4.7.3. Активные системы с активным ответом (вторичные рлс)

Обеспечение безопасности полетов воздушных судов (ВС) требует непрерывного диспетчерского контроля на всех этапах выполняемых полетов. Основными источниками информации о воздушной обстановке в системах управления воздушным движением (УВД) являются системы первичной и вторичной радиолокации.

Широкое применение в гражданской авиации находят системы вторичной радиолокации (радиолокационные системы с активным запросом и активным ответом).

Такие системы представляет собой разнесенный в пространстве единый радиотехнический комплекс, состоящий из запросчика и ответчика, соединенных каналами связи (рис.4.212).

Запросчик излучает запросные сигналы, которые кодируются для исключения ложного запуска ответчика другими радиотехническими устройствами. Все запросные сигналы принимаются и декодируются приемником ответчика, установленным на объекте. При соответствии запроса установленному коду ответчик излучает кодированный ответный сигнал. Кодирование затрудняет имитацию ответных сигналов и повышает надежность работы системы.

Ответные сигналы принимаются и декодируются в приемнике запросчика. Устанавливая время и направление прихода ответных сигналов, находят дальность и угловые координаты воздушного судна, а также дополнительную полетную информацию: номер борта, высоту полета, запас топлива и др.

Для обнаружения запросного сигнала ответчиком с заданными качественными характеристиками необходимо выполнить условие:

, (4.114)

где Э_{пр. отв.} – энергия принимаемого ответчиком запросного сигнала;

N_{0 отв.} – спектральная плотность внутренних шумов приемника ответчика;

 – коэффициент видимости, определяемый по кривым обнаружения для нефлюктуирующего сигнала.

Энергия принимаемого ответчиком запросного сигнала выражается следующей зависимостью:

, (4.115)

где Э_з – энергия излучения передатчика запросчика;

G_з – коэффициент усиления антенны запросчика;

А_отв – эффективная площадь приема антенны ответчика;

r_з – расстояние от запросчика до ответчика.

Дальность действия линии запроса

. (4.116)

Связав эффективную площадь приемной антенны ответчика с ее коэффициентом усиления

,

уравнение дальности линии запроса запишется в виде

. (4.117)

Аналогичным образом определяется дальность действия линии ответа

, (4.118)

где N_{0 з} – спектральная плотность внутренних шумов приемника запросчика.

В системе активного ответа дальность действия при запросе должна быть равна дальности действия при ответе. Такая система называется сбалансированной. Условие баланса выражается следующим образом:

.

Дальность действия линии запроса и линии ответа определяются условиями радиосвязи. Поэтому даже при сравнительно низких энергетических потенциалах запросчиков и ответчиков реализуемые дальности действия значительны, а надежность обнаружения объектов и измерения координат высоки. Кроме этого системы вторичной радиолокации имеют следующие особенности.

1. Несущие частоты по каналам запроса и ответа выбираются различными, поэтому приемник запросчика не принимает маскирующие помеховые сигналы, отражения от «местных» предметов и гидрометеообразований. При этом отпадает необходимость применения систем селекции движущихся целей.

2. По каналу ответа с борта ВС в закодированном виде может быть передана любая дополнительная информация, необходимая для УВД.

Очевидным недостатком систем вторичной радиолокации является необходимость установки на борту ВС ответчика, параметры которого должны быть жестко согласованы с параметрами наземного запросчика.