车载一维相控阵天线二次雷达设计及实现
摘要 本文介绍了一种新的采用一维相控阵天线的车载二次雷达的实现过程，包括总体设计，针对一维相控阵天线波束特点进行的相应设计，并简述了该二次雷达的主要技术特点，测试表明该项技术可行，具有工程应用价值。
关键词 一维相控阵天线；车载；询问机
0 引言
一次雷达可以发现目标，但不能判别目标的敌我属性。二次世界大战期间，为了辨别一次雷达发现的飞机的敌我属性，诞生了由地面站询问，机载应答机（以下简称应答机）应答的敌我识别（IFF —Identification of Friend or Foe）系统[1]。
20世纪50年代，随着北约MARK X 敌我识别系统公开并转为民用航空交通管制系统，出现了二次监视雷达（SSR —Secondary Surveillance Radar）系统，简称二次雷达。该系统采用敌我识别系统问—答式的协同工作方式。
20世纪60年代初英国COSSOR 公司研制出第一台空管二次雷达[1]，80年代又研制出第一台单脉冲二次雷达。这些二次雷达都是采用机械扫描天线，安装在一次雷达天线上面，和一次雷达天线同步旋转，协同工作。
20世纪60年代以来，随着电子技术的进步和对雷达功能需求的不断提高，相控阵雷达技术获得了很大发展，并逐渐推广应用。
为适应相控阵雷达技术的发展，我们设计了这种采用一维相控阵天线的二次雷达。由于无需伺服控制系统，此车载二次雷达安装、工作极其方便。同时，该二次雷达还能和相控阵体制一次雷达协同工作，组合成车载探测/监视系统。
1 天线波束及信号格式
1.1 单脉冲二次雷达天线波束
二次雷达通过方位面窄波束对应答机进行定位，并形成飞机的飞行航迹。按定位方法的不同，二次雷达可分为常规二次雷达和单脉冲二次雷达（MSSR —Monopulse Secondary Surveillance Radar）。常规二次雷达采用滑窗法测量飞机的方位角，单脉冲二次雷达采用和、差两路信号测量飞机的方位角。单脉冲技术测量精度高，因此，在本设计中，我们采用单脉冲二次雷达技术。
单脉冲测角采用查表法。先根据和、差波束方位面方向图建立飞机偏离天线波束瞄准轴夹角（OBA —Off —Boresight Angle）表，然后将实测的和、差信号与OBA 表比对即得到飞机的偏离角。简单的，采用机械扫描天线的二次雷达只需建立一套OBA 表即可。
除和波束、差波束外，二次雷达天线还包含一个控制波束，也称为全向波束，用于抑制副瓣方向（副瓣是不期望的方向，期望的是主瓣方向）的应答机对询问的应答。
单脉冲二次雷达的和、差、全向波束关系如图1所示。
1.2 信号格式
根据国际民航组织（ICAO —International Civil Aviation Organization）规范，空管二次雷达有多种询问模式，实际常用的是A 、C 两种模式。我们在设计中实现了这两种模式，同时预留了相应硬件及软件接口，可方便实现其它模式。
A 模式和C 模式询问信号格式如图2所示[1]，包含3个脉冲P1、P2、P3。P1、P3脉冲经和波束辐射，P2脉冲经全向波束辐射。
图2中，P1、P2、P3脉冲宽度皆为（0.8±0.1）μs。P1P2脉冲间隔为（2±0.15）
车载一维相控阵天线二次雷达设计及实现
摘要 本文介绍了一种新的采用一维相控阵天线的车载二次雷达的实现过程，包括总体设计，针对一维相控阵天线波束特点进行的相应设计，并简述了该二次雷达的主要技术特点，测试表明该项技术可行，具有工程应用价值。
关键词 一维相控阵天线；车载；询问机
0 引言
一次雷达可以发现目标，但不能判别目标的敌我属性。二次世界大战期间，为了辨别一次雷达发现的飞机的敌我属性，诞生了由地面站询问，机载应答机（以下简称应答机）应答的敌我识别（IFF —Identification of Friend or Foe）系统[1]。
20世纪50年代，随着北约MARK X 敌我识别系统公开并转为民用航空交通管制系统，出现了二次监视雷达（SSR —Secondary Surveillance Radar）系统，简称二次雷达。该系统采用敌我识别系统问—答式的协同工作方式。
20世纪60年代初英国COSSOR 公司研制出第一台空管二次雷达[1]，80年代又研制出第一台单脉冲二次雷达。这些二次雷达都是采用机械扫描天线，安装在一次雷达天线上面，和一次雷达天线同步旋转，协同工作。
20世纪60年代以来，随着电子技术的进步和对雷达功能需求的不断提高，相控阵雷达技术获得了很大发展，并逐渐推广应用。
为适应相控阵雷达技术的发展，我们设计了这种采用一维相控阵天线的二次雷达。由于无需伺服控制系统，此车载二次雷达安装、工作极其方便。同时，该二次雷达还能和相控阵体制一次雷达协同工作，组合成车载探测/监视系统。
1 天线波束及信号格式
1.1 单脉冲二次雷达天线波束
二次雷达通过方位面窄波束对应答机进行定位，并形成飞机的飞行航迹。按定位方法的不同，二次雷达可分为常规二次雷达和单脉冲二次雷达（MSSR —Monopulse Secondary Surveillance Radar）。常规二次雷达采用滑窗法测量飞机的方位角，单脉冲二次雷达采用和、差两路信号测量飞机的方位角。单脉冲技术测量精度高，因此，在本设计中，我们采用单脉冲二次雷达技术。
单脉冲测角采用查表法。先根据和、差波束方位面方向图建立飞机偏离天线波束瞄准轴夹角（OBA —Off —Boresight Angle）表，然后将实测的和、差信号与OBA 表比对即得到飞机的偏离角。简单的，采用机械扫描天线的二次雷达只需建立一套OBA 表即可。
除和波束、差波束外，二次雷达天线还包含一个控制波束，也称为全向波束，用于抑制副瓣方向（副瓣是不期望的方向，期望的是主瓣方向）的应答机对询问的应答。
单脉冲二次雷达的和、差、全向波束关系如图1所示。
1.2 信号格式
根据国际民航组织（ICAO —International Civil Aviation Organization）规范，空管二次雷达有多种询问模式，实际常用的是A 、C 两种模式。我们在设计中实现了这两种模式，同时预留了相应硬件及软件接口，可方便实现其它模式。
A 模式和C 模式询问信号格式如图2所示[1]，包含3个脉冲P1、P2、P3。P1、P3脉冲经和波束辐射，P2脉冲经全向波束辐射。
图2中，P1、P2、P3脉冲宽度皆为（0.8±0.1）μs。P1P2脉冲间隔为（2±0.15）