雷達(dá)抗干擾措施在某雷達(dá)上的應(yīng)用

肖 芳

(中國人民解放軍91404部隊(duì) 330所，河北 秦皇島 066001)

0 引言

在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，雷達(dá)所處的電磁環(huán)境越來越復(fù)雜，沒有雷達(dá)抗干擾技術(shù)的雷達(dá)完全失去其發(fā)現(xiàn)測定敵人目標(biāo)的功能。從降低天線旁瓣干擾方面考慮，雷達(dá)抗干擾技術(shù)主要包括旁瓣對消技術(shù)、旁瓣消隱技術(shù)、動目標(biāo)顯示、動目標(biāo)檢測等。本文主要從這幾種技術(shù)入手，探討雷達(dá)抗干擾技術(shù)在雷達(dá)中的應(yīng)用。

1 抗干擾措施

1.1 旁瓣對消

旁瓣對消在有一個輔助天線的情況下抑制一個干擾源的效果非常好。利用主天線與輔助天線相結(jié)合的方式，采用成熟的天線旁瓣對消算法實(shí)現(xiàn)對空間干擾的抑制。主通道接收天線（以下簡稱主天線）具有方向性，而輔助通道的接收天線（以下簡稱輔助天線）是全向的。假設(shè)空間存在一個信號和多個干擾，其中信號從主通道的接收天線主瓣輸入，而干擾是從該天線旁瓣方向進(jìn)入的平面波。圖1中的旁瓣對消器就可將干擾從原始輸入信號中消除，而信號則被保留下來。

圖1 旁瓣對消原理框圖

旁瓣對消系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，輔助天線增益與主天線的旁瓣增益相當(dāng)。自適應(yīng)權(quán)值計(jì)算就是調(diào)整輔助通道的增益和相移量，以使該通道與輔助天線總的增益和主天線旁瓣在干擾到達(dá)方向的增益一致，而該通道的相移量也恰好補(bǔ)償主通道和主天線在干擾到達(dá)方向的總相移，以便主通道和輔助通道的輸出相減以后，干擾的輸出功率趨于零。

假設(shè)輔助通道接收的干擾信號為：x1（n），x2（n），xL（n），而主通道接收的干擾信號為 x0（n）,用向量表示x→（n），d→（n）表示輔助通道和主通道接收到的信號，即：

式中：

T—轉(zhuǎn)置。

式中：

R——輔助通道接收信號的自相關(guān)矩陣，即：

式中：

*——取共軛；

E[.]——取均值計(jì)算。

p——輔助通道和主通道接收干擾信號的互相關(guān)向量，即：

當(dāng)干擾信號為平穩(wěn)隨機(jī)過程時(shí)，輔助通道接收干擾信號的自相關(guān)矩陣、輔助通道和主通道接收干擾信號的互相向量可以由算術(shù)平均計(jì)算，即：

本系統(tǒng)采用一個輔助通道來對消一個干擾源，即L=1，推導(dǎo)出最佳權(quán)值為：

根據(jù)某雷達(dá)的旁瓣對消系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，選取64點(diǎn)采樣點(diǎn)進(jìn)行估算可獲得良好的對消效果，旁瓣對消比優(yōu)于15dB。最后，給出旁瓣對消的具體計(jì)算公式：

1.2 旁瓣消隱

在受到低占空比的積極干擾，如隨機(jī)脈沖干擾時(shí)，則啟動旁瓣消隱算法。

在距離單元n，輔助通道收到的信號幅度為A1(n)，主通道收到的信號幅度為 A0(n)，當(dāng)A0(n)≤A1(n)，令主通道的輸出為零，以減少目標(biāo)檢測過程中的虛警。

1.3 MTI（動目標(biāo)顯示）處理

MTI處理系統(tǒng)中采用3脈沖對消抑制固定目標(biāo)回波和海雜波，3脈沖對消的組成框圖如圖2所示。

圖2 3MTI功能框圖

采用二項(xiàng)式加權(quán)系數(shù)時(shí)，w0=1，w1=-2，w2=1。設(shè)時(shí)域采樣序列為xn（m），n表示雷達(dá)重復(fù)周期，m表示距離單元號，3脈沖對消的計(jì)算公式如下：

3脈沖對消的對改善因子的限制為：

式中：λ為工作波長，fr為脈沖重復(fù)頻率，σv為雜波譜標(biāo)準(zhǔn)差。

在風(fēng)速為8～20m的條件下，海雜波的標(biāo)準(zhǔn)差為1.0m/s左右。按照發(fā)射頻率的頻率460MHz計(jì)算，信號處理三脈沖對消對改善因子的限制為50.7dB。

1.4 MTD（動目標(biāo)檢測）處理

在搜索雷達(dá)模擬狀態(tài)下，需要進(jìn)行MTD處理，MTD是通過MTI基礎(chǔ)上串接多普勒濾波器組實(shí)現(xiàn)的，多普勒濾波器組可以更好地抑制雜波。

1.5 頻率捷變

在390MHz-460MHz的頻率范圍內(nèi)，頻率步進(jìn)間隔為7MHz；在搜索中可以改變頻率，頻率可以自動變化，也可以隨機(jī)變化，也可以人工設(shè)置變化順序。頻率捷變方式和信號處理方式組合如下表1所示。

表1 信號處理方式和頻率捷變方式組合表

1.6 重頻抖動

在單個脈沖處理方式下，可進(jìn)行脈間重頻抖動，抖動范圍0～30%，在MTI或MTD狀態(tài)，可以進(jìn)行脈組重頻抖動。重頻抖動方式：隨機(jī)抖動，也可以按人工設(shè)置的方式抖動。

1.7 輻射控制

在不同的仰角采用不同的發(fā)射脈沖寬度，實(shí)現(xiàn)空間能量管理，對旋轉(zhuǎn)到特定區(qū)域可以關(guān)閉發(fā)射脈沖，通過脈沖寬度的變化，控制發(fā)射功率，降低偵察設(shè)備接收到的信號。

1.8 快速恒虛警

對于無源干擾，有快門限恒虛警處理電路。由于雷達(dá)工作中雜波情況復(fù)雜，回波有可能落入雜波區(qū)，也有可能落入無雜波區(qū)，兩種情況下的干擾相差很大，這時(shí)必須采用恒虛警技術(shù)，保證噪聲、干擾、雜波變化時(shí)虛警率保持恒定，防止雜波很強(qiáng)時(shí)虛警率過高，造成計(jì)算機(jī)飽和。恒虛警主要用于對噪聲和干擾引起的剩余虛警進(jìn)行控制。

2 結(jié)論

以上介紹了某雷達(dá)所采用的幾種抗干擾措施，要根據(jù)實(shí)際情況來應(yīng)用，通過這些雷達(dá)抗干擾措施，保障了雷達(dá)在復(fù)雜電磁環(huán)境下的正常工作。

［1］秦忠宇.相控陣?yán)走_(dá)的自適應(yīng)旁瓣對消系統(tǒng)中的幾個問題[J].系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，1991，3（10）：39-44.

［2］奚瑋.相控陣?yán)走_(dá)自適應(yīng)旁瓣相消技術(shù)研究[D].西安電子科技大學(xué)，2000.

［3］朱家兵，陶亮，高新成，等.基于FPGA的自適應(yīng)旁瓣對消原理及其實(shí)現(xiàn)[J].雷達(dá)科學(xué)與技術(shù)，2003，10（3）.