雷達同頻抗干擾的技術(shù)手段

濮敏惠 陳仁通 郭華 張建軍

摘要：雷達之間的同頻干擾將使雷達目標顯示器上呈現(xiàn)出大面積干擾信號，使雷達不能正確探測和跟蹤正常目標，導致接收機過載，直接造成了前端硬件損壞以及其他惡性后果。所以有必要對同頻干擾的機理開展深入研究，試圖找到消除或者降低雷達之間干擾的有效措施。

關(guān)鍵詞：雷達同頻;抗干擾;機理

1同頻干擾概述

同頻干擾屬于無線電干擾的一種，指的是兩種信號源發(fā)出的信號的頻率相同，即無用信號源與可用信號源產(chǎn)生的頻率相同，在進行信號的傳輸時會造成干擾，使可用信號源不能達到理想的傳輸狀態(tài)。目前工程師都在探究一個問題，怎么樣才能夠避免無線通信時造成的同頻干擾。從硬件角度方面來分析，如果想要更好的避免同頻干擾，就可以增加可以使用的寬帶，能夠有效的減少同頻干擾帶來的影響。從另一個角度來分析可以采取屏蔽法，由于微波信號對某些障礙物照射的情況比較差，我們可以把天線系統(tǒng)放在周圍有山或者是樓房較高的地方，這樣的地方對信號有一定的屏蔽作用。也可以利用人為的方法，建一個金屬屏蔽網(wǎng)。對相鄰兩個發(fā)射臺，采用不同的極化方式和調(diào)頻技術(shù)也是避免同頻干擾有效的方法。適當?shù)臏p少遠距離通訊的傳輸，消除信號的干擾。同頻干擾的干擾強度與距離的遠近也有極大的關(guān)系，無用信號源與該信號源二者距離較近時，干擾強度就越大，對人類造成的影響也就越大。距離只是影響干擾強度的一個條件與設(shè)備的參數(shù)和地理條件等因素也有密切的關(guān)系。同頻干擾的特點：無用信號源可以對本身信號源進行監(jiān)聽，也會干擾到通話質(zhì)量。一些特殊單位對電話進行監(jiān)聽時，利用的就是同頻干擾的這個特點。

2常見的雷達抗干擾技術(shù)

雷達抗干擾措施可以分為系統(tǒng)固有的措施和允許操作員針對不同干擾進行選擇的措施兩類，而前者更多的與硬件體制相關(guān)，雷達成型后一般不會輕易變動，所以雷達的自適應對抗措施選取更多的是在人工可選擇的干擾措施中進行，然而被動抗干擾措施和無源抗干擾措施大都集中在人工可選擇措施中（允許操作員針對不同干擾進行選擇的措施），而這些措施的應用往往會帶來目標檢測損失，因此可以考慮將對抗措施帶來的目標檢測損失作為影響因子，對針對某種干擾的所有對抗策略進行量化加權(quán)，然后對這些對抗策略按目標檢測損失從低到高進行排序。初始時默認選擇排序值位于中間偏小的干擾對抗策略，后面再根據(jù)干擾對抗效果實時的增加或降低當前干擾對抗策略的選取值，最終達到干擾對抗效果與目標檢測損失的均衡態(tài)勢。以PD雷達為例，可以借助高重復頻率法加大輻射平均功率，針對由此產(chǎn)生的回波信號進行相參積累，以此形成處理增益，例如當PD雷達的相干處理時間為100ms時，其脈沖重復頻率為50kHz，則脈沖處理增益指即為二者乘積5000（37dB）。從分辨率角度入手，可以通過限定目標探測范圍的方式提高抗干擾能力。以脈沖多普勒技術(shù)為例，由于在PD雷達中位于同一個脈沖組中的信號帶有一定的相參性，當其經(jīng)由積累接收后便可以形成較窄的譜線寬度，倘若CPI的值為100ms，則譜線寬度值便為10Hz，由此產(chǎn)生的PD信號具有較強的分辨性，只需借助窄帶過濾器便可以完成信號譜線的過濾，實現(xiàn)對其外部雜波干擾與噪聲干擾的良好對抗效果。

