应答器：框图、工作原理、类型、代码及其应用
应答器是在第二次世界大战期间通过结合发射器和应答器术语而发明的。这些设备在当今的航空、卫星通信以及医疗领域发挥着关键作用。在卫星上，转发器是一种发射接收设备，用于在收到固定信号后传输信号。该设备处理放大并将各种频率重新传输到地球上的另一个天线或位置或终端。卫星上有不同的转发器，每个转发器都能够支持最少或更多数量的通信信道。本文讨论应答器的概述、其类型、代码及其应用。
什么是应答器？
自动接收并响应传入信号的控制设备称为应答器。应答器是发射器和响应器或接收器的组合，因此术语“应答器”是通过组合发射器 (trans) 和响应器 (ponder) 这两个术语来获得的。应答器的功能是检测、识别和定位物体，因此经常出现在军用飞机、民用等领域。
应答器应用广泛，包括卫星通信、航空、雷达系统和电信。
转发器在卫星内执行发射器和应答器功能。在空间段子系统中，应答器是最重要的子系统之一。应答器频率为；它从 SSR（二次监视雷达）以 1030 MHz 频率进行询问，并以 1090 MHz 频率进行响应。
6/4 GHz 频段转发器框图
卫星中的转发器是一组不同的元件，其作用类似于通信通道。单转换 6/4 GHz 频段转发器框图如下所示。下面讨论应答器内每个元件的操作。
在上面的框图中，当信号从一端传输到另一端时，6GHz信号被转换为4GHz。首先，从天线接收 6 GHz 信号，并将其提供给 LPF（低噪声放大器），在其中执行信号放大。此外，该放大信号通过本地振荡器下变频至 4 GHz，频率为 2.225 GHz。
之后，中频 (IF)带通滤波器(BPF) 接收 4 GHz 的输出信号并去除不需要的频率信号。此外，滤波后的信号通过前置放大器进行放大。之后，前置放大器的输出送给HPA或高功率放大器。该放大器对所获得的信号的相位和幅度差进行调节。
因此，通过这种方式，应答器中的不同单元会将信号从 6 GHz 下变频到 4 GHz，并将高功率放大器输出的放大信号提供给发射天线。因此，6/4 GHz 应答器就是这样工作的。
应答器工作原理
应答器使用无线电频率并响应无线监控、控制设备信号和通信。一旦发送信号，应答器就会通过简单地返回识别的信号来做出反应。响应中的信息根据应答器的类型而变化，尽管它可以包含识别代码和位置。应答器自动以固定频率发回无线电信号。要同时发送和接收信号，应将发送和接收信号设置在不同的频率。
应答器类型：
不同的通信系统中使用多种类型的转发器。以下是一些常见的类型：
卫星转发器
如前所述，卫星转发器接收来自地球站的信号，将其放大，然后将其重新传输回地球。这些转发器用于卫星通信系统，以促进远距离通信。我们已经看到了上面关于卫星转发器的内容。
卫星转发器执行频率转换和接收输入信号放大两种功能。卫星转发器有两种类型，例如弯管式和再生式，下面讨论。
弯管型应答器也称为传统应答器或中继器。该应答器获取微波频率信号，然后将输入信号频率改变为射频频率，然后放大信号。
再生转发器也称为处理转发器，它执行弯管转发器的功能，如频率转换和放大，还执行射频载波解调到基带、信号和调制再生。这些应答器仅适用于数字信号。这些应答器具有许多优点，例如信噪比提高，并且在实施过程中具有更大的灵活性。
航空应答机
航空应答器在飞机上用于空中交通管制和识别目的。它们接收来自地面雷达系统的信号并发送响应，其中包括有关飞机身份、高度和其他相关数据的信息。这有助于在飞行过程中跟踪和监控飞机。空中交通管制员发送询问器信号并通过飞机获取识别信息。这使得控制塔能够跟踪附近空域内的飞机，并提供其他信息来帮助飞行员与另一架飞机保持足够的距离。
雷达应答器
雷达应答器是用于增强飞机在雷达系统上的可见度的设备。它们从地面雷达系统或另一架飞机接收雷达信号，并立即将响应信号传输回源。这使得雷达系统能够更准确地检测和定位飞机。
雷达应答器主要设计用于SAR（搜索和救援）行动。该应答器主要通过X波段雷达为任何附近的船只和飞机提供位置。这些也适用于救生筏和救生艇。
广播自动相关监视 (ADS-B) 应答器
ADS-B 应答器在航空领域用于监视和跟踪目的。它们接收 GPS 信号，并将有关飞机的位置、高度、速度和其他数据的信息传输到地面接收器和其他配备 ADS-B 系统的飞机。这有助于增强态势感知和空中交通管理。
电信转发器
电信转发器用于各种通信系统，例如光纤网络、无线网络和卫星通信。它们接收传入信号，放大信号，然后将其重新传输到目的地。这些转发器用于扩展通信信号的范围并提高通信信号的质量。
光纤转发器
