論二次雷達(dá)系統(tǒng)抗干擾等問題的解決方法

四川九洲電器集團(tuán)有限公司共性技術(shù)研究部 李艷霞

引言

二次雷達(dá)不同于一次雷達(dá)，它需要結(jié)合目標(biāo)發(fā)射的信號(hào)來配合工作，因而二次雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)備中必不可少的便是詢問機(jī)和應(yīng)答機(jī)。二次雷達(dá)在軍事以及航空管制方面具有非常重要的作用，其中最為重要的作用便是敵我識(shí)別。在實(shí)際使用過程中，一些二次雷達(dá)因其“全呼叫”特點(diǎn)，導(dǎo)致信號(hào)傳輸過程中存在信號(hào)干擾的情況出現(xiàn)，這將會(huì)對(duì)系統(tǒng)性能起到不良的影響。也因此，對(duì)二次雷達(dá)系統(tǒng)抗干擾問題的解決方法進(jìn)行研究，已經(jīng)具有非常重要的意義。

1.二次雷達(dá)系統(tǒng)干擾方面的問題

二次雷達(dá)對(duì)航空管制起到非常重要的作用，而在實(shí)際使用過程中，會(huì)受到信號(hào)干擾的影響：1）竄擾問題。當(dāng)有兩部以上的詢問機(jī)對(duì)應(yīng)答機(jī)詢問時(shí)，應(yīng)答機(jī)會(huì)對(duì)所有詢問機(jī)進(jìn)行回答，而詢問機(jī)在接受回答時(shí)，并不只是接收單一回答，而是接收多個(gè)回答，在其中會(huì)竄入其他應(yīng)答機(jī)回答其他詢問機(jī)的信號(hào)，這在某種程度上便是信號(hào)竄擾，也叫做異步干擾；2）混擾問題。在詢問機(jī)進(jìn)行詢問行為時(shí)，會(huì)接收到應(yīng)答機(jī)的回答，但是在回答過程中，出現(xiàn)另外一個(gè)回答，因而這種情況下，詢問機(jī)接收的信號(hào)為混合信號(hào)，兩個(gè)接收信號(hào)會(huì)產(chǎn)生交錯(cuò)、重疊的情況，這對(duì)譯碼能夠產(chǎn)生非常嚴(yán)重的干擾，這便是混擾；3）占據(jù)問題。應(yīng)答機(jī)在接受詢問機(jī)詢問過程中，應(yīng)答機(jī)并不能響應(yīng)其他的詢問，此時(shí)應(yīng)答機(jī)便被占據(jù)了，這將會(huì)造成詢問機(jī)詢問無法第一時(shí)間實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)象出現(xiàn)[1]。

2.二次雷達(dá)系統(tǒng)抗干擾措施

2.1 旁瓣抑制處理法

就目前而言，國內(nèi)二次雷達(dá)通常采取單脈沖天線以及波束發(fā)射形式作為詢問機(jī)發(fā)射，并運(yùn)用與波束、差波束的方式作為應(yīng)答機(jī)應(yīng)答信號(hào)，系統(tǒng)則是采取旁瓣抑制的方式進(jìn)行工作。其中大多采用相位脈沖體制。

1）相位脈沖系統(tǒng)。以兩個(gè)天線通過發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生相位差，從而保證信號(hào)能夠進(jìn)行有效識(shí)別。由于天線波束接收的信號(hào)幅度相同目標(biāo)偏角是以相位函數(shù)為計(jì)算原理而設(shè)定的，在通過詢問天線設(shè)計(jì)以及幅度加權(quán)的方式，便能夠有效控制差波束以最大的角度接近視軸，并且通過壓窄差波束的叉口寬度，從而達(dá)到消除差波束的零點(diǎn)并且提升電平的目的，也能夠有效覆蓋和波束寬角的旁瓣，從而達(dá)到提升信號(hào)傳播的目的。通過這種方式能夠有效提升系統(tǒng)的抗干擾能力，而且保證系統(tǒng)的性能極大提升，從而解決多個(gè)信號(hào)干擾問題；

