雷達(dá)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(dá)之間的同頻干擾將使雷達(dá)目標(biāo)顯示器上呈現(xiàn)出大面積干擾信號(hào)，使雷達(dá)不能正確探測(cè)和跟蹤正常目標(biāo)，導(dǎo)致接收機(jī)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(duì)同頻干擾的機(jī)理開展深入研究，試圖找到消除或者降低雷達(dá)之間干擾的有效措施。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)同頻；抗干擾；機(jī)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(hào)源發(fā)出的信號(hào)的頻率相同，即無用信號(hào)源與可用信號(hào)源產(chǎn)生的頻率相同，在進(jìn)行信號(hào)的傳輸時(shí)會(huì)造成干擾，使可用信號(hào)源不能達(dá)到理想的傳輸狀態(tài)。目前工程師都在探究一個(gè)問題，怎么樣才能夠避免無線通信時(shí)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(gè)角度來分析可以采取屏蔽法，由于微波信號(hào)對(duì)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(duì)信號(hào)有一定的屏蔽作用。也可以利用人為的方法，建一個(gè)金屬屏蔽網(wǎng)。對(duì)相鄰兩個(gè)發(fā)射臺(tái)，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(dāng)?shù)臏p少遠(yuǎn)距離通訊的傳輸，消除信號(hào)的干擾。同頻干擾的干擾強(qiáng)度與距離的遠(yuǎn)近也有極大的關(guān)系，無用信號(hào)源與該信號(hào)源二者距離較近時(shí)，干擾強(qiáng)度就越大，對(duì)人類造成的影響也就越大。距離只是影響干擾強(qiáng)度的一個(gè)條件與設(shè)備的參數(shù)和地理?xiàng)l件等因素也有密切的關(guān)系。同頻干擾的特點(diǎn)：無用信號(hào)源可以對(duì)本身信號(hào)源進(jìn)行監(jiān)聽，也會(huì)干擾到通話質(zhì)量。一些特殊單位對(duì)電話進(jìn)行監(jiān)聽時(shí)，利用的就是同頻干擾的這個(gè)特點(diǎn)。

2常見的雷達(dá)抗干擾技術(shù)

雷達(dá)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(duì)不同干擾進(jìn)行選擇的措施兩類，而前者更多的與硬件體制相關(guān)，雷達(dá)成型后一般不會(huì)輕易變動(dòng)，所以雷達(dá)的自適應(yīng)對(duì)抗措施選取更多的是在人工可選擇的干擾措施中進(jìn)行，然而被動(dòng)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(duì)不同干擾進(jìn)行選擇的措施），而這些措施的應(yīng)用往往會(huì)帶來目標(biāo)檢測(cè)損失，因此可以考慮將對(duì)抗措施帶來的目標(biāo)檢測(cè)損失作為影響因子，對(duì)針對(duì)某種干擾的所有對(duì)抗策略進(jìn)行量化加權(quán)，然后對(duì)這些對(duì)抗策略按目標(biāo)檢測(cè)損失從低到高進(jìn)行排序。初始時(shí)默認(rèn)選擇排序值位于中間偏小的干擾對(duì)抗策略，后面再根據(jù)干擾對(duì)抗效果實(shí)時(shí)的增加或降低當(dāng)前干擾對(duì)抗策略的選取值，最終達(dá)到干擾對(duì)抗效果與目標(biāo)檢測(cè)損失的均衡態(tài)勢(shì)。以PD雷達(dá)為例，可以借助高重復(fù)頻率法加大輻射平均功率，針對(duì)由此產(chǎn)生的回波信號(hào)進(jìn)行相參積累，以此形成處理增益，例如當(dāng)PD雷達(dá)的相干處理時(shí)間為100ms時(shí)，其脈沖重復(fù)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(biāo)探測(cè)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(dá)中位于同一個(gè)脈沖組中的信號(hào)帶有一定的相參性，當(dāng)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(hào)具有較強(qiáng)的分辨性，只需借助窄帶過濾器便可以完成信號(hào)譜線的過濾，實(shí)現(xiàn)對(duì)其外部雜波干擾與噪聲干擾的良好對(duì)抗效果。