3雷達同頻抗干擾的技術(shù)手段

3.1使進入接收機的同頻干擾能量逐步降低

雷達接收機的作用機理：從整個系統(tǒng)的所有構(gòu)成部件功能運轉(zhuǎn)來看，主要是信號感應裝置最先啟動，即當系統(tǒng)在發(fā)出感應射線后，在射線傳遞的過程中，會因為遇到各種各樣的物體而對應直接產(chǎn)生一種折射現(xiàn)象，并向系統(tǒng)接收裝置反應，此時信號傳輸系統(tǒng)再以信道為主要媒介，將所接收到的各種信息進行簡單過濾，爾后傳輸?shù)娇偪刂葡到y(tǒng)，此時整個信號感應傳輸全面實現(xiàn)，且將雷達監(jiān)測范圍內(nèi)所接收到各種可分辨信號、快速分析運算過程、運算結(jié)果，均在液晶屏幕上動態(tài)顯示，技術(shù)操作人員通過動態(tài)觀察液晶屏幕的各種畫面信息，隨時分析、掌握現(xiàn)場狀況。但鑒于各種物質(zhì)的反射光譜甚至是熱感完全不同，因而能夠產(chǎn)生不同的畫面效果。在整個雷達監(jiān)控的范圍內(nèi)，承擔通信信號接收、發(fā)射功能的基站，會立刻產(chǎn)生出集束式電磁波，在信號接收機啟動后，立刻傳輸這些電磁波，這種情況下需要應用到濾波器處理干擾的電磁波，將使用過程中的信號干擾程度降低，甚至不受到任何干擾。雷達工作頻率錯開能夠有效降低進入接收機的同頻干擾能量。這種方式可以使其他雷達發(fā)射的信號和本雷達本振混頻，產(chǎn)生的中頻信號在接收機中頻帶寬之外。然而具體應用過程中，如果兩部雷達頻率達到20倍中頻帶寬以上，無法實現(xiàn)消除干擾。具體是由于發(fā)射信號頻譜純度較低、頻率范圍過寬，發(fā)射信號中的雜散計入其他雷達接收機的可能性較大，接收機本振雜散頻點過多，中頻濾波帶外抑制性有待進一步加強等因素。雷達通過所使用各種極化方式能夠起到降低同頻干擾能量的效果。使雷達接收天線的極化方式和干擾信號正交，直至完全失配，能夠有效降低干擾信號能量。具體應用過程中，設(shè)置雷達接收機水平線計劃方式，垂直極化方式的干擾信號將難以進入;設(shè)置右旋圓極化方式，左旋計劃方式的干擾信號難以進入。這種方式并不適合兩部以上雷達同時工作。

3.2轉(zhuǎn)換干擾形式

目前應對同步同頻干擾缺乏有效措施，然而將多部同頻工作的雷達錯開重復周期，轉(zhuǎn)換同頻同步干擾成為異步同頻干擾，采用針對于異步同頻干擾的有效方式，進一步消除干擾。具體應用過程中，相鄰周期雷達目標回撥信號將呈現(xiàn)在相同距離單元上，所以相鄰周期目標回撥信號能量差基本為零。然而錯開了多部雷達重復周期之后，相鄰周期干擾信號將在不同的距離單元上呈現(xiàn)，能量差高于相鄰周期目標回波信號，所以應通過設(shè)定合理門限正確判定回波信號和干擾信號。如果認定是異步干擾應對其采取有效抑制措施，并存儲本周期回波信號值，與下一個周期進行對比。

參考文獻

[1]沈繼紅，李英，戴運桃，李焱，盧志忠.X波段雷達圖像同頻干擾的抑制方法研究[J].儀器儀表學報，2011，3205：1089-1094.

[2]楊天虹，屈樂樂，邵清亮，王樹剛.連續(xù)波雷達同頻干擾微波對消技術(shù)研究[J].微波學報，2011，2706：32-36.

[3]郇浩，陶然，李元碩，王越，王桂英.基于變換域和時域聯(lián)合處理的雷達同頻干擾抑制方法[J].電子與信息學報，2012，3412：2978-2984.

（作者單位：32140部隊）