某航管二次雷達受擾問題定位及分析

崔海歐 方詠秋

摘 要：近年來，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，各型射頻設(shè)備大規(guī)模使用，導(dǎo)致電磁環(huán)境變得越來越復(fù)雜，二次雷達受到電磁干擾導(dǎo)致無法正常工作的事情頻繁發(fā)生。2009年某二次雷達系統(tǒng)受到不明干擾，導(dǎo)致無法及時發(fā)現(xiàn)目標，形成連續(xù)航跡。針對此問題，我們運用加裝頻譜分析儀 R&S FSP30和帶1～18GHz前置預(yù)放的標準增益喇叭天線的測試車輛對該地區(qū)的L頻段電磁環(huán)境進行測量，定位干擾源，同時為確定此干擾源排查的準確性，使用CT studio工具對其進行仿真分析，與干擾現(xiàn)象相符，在通知管理部門采取有效措施后，后期沒有再出現(xiàn)干擾現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：二次雷達 同頻干擾 頻譜分析

中圖分類號：TN95 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）007-016-03

1 引言

隨著信息社會迅猛發(fā)展，無線電應(yīng)用不斷增加，越來越多的信號干擾問題出現(xiàn)在無線通信領(lǐng)域。其中同頻干擾存在著排查難，定位不準確，識別復(fù)雜等諸多問題。一些專用的信道也因各種非法無線設(shè)備的應(yīng)用而受到干擾，而某些干擾可能對關(guān)鍵設(shè)施產(chǎn)生及其嚴重的后果，造成人民生命財產(chǎn)的損失。本文以某地區(qū)航管二次雷達受擾為例，初步闡述這種干擾危害。

2 問題描述

2009年9月，某二次雷達系統(tǒng)在對某城市上空的飛行目標進行詢問時，沒有形成點跡，或者形成的航跡不連續(xù)。

二次雷達工作符合國際通用標準，詢問信號工作于1030MHz？.2MHz，應(yīng)答信號工作于1090MHz？MHz。 而應(yīng)答碼正確解碼的前提條件是在20.3 s的框架脈沖F1和F2之間，所有的應(yīng)答脈沖幅度應(yīng)基本相等，最大相差幅度在？00mV之內(nèi)。

經(jīng)過對問題現(xiàn)象的初步分析，在該城區(qū)內(nèi)可能存在一同頻干擾源，干擾航管二次雷達正常接收。為了查找并定位干擾源位置，我們使用地面移動測試車在該城區(qū)內(nèi)對航管二次雷達接收頻點1090MHz附近的信號進行了監(jiān)測，具體測試路線繞其城區(qū)一周。測試儀器使用頻譜分析儀 R&S FSP30和帶1～18GHz前置預(yù)放的標準增益喇叭天線。測試設(shè)備圖如圖1所示。

3 測試數(shù)據(jù)分析

本次測試我們主要關(guān)注的是二次雷達接收頻點（1090MHz）附近信號的電磁環(huán)境背景，共采集了近300個數(shù)據(jù)樣本。在該城區(qū)的某小區(qū)附近發(fā)現(xiàn)1個1072MHz～1088MHz的寬帶跳頻脈沖信號，信號幅度接近-50dBm（如圖2所示）。測試車圍繞該小區(qū)兩圈，期間我們通過調(diào)整天線方向，發(fā)現(xiàn)該信號為一個定向信號，信號輻射方向為南向。而在其它地點測試時，在1090？MHz附近無明顯干擾信號，但在1082MHz和1098MHz頻點附近有兩個跳頻脈沖信號，跳頻帶寬為4MHz左右（如圖3所示），此信號經(jīng)分析應(yīng)為塔康信號，對二次雷達接收未產(chǎn)生干擾。根據(jù)該平臺二次雷達接收機的特性，其3dB帶寬為1090？MHz，因此初步判斷此信號對二次雷達的工作產(chǎn)生了干擾。

圖2 有干擾情況下，二次雷達應(yīng)答信號頻譜

圖3 無干擾情況下，二次雷達應(yīng)答信號頻譜

4 干擾源定位

在發(fā)現(xiàn)疑似干擾源后，我們及時將情況通報了當?shù)氐念l率管理委員會并協(xié)助該委員會的同志對該小區(qū)附近存在的疑似干擾源進行了定位和分析。測試中我們成功的發(fā)現(xiàn)了干擾源（如圖4所示）。該干擾源位于小區(qū)一建筑物內(nèi)，作用是將視頻監(jiān)視信號傳回小區(qū)監(jiān)控室。

在此次測試中，我們在干擾源附件測試的1080MHz頻域信號附近存在的跳頻信號整個作用帶寬為1068MHz～1092MHz范圍左右（如圖5所示），正好干擾了任務(wù)二次雷達的應(yīng)答信號。從時域信號測試結(jié)果看，1080MHz頻點處的信號是一個脈沖周期信號，信號周期為64us，脈沖持續(xù)時間分別為35.2us、40us和48us（信號的占空比超過了50%），其雜散信號嚴重的干擾了1090？MHz頻段的信號（如圖6所示）。而當我們將定位到干擾源并且關(guān)閉干擾源后，發(fā)現(xiàn)1090？MHz附近信號工作正常，干擾現(xiàn)象消失，相關(guān)頻域及時域信號分別如圖7和圖8所示。

5 仿真分析

按照干擾源的天線形式，我們應(yīng)用CST Studio對其輻射方向圖進行了仿真分析，具體分析結(jié)果如下所示。圖9為天線模型建模（天線為兩組13單元的八木天線組成的天線陣，天線仰角為7埃？0為此天線陣的三維輻射方向圖，圖11為此天線陣的水平面（H面）方向圖，圖12為此天線陣的垂直面（E面）方向圖。從仿真結(jié)果中我們可以看出：此天線陣的最大增益為12.85dB左右，主瓣方向在俯仰面上仰7埃轎幻娑？6按ΓńJ倍ㄗ曛醁指向正東）。由前面的測試結(jié)果我們可以估計出此干擾源在1090MHz的抑制度為22dB左右，假設(shè)此干擾源發(fā)射機的發(fā)射功率為37dBm（5W），則經(jīng)過天線輻射的功率在1090MHz頻點處為27.8dBm（608mW）左右，根據(jù)該二次雷達設(shè)計指標，其天線增益為33dB左右，接收機正切靈敏度為-80dBm，應(yīng)用自由空間衰減公式（L=32.44+20logf（MHZ）+20logd（km）），我們可以估計出此干擾源在主瓣方向上影響二次雷達接收的最遠距離為240km左右。

6 結(jié)論

在發(fā)現(xiàn)干擾源后，相關(guān)部門便采取措施對此類問題進行了處理。主要是從兩個方面進行：（1）對干擾航管二次雷達的危害進行針對性的宣傳和教育，使之自覺地控制使用具備干擾源的設(shè)備。（2）借助于管理部門的管理措施，對市場上相關(guān)設(shè)備進行查處，即對市場上銷售該類產(chǎn)品的商家進行管理，依法處理那些生產(chǎn)與銷售的商家，使之在市場上沒有銷售空間，以此達到控制干擾源的目標。

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