Eine Sekundärradar oder SSR ( Sekundärüberwachungsradar ) ist ein Gerät , Radar von der Flugsicherung , dass „fragt die “ der Himmel. Die Abkürzung IFF , für I dentification F RiEnd gold F ow (Identifikation Freund-Feind) bezeichnet ein von den Alliierten während des Zweiten Weltkriegs entwickeltes elektronisches Gerät zur Radarabfrage , um Flugzeuge als „Freunde“ oder „Feinde“ zu identifizieren .
Dieses Gerät wurde seither zumindest für den zivilen Gebrauch verbessert und hat zu Transpondern (Sekundärradarabfrage im Modus A, B oder C) geführt . Je nach verwendetem Modus kann der Radarbediener am Boden ein Gerät mit einem vorab zugewiesenen Code (Quäk) identifizieren und seine Position, Flughöhe ( Vertical Datum 1013 hPa ) abrufen : C-Modus . Kurs und Geschwindigkeit werden vom Radar berechnet. Darauf reagieren die Transponder der Flugzeuge, die sich in seiner Reichweite befinden. Die Antworten der Flugzeuge werden von der Antenne des Sekundärradars erfasst, elektronisch analysiert und verarbeitet und anschließend auf den Bildschirmen der Fluglotsen visualisiert .
Diese Art von Radar ermöglicht es, wie alle Radare, die Position des Flugzeugs anhand einer Peilung und eines Abstands zur Antenne zu bestimmen . Sekundärradar hat mehrere einzigartige Vorteile. Da ein Transponder benötigt wird, um von einem Sekundärradar erkannt zu werden, werden nur die relevanten Plots angezeigt und Hindernisse oder Vögel werden nicht angezeigt, wodurch eine "visuelle Verschmutzung" des Bildschirms des Radarbedieners vermieden wird . Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Daten an das Radarsystem übertragen werden können. Die Daten hängen vom vom Flugzeug verwendeten Transpondermodus und den Fähigkeiten der Radarantenne ab.
Das IFF ermöglicht es unter anderem, die Flughöhe des Flugzeugs im Abfragemodus zu ermitteln. Der 3/C-Abfragemodus ist direkt mit dem Höhenmesser des Geräts verbunden. Das IFF-Radar ist konstruktionsbedingt sehr klein. Tatsächlich benötigt es nicht so viel Strom wie ein Primärradar:
- Das Primärradar sendet eine Welle aus, die vom Ziel (Flugzeug) reflektiert wird und dann zur Quellantenne (Radarsender) zurückkehrt. Das Signal durchläuft daher eine komplette Rundreise und wird auf diesem Weg gedämpft. Das von der Radarantenne ausgesendete Signal muss daher stark genug sein, um einer solchen Dämpfung ( Ausbreitung von Funkwellen ) standzuhalten, während das Flugzeug vollständig "passiv" ist.
- Das Sekundärradar sendet währenddessen eine Abfrage an das Flugzeug, die wiederum eine codierte Antwort aussendet. Das Flugzeug ist "aktiv". Jedes dieser Signale legt also nur einmal die Distanz zurück, die die Quelle vom Ziel trennt (Hinweg für das Quell-/Zielsignal, Rückweg für das Ziel-/Quellsignal). Die Radarantenne benötigt daher nicht so viel Leistung wie beim Primärradar, da das Signal nur auf dem Hinweg gedämpft wird.
Das Sekundärradar sendet zwei oder drei Impulse aus, um im Flugsicherungsbereich fliegende Flugzeuge abzufragen. Der zeitliche Abstand zwischen zwei Impulsen bestimmt den verwendeten Modus und die gestellte Frage. Der Transponder der Geräte antwortet mit einer Reihe von codierten Impulsen. Militärische und zivile Modi (A, C und S) werden häufig verwendet, während die Modi B und D definiert, aber nicht verwendet werden.
| Mode | Zeit P1-P3 | Interpretation |
|---|---|---|
| 1 | 3 µs | militärische Identifikations Mission |
| 2 | 5 µs | militärische Identifikation |
| 3 und A | 8 µs | Identifizierung |
| VS | 21 µs | Höhe |
| D | 25 µs | nicht definiert |
| S | drei Pulse mit variabler Trennung |
Mehrfachverwendung |
Modus A ist der einfachste Modus der Datenübertragung zwischen Flugzeug und Boden. Die einzige übertragene Information ist ein SSR-Code, der aus vier Ziffern zwischen 0 und 7 besteht. Der Code wird auf dem Radardisplay des Fluglotsen angezeigt. Jedem Flugzeug wird ein eindeutiger Code zugewiesen, so dass dieser Code es ermöglicht, eine Beziehung zwischen einem Plot und einem Flugzeug herzustellen, um mit Sicherheit zu identifizieren, dass dieser Plot diesem Flugzeug entspricht. Dies wird als Radaridentifikation bezeichnet . Im Modus A hat der Lotse somit die Position des Flugzeugs und ein Mittel zur Radaridentifikation.
