从20世纪30年代末至20世纪50年代初，二次雷达敌我识别系统经历了从发明到在空中交通管制系统中推广应用的过程。在第二次世界大战期间，作战需求和武器技术的进步推动了二次雷达敌我识别系统的发明和发展。第二次世界大战后，随着作战需求的变化及二次雷达敌我识别系统在民用航空领域的推广应用，二次雷达系统技术体制带来的问题逐步暴露出来。经过不断地暴露问题、解决问题及应用新技术，二次雷达敌我识别系统逐渐趋于完善和成熟。

二次雷达敌我识别系统基于二次雷达工作原理，通过询问-应答方式完成目标敌我属性的识别，主要用途是对一次雷达发现的目标进行敌我属性识别，防止对我方目标造成伤害。在第二次世界大战期间，西方国家研制出的二次雷达敌我识别系统有 Mark I、Mark II 和Mark III，第二次世界大战后又研制出Mark V、Mark X、Mark XII，与此同时苏联研制出硅-1、硅-2、硅-2M二次雷达敌我识别系统。

1.Mark I、Mark II和Mark III

在第二次世界大战期间，英国科学家在发明一次雷达后，发现一次雷达显示器上的目标混淆不清，分不清目标的敌我属性，因此一次雷达不能在防空系统中应用。为此，英国科学家在20世纪30年代末至40年代初先后研制出了3种二次雷达敌我识别系统，即Mark I、Mark II和Mark III，用来识别一次雷达显示器上目标的敌我属性。

Mark I是一种闪烁的谐振反射器，使雷达回波脉冲产生闪烁，以便雷达操作手能在一次雷达显示器上识别我方目标。Mark I 工作原理图如图 1.1 所示，在飞机上安装一个闪烁的谐振反射器，一次雷达辐射的电磁波照射到该谐振反射器上，一次雷达接收机接收该谐振反射器产生的雷达回波信号，并且在一次雷达显示器上显示出与普通雷达回波脉冲不同的闪烁的雷达回波脉冲，雷达操作手以此为根据识别我方目标。

图1.1 Mark I工作原理图

Mark II工作原理图如图1.2所示。Mark II由机载敌我识别应答机和与一次雷达配套的敌我识别接收机组成。应答机安装在飞机上，用来接收一次雷达辐射的电磁波，并发射载波频率为200MHz的应答信号。接收机安装在一次雷达附近，用来接收应答机发射的应答信号，应答脉冲与雷达回波脉冲一起在一次雷达显示器上进行显示。雷达操作手根据显示的应答脉冲识别一次雷达显示器上的我方目标。

图1.2 Mark II工作原理图

英国科学家研制的Mark II于1942年10月26日在美国进行了第一次飞行测试，工作距离在70海里（1海里=1.852千米）以上，超过了SCR-268火控雷达的跟踪距离。Mark I和Mark II是针对指定的雷达频率设计的，因为不同雷达的信号波形和工作频率各不相同，所以要求应答机接收所有不同频率、不同波形的雷达信号，这在当时的技术条件下是很难实现的，因此Mark I和Mark II没有得到推广应用。

Mark III工作原理图如图1.3所示。Mark III由独立的地面询问机和机载应答机组成，工作频段统一为标准频段，即157～187MHz，不需要接收不同频率的雷达信号。询问天线在结构上与雷达天线集成，并安装在雷达天线顶部，询问机单独安装在雷达附近。应答机采用单独的全向天线。一次雷达发现目标后，启动二次雷达询问机向目标发射询问信号，目标上的应答机接收到询问信号后，发射对应的应答信号。询问机接收到应答信号后，将检测到的应答脉冲传送至一次雷达，并且在一次雷达显示器上进行显示。应答脉冲在一次雷达显示器上位于雷达回波脉冲后面，但比雷达回波脉冲更稳定，脉冲宽度更宽，便于雷达操作手识别我方目标。询问机可以安装在地面、船上或飞机上，与早期预警雷达和火控雷达配合完成目标识别。

Mark III于1941年开始在美国大批量生产并得到大量应用。到第二次世界大战后期，西方盟军的所有飞机和军舰都装备了Mark III。

图1.3 Mark III工作原理图

2.MarkⅤ

随着Mark III在西方盟军中广泛使用，这种系统的主要功能越来越得到军方认可，但同时暴露出设计上的限制，特别是在面对敌方的电子干扰时，Mark III的有效使用期预计不会很长。于是在英国政府和美国政府的共同支持下，美国海军研究实验室负责组织英国和美国熟悉Mark III的工程师成立了联合研究小组，从1943年中期开始在美国着手新一代能力更强的Mark V的研究工作。