光纤转发器是用于使用光纤发送和接收光信号的元件。它通常以其数据速度和信号可以移动的最远距离为特征。光纤转发器的主要功能是；光电信号转换、监测与控制、串行化与反串行化。
光纤转发器用于 WDM 网络。
它用于从多模转换为单模。
每个光转发器都包含一个冗余光纤路径选项，用于额外保护
一些光转发器有效地扩展光信号以覆盖优选距离。
光转发器用于在商业网络内执行波长转换。
RFID 应答器
RFID中使用的应答器被称为RFID应答器。这些也称为标签，提供存在于芯片存储器内的唯一且特定的识别号。与简单的 ID 号相比，智能卡应答器具有额外的内存，可以存储大量数据。该存储器的容量经常用于不同的支付、时间/位置访问认证以及存储重要数据或需要安全的其他应用。
根据阅读器主动和被动的通信技术，这些应答器分为两类。有源应答器包括一个电源，用于增强应答器和阅读器之间的传输信号。这些主要用于识别托盘和火车车厢，允许读取数米远的距离。无源应答器用于读取几厘米到 15 米的距离。与有源应答器相比，这些应答器具有许多优点，例如价格更低、寿命更长等。
太阳通行证转发器
它是一种便携式转发器，在接受 E-ZPass 的不同国家/地区使用。该应答器通过单一收费账户实现不间断行驶，为驾驶员提供自动支付通行费的便利。这种类型的应答器通过射频与设备和收费站读卡器进行通信。每当您的汽车经过配备 SunPass 的车道时，收费站费用就会从您的预付费帐户中以电子方式扣除。
控制空中交通的应答器类型：
应答器分为三种类型：应答器 A、应答器 C 和应答器 S。
应答器 A 用于将代码传输回空中交通管制。
应答器 C 用于向空中交通管制传输代码、高度或飞行高度层信息。
应答器 S 用于传输代码和高度信息，同时向其他应答器报告和获取数据。
所有这些应答器都应能够生成包含 1 到 7 个数字的 4 位代码，即 4,096 个可实现的代码。
应答器代码
应答器代码通常是由飞机应答器发送的 4 位数字，用于回复二次监视雷达询问信号，以帮助空中交通管制员通过交通隔离。空中交通管制员会分配一个单独的应答器代码（称为尖叫代码），用于仅识别 FIR（飞行信息区域）内的飞机。
紧急情况下使用的应答器代码：
在紧急情况下，飞行员必须发送以下适合其位置的应答器代码：
模式 3A 代码 7700 用于紧急情况。
模式 3A 代码 7600 用于通讯故障 –
模式 3A 代码 7500 用于非法干扰 –
应答器要求
不同类别的空域包括不同的应答器要求。
在 A、B 和 C 类空域，所有飞机都应配备 C 模式应答器。
D 类空域不需要应答器，因为在此类空域中，飞行员只需要双向无线电通信。
E 类空域中的应答器要求将根据飞机的高度而有所不同：
平均海平面以下 10,000 英尺不需要应答器，除非飞机位于 B 级机场 30 海里范围内。
平均海平面以上或 10,000 英尺处需要具有高度报告能力的应答器。
收发器与应答器
收发器和应答器之间的区别包括以下内容。
收发器是用于发送和接收信号的设备。应答器是一种接收无线电信号并自动发送不同信号的设备。
收发器通过串行接口与主机系统进行电气连接。应答器使用并行接口。
收发器消耗更少的功率。应答器消耗更多电量。
收发器频率范围为 4.9 – 5.9 GHz。应答器频率范围为 1030 至 1090 MHz。
收发器的例子有：nRF、BLE 模块、Lora 等。应答器的例子是：RFID标签、433MHz发射器等。
优点
应答器的优点包括以下几点。
它改进了功能。
它提供安全性。
使用和处理都很简单。
它更安全。
它提高了汽车运输商和驾驶员的效率和生产力。
它减少了柴油的使用和二氧化碳的排放。
它通过保存记录和自动报告来减少汽车运营商和政府的文书工作。
针对高风险运营商，提高执法效率。
它通过在不同州和 FMCSA（联邦汽车运输安全管理局）之间共享商用车数据来提高完整性、准确性和凭证验证。
它允许汽车运输商从执法和管理机构快速获取数据。
它提高了信噪比，并且在实施中具有更大的灵活性。
应用领域
下面讨论转发器的应用。
应答器用于卫星、民用和军用飞机。
这些技术用于不同的技术，如声纳、车钥匙、飞机识别、光通信、电子收费系统、通信卫星、信用卡磁性标签、单圈计时等等。
它用作飞机航空电子系统的一部分，以提供高度信息。
在一颗卫星中，有多个转发器，每个转发器都支持一个以上的通信信道。
这些用于先进车辆传输和接收信号
它用于接收音频和视频信号。
声纳应答器用于根据水下位置的标记来测量距离。
这些可以作为汽车钥匙头部内的小芯片使用。
这些用于防空，以识别敌人和物体。
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