第一個(gè)時(shí)鐘脈沖的下降沿，第一級觸發(fā)器的輸出轉(zhuǎn)換為1而為０。這就是說二進(jìn)制信息1被置入了第一級寄存器。這樣，在第一個(gè)時(shí)鐘脈沖周期內(nèi)第二級觸發(fā)器的Ｊ端變?yōu)?而Ｋ為０。于是，在第二個(gè)時(shí)鐘脈沖周期內(nèi)，第二級觸發(fā)器的輸出轉(zhuǎn)換為1而為０，也就是說加在移位寄存器輸入端的信息1移到了第二級的輸出端。可見，信息在每個(gè)時(shí)鐘周期中向左移動(dòng)了一位（一級）。圖7-33串行移位寄存器第76頁/共88頁（二）并行移位寄存器

在圖7-34所示的電路中，一組Ｎ位的二進(jìn)制數(shù)碼是并行地置入Ｎ級（圖中為5級）觸發(fā)器的，數(shù)據(jù)的最高位置入左端的觸發(fā)器，最低位置入右端觸發(fā)器。在時(shí)鐘脈沖的控制下，這組二進(jìn)制信息逐級地由左向右移位，由右端觸發(fā)器的輸出端串行輸出。這種工作方式稱為并入一串出工作方式，它將并行的二進(jìn)制信息轉(zhuǎn)換為串行的二進(jìn)制信息。應(yīng)答機(jī)編碼寄存器采用的就是這種并入一串出方式。圖7-34并行移位寄存器第77頁/共88頁（三）時(shí)鐘周期與移位時(shí)間信息在移位寄存器中移動(dòng)一位的時(shí)間等于時(shí)鐘脈沖的周期。正確選擇時(shí)鐘脈沖的周期，即可控制移位寄存器輸出相對于輸入的延遲時(shí)間或信息間隔。例如，在譯碼移位寄存器中，使時(shí)鐘脈沖的頻率為3MHz（其周期為0.333），這樣在第六級移位寄存器的輸出端，即可獲得比輸入信息延遲6×0.333＝2（