Charlie - Modus ist immer noch die in den meisten verwendeten 2012 . Wie Modus A fragt er nach dem Rufzeichen des Flugzeugs, erfordert jedoch Höheninformationen. Diese Daten werden im Flugzeug gemessen, an das Radar übertragen und dann auf dem Bildschirm des Fluglotsen angezeigt. Wird bei aktuellen Transpondern oft als "Alt" bezeichnet .
Modus S ist immer noch eine Weiterentwicklung des Sekundärradars. Die Anzahl der verfügbaren Codes in Modus A und C ist begrenzt (nur 4096 Codes) und reicht für die aktuellen Anforderungen nicht mehr aus. Modus S ermöglicht daher eine echte Datenverbindung. Neben dem von einem Lotsen vergebenen Code und der von einem Alticoder angegebenen Höhe wird die Registrierung oder das Rufzeichen des Luftfahrzeugs übertragen. Es können beliebige Daten sowohl vom Flugzeug zum Boden als auch vom Boden zum Flugzeug übertragen werden. Die Anwendungen sind zahlreich.
Der IFF erfüllt in Militärflugzeugen die gleichen Funktionen wie der Transponder. Es fügt eine militärische Identifizierungsfunktion für Freunde / Feinde hinzu. Es gibt verschiedene Militärmodi: 1, 2, 3, 3C, 4 und 5. Die Modi 3 und 3C sind die militärischen Äquivalente zu den Modi Alpha und Charlie. Die Modi 1, 2, 4 und 5 sind ausschließlich militärisch. Mode 4 und 5 sind verschlüsselt und Mode 5 ermöglicht einen echten Computerdialog.
Die vom Radar gesendeten Pulse werden nicht nur in Richtung des Hauptstrahls, sondern in geringerem Maße auch rund um das Radar entsprechend dem Strahlungsdiagramm der Antenne gefunden. Das Abfragesignal einer oder mehrerer Nebenkeulen hat gute Chancen, von der Antenne eines Flugzeugs im Flug wahrgenommen zu werden und den Betrieb des Transponders auszulösen. Das Gerät, das sich im Weg des Hauptstrahls und der Nebenkeulen befindet, wird daher feststellen, dass sein Transponder auf die Abfrage jeder einzelnen Keule ziemlich intensiv reagiert.
Die Antwort der Nebenkeulenabfrage wird auf dem Radarbildschirm in der Richtung angezeigt, in der sich der Fernstrahl zu diesem Zeitpunkt befindet, und im gleichen Abstand vom Radar wie die Fernstrahlantwort zuvor. Es erscheint dem Radarbediener daher, dass es daher mehrere äquidistante Ziele mit der gleichen Identifizierung um das Radar gibt. Im Extremfall, in dem sich das Flugzeug sehr nahe am Radar befindet, wird der Transponder während einer vollen Drehung der Antenne kontinuierlich aktiviert und seine Antworten bilden einen Ring auf dem PPI-Display .
Es gibt zwei einfache Techniken zur Unterdrückung von Nebenkeulen: Abfrageunterdrückung und Empfangsunterdrückung. Es existiert eine weitere Technik, um den Einfluss von Fehlantworten, die durch Mehrfachreflexion des Radarstrahls verursacht werden, zu reduzieren: die verbesserte Unterdrückung von Nebenkeulen bei der Abfrage.
Bei Abfrage löschenEin Sekundärradar hat normalerweise zwei Antennen: die Hauptrichtantenne und eine zweite Rundstrahlantenne. Der erste sendet im Abfragemodus zwei Impulse (P1 und P3) aus, deren zeitlicher Abstand der gestellten Frage entspricht. Diese Antenne hat einen dünnen Hauptstrahl in der Größenordnung von 2 ° bis 3 ° im Azimut, wo sie ihre Energie konzentriert. Die omnidirektionale Antenne emittiert isotrop einen P2-"Steuer" -Impuls , direkt nach dem P1-Impuls. Dieser Puls muss viel schwächer sein als die Hauptstrahlpulse P1 und P3.
Die Pulse P1 und P3 werden auch in den Nebenkeulen emittiert, jedoch mit einer viel geringeren Intensität. Daraus folgt, dass das Verhältnis zwischen den Intensitäten von P1 und P2 kleiner wird, wenn ein Flugzeug sie aus der Richtung einer Nebenkeule empfängt:
Das Prinzip ähnelt dem der Abfrageunterdrückung: Die vom Transponder eines Flugzeugs gesendeten Signale werden intensiver, wenn sie von der Hauptkeule der Richtantenne erfasst werden als von ihren Nebenkeulen. Auch hier benötigen Sie die gleichen zwei Antennen, die jeweils mit identischen Empfängern verbunden sind, und einen Komparator . Durch den Vergleich der Amplitude des von den beiden Rezeptoren kommenden Signals ist es möglich, die Reaktionen der Nebenkeulen von denen der Hauptkeulen zu unterscheiden:
Sekundärradare werden in einer Umgebung voller reflektierender Konstruktionen (Hangar, Flugplatz , Zäune usw.) verwendet. Die Abfragenachricht und die Antwort von Flugzeugen im Flug können jeweils von diesen Oberflächen mit ausreichender Leistung reflektiert werden, um direkte Signale hinzuzufügen, was zu "Geistern" auf dem Radarschirm in falscher Entfernung und Peilung führt.