2）單脈沖系統(tǒng)。單脈沖系統(tǒng)主要依靠和差天線輻射信號(hào)接收原理，其中結(jié)合信號(hào)與接收點(diǎn)之間產(chǎn)生的差幅與和幅差別，來辨別信號(hào)的有效性，從而確定辨別檢測范圍內(nèi)是否存在應(yīng)答機(jī)。其主要流程如下：和幅＞差幅，如果否，則判定分辨角內(nèi)無目標(biāo)；如果是，則納入算式：和幅-差幅＞8dB中，在這個(gè)算式中，如果回答為否，則判定辨別角內(nèi)無目標(biāo)；如果回答為是，則說明辨別角內(nèi)存在應(yīng)答機(jī)信號(hào)。通過這種方式，能夠有效判定信號(hào)來源方位與詢問機(jī)之間的位置，其中包含混擾信號(hào)產(chǎn)生的虛假信號(hào)信息，從而達(dá)到壓窄波束寬度的目標(biāo)[2]。

2.2 同步竄擾處理方式

1）滑窗法。傳統(tǒng)的二次雷達(dá)通常采用接收、應(yīng)答信號(hào)進(jìn)行交疊處理的方式，這種方式主要基于滑窗原理。首先以檢測的方式，結(jié)合相鄰間隔脈沖的情況，來檢測波形的框架，隨后通過幻影處理的方式，從而保證其中第一個(gè)框架以及最后一個(gè)框架的有效性。然后，將框架的代碼進(jìn)行提?。捍嬖诖a的框架中設(shè)置為1，沒有代碼的框架設(shè)置為0。這種方式能夠有效確定每一個(gè)應(yīng)答機(jī)脈沖位置，而且能夠精確檢測出可能存在的框架，由于操作較為簡便，也能夠?yàn)椴僮魅藛T帶來一定的便利。通過這種方式，能夠在密集度較低的情況下解決大部分干擾問題。但是這種方式由于構(gòu)建原理，導(dǎo)致其存在一些無法避免的缺點(diǎn)，該缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在應(yīng)答交替中僅能同時(shí)應(yīng)對(duì)兩臺(tái)應(yīng)答機(jī)，一旦數(shù)量超過兩臺(tái)，其檢測的效率急劇下降，此外，如果幻影較多，還會(huì)出現(xiàn)誤判以及錯(cuò)判的情況。

2）多雷達(dá)數(shù)據(jù)融合法。多雷達(dá)數(shù)據(jù)融合法主要通過利用多種傳感器的方式，通過對(duì)檢測信息進(jìn)行全方位檢查，從而達(dá)到信息科學(xué)分配、使用的目的。通過這種方式，能夠有效將干擾信息冗余或者互補(bǔ)信息通過整合處理的方式，來實(shí)現(xiàn)抗干擾的目標(biāo)，從而使被觀察信號(hào)在檢測過程中，得到信息一致的信號(hào)。在竄擾信號(hào)產(chǎn)生干擾情況下，如果僅憑借雷達(dá)數(shù)據(jù)的采集，完成應(yīng)答機(jī)信號(hào)的收集，避免虛假信號(hào)產(chǎn)生的影響，難度非常大，因而在實(shí)際操作中可以憑借多雷達(dá)數(shù)據(jù)融合法。多雷達(dá)數(shù)據(jù)融合法可以采取多個(gè)雷達(dá)信號(hào)共同覆蓋，一旦在某一個(gè)雷達(dá)中出現(xiàn)新的目標(biāo)，在這種情況下，可以中斷其他目標(biāo)信息采集，集中處理新的目標(biāo)，而在多雷達(dá)進(jìn)行航跡采集中，一旦出現(xiàn)兩個(gè)或者兩個(gè)以上的穩(wěn)定航跡，而且在新目標(biāo)以及中斷采集的3/A模式的代碼具備位或關(guān)系，便能確定新目標(biāo)為虛假目標(biāo)，通過這種方式能夠有效提取出信號(hào)中的有效信號(hào)，并且避免虛擬信號(hào)對(duì)系統(tǒng)造成不良干擾。

3.總結(jié)

綜上所述，在二次雷達(dá)系統(tǒng)中干擾問題能夠造成不良的影響。本文通過系統(tǒng)的角度，結(jié)合日常維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用常用的相位脈沖和單脈沖系統(tǒng)、滑窗法以及多雷達(dá)融合法對(duì)二次雷達(dá)抗干擾能力的提升進(jìn)行研究。就目前而言，我國中、東部地區(qū)已經(jīng)逐漸普及多雷達(dá)覆蓋方式，這種方式在某種程度上能夠有效避免二次雷達(dá)受到信號(hào)干擾的不良現(xiàn)象。在未來，還需要通過進(jìn)一步研究關(guān)于參數(shù)的設(shè)定以及干擾信息屏蔽的細(xì)則，以此來達(dá)到提高二次雷達(dá)抗干擾能力的目的。