3雷達(dá)同頻抗干擾的技術(shù)手段

3.1使進(jìn)入接收機(jī)的同頻干擾能量逐步降低

雷達(dá)接收機(jī)的作用機(jī)理：從整個(gè)系統(tǒng)的所有構(gòu)成部件功能運(yùn)轉(zhuǎn)來看，主要是信號(hào)感應(yīng)裝置最先啟動(dòng)，即當(dāng)系統(tǒng)在發(fā)出感應(yīng)射線后，在射線傳遞的過程中，會(huì)因?yàn)橛龅礁鞣N各樣的物體而對(duì)應(yīng)直接產(chǎn)生一種折射現(xiàn)象，并向系統(tǒng)接收裝置反應(yīng)，此時(shí)信號(hào)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(jìn)行簡(jiǎn)單過濾，爾后傳輸?shù)娇偪刂葡到y(tǒng)，此時(shí)整個(gè)信號(hào)感應(yīng)傳輸全面實(shí)現(xiàn)，且將雷達(dá)監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)所接收到各種可分辨信號(hào)、快速分析運(yùn)算過程、運(yùn)算結(jié)果，均在液晶屏幕上動(dòng)態(tài)顯示，技術(shù)操作人員通過動(dòng)態(tài)觀察液晶屏幕的各種畫面信息，隨時(shí)分析、掌握現(xiàn)場(chǎng)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(gè)雷達(dá)監(jiān)控的范圍內(nèi)，承擔(dān)通信信號(hào)接收、發(fā)射功能的基站，會(huì)立刻產(chǎn)生出集束式電磁波，在信號(hào)接收機(jī)啟動(dòng)后，立刻傳輸這些電磁波，這種情況下需要應(yīng)用到濾波器處理干擾的電磁波，將使用過程中的信號(hào)干擾程度降低，甚至不受到任何干擾。雷達(dá)工作頻率錯(cuò)開能夠有效降低進(jìn)入接收機(jī)的同頻干擾能量。這種方式可以使其他雷達(dá)發(fā)射的信號(hào)和本雷達(dá)本振混頻，產(chǎn)生的中頻信號(hào)在接收機(jī)中頻帶寬之外。然而具體應(yīng)用過程中，如果兩部雷達(dá)頻率達(dá)到20倍中頻帶寬以上，無法實(shí)現(xiàn)消除干擾。具體是由于發(fā)射信號(hào)頻譜純度較低、頻率范圍過寬，發(fā)射信號(hào)中的雜散計(jì)入其他雷達(dá)接收機(jī)的可能性較大，接收機(jī)本振雜散頻點(diǎn)過多，中頻濾波帶外抑制性有待進(jìn)一步加強(qiáng)等因素。雷達(dá)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(dá)接收天線的極化方式和干擾信號(hào)正交，直至完全失配，能夠有效降低干擾信號(hào)能量。具體應(yīng)用過程中，設(shè)置雷達(dá)接收機(jī)水平線計(jì)劃方式，垂直極化方式的干擾信號(hào)將難以進(jìn)入；設(shè)置右旋圓極化方式，左旋計(jì)劃方式的干擾信號(hào)難以進(jìn)入。這種方式并不適合兩部以上雷達(dá)同時(shí)工作。

3.2轉(zhuǎn)換干擾形式

目前應(yīng)對(duì)同步同頻干擾缺乏有效措施，然而將多部同頻工作的雷達(dá)錯(cuò)開重復(fù)周期，轉(zhuǎn)換同頻同步干擾成為異步同頻干擾，采用針對(duì)于異步同頻干擾的有效方式，進(jìn)一步消除干擾。具體應(yīng)用過程中，相鄰周期雷達(dá)目標(biāo)回?fù)苄盘?hào)將呈現(xiàn)在相同距離單元上，所以相鄰周期目標(biāo)回?fù)苄盘?hào)能量差基本為零。然而錯(cuò)開了多部雷達(dá)重復(fù)周期之后，相鄰周期干擾信號(hào)將在不同的距離單元上呈現(xiàn)，能量差高于相鄰周期目標(biāo)回波信號(hào)，所以應(yīng)通過設(shè)定合理門限正確判定回波信號(hào)和干擾信號(hào)。如果認(rèn)定是異步干擾應(yīng)對(duì)其采取有效抑制措施，并存儲(chǔ)本周期回波信號(hào)值，與下一個(gè)周期進(jìn)行對(duì)比。

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（作者單位：32140部隊(duì)）