Eine Methode, die als "verbesserte Unterdrückung der Nebenkeulen der Abfrage" bezeichnet wird, eliminiert vieles davon. In diesem Fall wird zusätzlich zu P2 der Impuls P1 von der omnidirektionalen Steuerantenne ausgesendet. Für den Fall, dass die Richtantenne zum Flugzeug zeigt, werden P1 dieser Antenne plus P1 addiert und dies ergibt den Fall der Unterdrückung bei der Abfrage. In den anderen Richtungen hingegen empfängt das fliegende Flugzeug das Paar P1-P2 direkt von der Steuerantenne und da beide die gleiche Intensität haben (P1 = P2), reagiert der Transponder nicht auf die Abfrage. Dadurch wird der Transponder für eine gewisse Zeit ausgeschaltet, in der Impulse, die von Hindernissen reflektiert werden könnten und einen längeren Weg zurücklegen, keine Antwort erhalten.
Unterdrückung von StörungenDie Antworten des Transponders dauern 20,3 µs und bestehen aus 15 Impulsen, die die angeforderten Informationen im Abstand von 1,45 µs enthalten . Das Hauptinterferenzproblem für ein Sekundärradar ist die Überlappung von Antworten von zwei eng beabstandeten Flugzeugen oder der Empfang angeforderter Antworten von anderen Bodenkommunikationssystemen. Sie wird in synchrone und asynchrone Störungen unterteilt.
ObstAlle Sekundärradare senden auf der Frequenz 1030 MHz , und die Transponder reagieren omnidirektional auf der Frequenz 1090 MHz . Diese Standardfrequenzen ermöglichen es Flugzeugen, von einer Flugsicherungszone in eine andere zu gelangen, ohne jedes Mal die Parameter ihres Transponders ändern zu müssen, diese Antwort kann jedoch von allen sekundären Radarempfängern oder Radargeräten erfasst werden im Strahlungsbereich des Bordsenders befindet.
Auf diese Weise kann der Empfänger einer Station B eine Antwort auf eine Abfrage von einer Station A erkennen, sobald das Ziel C im Überlappungsbereich der Abdeckungen von A und B gefunden wird Antworten werden alle mit einem Radarpuls empfangenen Nachrichten mit denen des nächsten Pulses verglichen. Nur die Antworten, die von einem Puls zum anderen von den gleichen Positionen kommen, werden aufbewahrt, da sie der Abfrage des Sekundärradars entsprechen. Die andere, die so genannten „asynchrone Antworten“ oder „Frucht“ (für F ALSE R eplies U n-synchronisierten I n T ime ), wird zufällig eliminiert positioniert und wird.
GewirrDies sind Antworten, die sich überschneiden, sodass es schwierig ist, sie einem bestimmten Flugzeug zuzuordnen. Sie stammen von den Transpondern zweier Flugzeuge, die sehr nahe beieinander, im Abstand oder im Azimut liegen und daher gemeinsam auf dem Radar ankommen. Dieses Phänomen ist asynchron, wenn der Abstand zwischen den beiden Geräten kein Vielfaches der Zeitdifferenz zwischen den in ihren Antworten enthaltenen Impulsen beträgt. Die verschiedenen Impulse des ersten Gerätes und des zweiten überschneiden sich nicht, sondern wechseln sich in der empfangenen Nachricht ab. Es ist möglich, sie zu trennen, indem sie abwechselnd dem einen oder anderen der Geräte in einem Speicher zugewiesen werden.
Die Verschränkung ist synchron, wenn der Abstand zwischen den beiden Geräten ein Vielfaches der Zeitdifferenz zwischen den in ihrer Nachricht enthaltenen Impulsen beträgt. Die beiden Nachrichten werden dann genau von einem der Impulse überlagert. Es ist unmöglich zu wissen, zu welcher Antwort die Impulse gehören, und die Dekodierung der Nachricht ergibt ein zufälliges Ergebnis. Diese Reaktionen müssen daher eliminiert werden.
Sobald die Daten gefiltert sind, werden sie an das Zentrum gesendet, das diese Informationen benötigt. Sie werden einer Behandlung unterzogen, die mehrere Funktionen erfüllt. Die erste besteht darin, die Genauigkeit der Informationen durch Mischen von Informationen von mehreren Radargeräten zu erhöhen. Durch Gegenprüfung der Informationen wird die Position des Flugzeugs verfeinert. Anschließend erfolgt ein Abgleich mit den vorangegangenen Informationen, um den Kurs des Flugzeugs und dessen Geschwindigkeit zu bestimmen. Diese Informationen werden dann auf dem Radardisplay angezeigt.
Die Tatsache, dass die Bordausrüstung beobachtet werden muss, macht das Sekundärradar für den militärischen Einsatz ungeeignet. Für eine umfassende Detektion wird das Primärradar bevorzugt .