S模式二次雷达(SSR)是为了克服A/C模式二次雷达的技术缺点,而在其现有的技术标准上开发的一种新型雷达。它在功能上除了兼容A/C模式的所有功能外,还提供了增强的高度、识别监视功能和数据链功能。它可以提供详细的航空器目标信息,作为空管自动化系统的数据来源。由于S模式有着巨大的优点,它在北美和欧洲的民航系统中得到了广泛的应用,在国内的应用也随之逐渐增长。由于技术条件的限制,国内几乎所有的机场和航空器,特别是机载设备都采用的是国外厂商生产的设备。造成这个局面的原因有两方面:第一是国内研制的S模式应答机技术水平较低,支持的数据协议版本能力与国外厂商有差距;第二是由于民用航空电子设备对安全性能要求极高,需要取得适航合格证才能在民航飞机上进行安装使用。要取得适航合格证,不仅要保证产品在技术上完全满足局方有关文件的规定,同时要保证其研发的过程也符合规定的流程。这就对研发设备的活动从技术上和流程上都提出了要求。只有按照局方的要求进行产品研发,提供审查文件并通过审查,才有可能取得适航合格证。本次研究正是为了解决上面的问题。为解决技术上存在差距的问题,在深入理解分析S模式二次雷达工作原理的基础上,通过查阅最新版本的S模式应答机最低性能指标文件(Minimum Operational Performance Standards for Air Traffic Control Radar Beacon System/Mode Select(ATCRBS/Mode S)Airborne Equipment)DO-181E文件,总结了S模式地空通信的过程,分析了其相关的信号格式、数据编码和通信协议。特别对4/5/20/21的通信过程以及MB字段的含义做了详细的分析。根据分析的结果总结出相应的技术文件和流程说明,为后续的样机开发提供技术支持。为了解决在研发过程中如何按照适航流程进行开发的问题,归纳总结了按照DO-178(Software Considerations in Airborne Systems and Equipment Certification)和DO-254(Design Assurance Guidance For Airborne Electronic Hardware)两个文件进行软件开发和硬件开发的过程所需要遵守的标准流程。然后按照这个流程进行了地空监视通信过程的需求设计开发。完成需求设计后,使用Quartus和Modelsim工具,借助VHDL语言进行了地空监视通信过程的模拟仿真,对仿真的过程进行测试,验证了S模式地空监视通信的过程。在模拟仿真的过程中,提出了一种FPGA器件的选型的方法。经过分析仿真的测试结果,可以验证涉及到S模式的地空监视通信过程的数据和协议被正确地理解和执行,达到了本次研究的目的。