Mark V继承了Mark III的询问-应答方案，询问频率和应答频率在同一波段内，主要的设计改进如下。

（1）系统使用了L频段，工作频率比Mark III高6倍。

（2）设计更多的工作频道，以便满足越来越多的作战平台需要。

（3）对询问信号和应答信号进行编码，以便提高保密性和安全性。

（4）对应答机和着陆系统的信标机进行统一设计。

Mark V的主要功能如下。

（1）对一次雷达发现的可能是敌方目标的飞机和军舰进行识别。

（2）统一国家信标功能：当飞机返航时，机载询问机对安装在地面上的应答机进行询问，以便引导飞机安全着陆。

Mark V的工作频段为950～1150MHz，频率间隔为15MHz，共有12个工作点频。一次工作中询问机使用其中一个频率，应答机则使用另一个频率。由于询问频率与应答频率不同，因此询问机、应答机可以共用一个天线。Mark V的天线采用垂直极化天线，与Mark III一样。询问机和应答机均采用了超外差接收机方案，中频为60MHz。询问机使用双脉冲编码，脉冲宽度为1μs，脉冲间隔为几微秒。应答机的双脉冲译码器采用了反射延迟线方案，通过开关切换完成不同间隔的双脉冲译码。由于多点频选择在当时很难实现，因此在后来的研究中放弃了多点频选择，重点研究多脉冲编码。Mark V只生产了少量产品供外场测试使用，没有形成装备。第二次世界大战结束后，Mark V计划就被其他计划代替了。

3.MarkⅩ和MarkⅩ（SIF）

第二次世界大战后，美国的研究工作升级到马克 X（Mark X），有时又叫作Mark 10。它的工作频段为952～1139MHz，频率间隔为17MHz，共有12个工作点频。询问脉冲和应答脉冲宽度均为1μs，询问模式有模式1、模式2和模式3。模式2的应答信号是宽度为16μs的两个脉冲，模式1和模式3的应答信号是一个单独的脉冲。其中，模式1是所有目标识别的通用工作模式。由于Mark X的询问编码和应答编码非常简单，没有飞机代码识别功能，因此不能对发射应答信号的飞机进行个别识别。

Mark X（SIF）弥补了上述缺点，SIF的意思是具有选择识别功能，即具有个别识别功能。Mark X（SIF）的询问频率为1030MHz，应答频率为1090MHz。最初设计的Mark X（SIF）的应答编码如图1.4所示，其中有两个框架脉冲，相距20.3μs；在框架脉冲之间，每隔2.9μs有一个脉冲位置，共有 10 个应答编码；第 9 个脉冲位置是个别识别脉冲位置。后来经过改进，Mark X（SIF）的应答信号由具有多达15个脉冲位置的脉冲串组成，也具有选择识别功能。改进后的Mark X（SIF）有3个询问模式，即模式1、模式2、模式3。Mark X（SIF）的应答编码能力如下：

（1）模式1：32个应答编码。

（2）模式2：4096个应答编码。

（3）模式3：64个应答编码。

改进后的Mark X（SIF）具有位置识别和紧急情况应答功能，并且具有询问旁瓣抑制功能。

图1.4 最初设计的Mark X（SIF）的应答编码

4.IFF MarkⅩA

IFF Mark XA 是世界上第一套相对完整的二次雷达系统，该系统的询问信号和应答信号格式基本上与Mark X（SIF）相同，两个系统基本上可以兼容。IFF Mark XA提供的扩展模式和应答编码能力如下。

（1）模式1：32个应答编码。

（2）模式2：4096个应答编码。

（3）模式3/A：4096个应答编码。

（4）C模式：高度码。

根据各自的需要，有些国家的模式1具有4096个应答编码能力。另外，国际民航组织规定，模式3与二次监视雷达A模式必须兼容，因此模式3/A是军用飞机和民用飞机的共用模式。

5.硅-2

1954年，苏联研制出硅-2二次雷达敌我识别系统，它又叫作东方识别器，其主导研制企业是苏联第十七科学研究所（位于莫斯科）。与硅-1不同，硅-2进行了两项重大改进。一是将二次雷达询问信号与3cm或10cm波段的一次雷达信号相结合，形成组合询问信号。在目标上同时安装3cm和10cm雷达信号检波器及二次雷达敌我识别应答机，只有接收到一次雷达信号和二次雷达询问信号的组合询问信号，应答机才发射应答信号，因此提高了系统的角度分辨力。系统的角度分辨力取决于雷达的角度分辨力。二是在应答机应答信号中增加了音频调幅信号，应答脉冲串由一个个不同频率的音频调幅（AM）脉冲组成，不同频率的音频信号就是系统的密码，从而提高了系统的安全性和抗欺骗能力。改进后的型号被称作硅-2M，现在俄罗斯及其盟友的所有飞机、舰艇、地面雷达和防空导弹系统（包括便携式防空导弹系统）都装备了硅-2M。