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二次雷达系统抗干扰等问题的解决方式

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引言

二次雷达不同于一次雷达,它需要结合目标发射的信号来配合工作,因而二次雷达系统设备中必不可少的便是询问机和应答机。二次雷达在军事以及航空管制方面具有非常重要的作用,其中最为重要的作用便是敌我识别。在实际使用过程中,一些二次雷达因其“全呼叫”特点,导致信号传输过程中存在信号干扰的情况出现,这将会对系统性能起到不良的影响。也因此,对二次雷达系统抗干扰问题的解决方法进行研究,已经具有非常重要的意义。

1.二次雷达系统干扰方面的问题

二次雷达对航空管制起到非常重要的作用,而在实际使用过程中,会受到信号干扰的影响:1)窜扰问题。当有两部以上的询问机对应答机询问时,应答机会对所有询问机进行回答,而询问机在接受回答时,并不只是接收单一回答,而是接收多个回答,在其中会窜入其他应答机回答其他询问机的信号,这在某种程度上便是信号窜扰,也叫做异步干扰;2)混扰问题。在询问机进行询问行为时,会接收到应答机的回答,但是在回答过程中,出现另外一个回答,因而这种情况下,询问机接收的信号为混合信号,两个接收信号会产生交错、重叠的情况,这对译码能够产生非常严重的干扰,这便是混扰;3)占据问题。应答机在接受询问机询问过程中,应答机并不能响应其他的询问,此时应答机便被占据了,这将会造成询问机询问无法第一时间实现的现象出现[1]。

2.二次雷达系统抗干扰措施

2.1旁瓣抑制处理法

就目前而言,国内二次雷达通常采取单脉冲天线以及波束发射形式作为询问机发射,并运用与波束、差波束的方式作为应答机应答信号,系统则是采取旁瓣抑制的方式进行工作。其中大多采用相位脉冲体制。1)相位脉冲系统。以两个天线通过发射信号产生相位差,从而保证信号能够进行有效识别。由于天线波束接收的信号幅度相同目标偏角是以相位函数为计算原理而设定的,在通过询问天线设计以及幅度加权的方式,便能够有效控制差波束以最大的角度接近视轴,并且通过压窄差波束的叉口宽度,从而达到消除差波束的零点并且提升电平的目的,也能够有效覆盖和波束宽角的旁瓣,从而达到提升信号传播的目的。通过这种方式能够有效提升系统的抗干扰能力,而且保证系统的性能极大提升,从而解决多个信号干扰问题;2)单脉冲系统。单脉冲系统主要依靠和差天线辐射信号接收原理,其中结合信号与接收点之间产生的差幅与和幅差别,来辨别信号的有效性,从而确定辨别检测范围内是否存在应答机。其主要流程如下:和幅>差幅,如果否,则判定分辨角内无目标;如果是,则纳入算式:和幅-差幅>8dB中,在这个算式中,如果回答为否,则判定辨别角内无目标;如果回答为是,则说明辨别角内存在应答机信号。通过这种方式,能够有效判定信号来源方位与询问机之间的位置,其中包含混扰信号产生的虚假信号信息,从而达到压窄波束宽度的目标[2]。

2.2同步窜扰处理方式

1)滑窗法。传统的二次雷达通常采用接收、应答信号进行交叠处理的方式,这种方式主要基于滑窗原理。首先以检测的方式,结合相邻间隔脉冲的情况,来检测波形的框架,随后通过幻影处理的方式,从而保证其中第一个框架以及最后一个框架的有效性。然后,将框架的代码进行提取:存在代码的框架中设置为1,没有代码的框架设置为0。这种方式能够有效确定每一个应答机脉冲位置,而且能够精确检测出可能存在的框架,由于操作较为简便,也能够为操作人员带来一定的便利。通过这种方式,能够在密集度较低的情况下解决大部分干扰问题。但是这种方式由于构建原理,导致其存在一些无法避免的缺点,该缺点主要体现在应答交替中仅能同时应对两台应答机,一旦数量超过两台,其检测的效率急剧下降,此外,如果幻影较多,还会出现误判以及错判的情况。2)多雷达数据融合法。多雷达数据融合法主要通过利用多种传感器的方式,通过对检测信息进行全方位检查,从而达到信息科学分配、使用的目的。通过这种方式,能够有效将干扰信息冗余或者互补信息通过整合处理的方式,来实现抗干扰的目标,从而使被观察信号在检测过程中,得到信息一致的信号。在窜扰信号产生干扰情况下,如果仅凭借雷达数据的采集,完成应答机信号的收集,避免虚假信号产生的影响,难度非常大,因而在实际操作中可以凭借多雷达数据融合法。多雷达数据融合法可以采取多个雷达信号共同覆盖,一旦在某一个雷达中出现新的目标,在这种情况下,可以中断其他目标信息采集,集中处理新的目标,而在多雷达进行航迹采集中,一旦出现两个或者两个以上的稳定航迹,而且在新目标以及中断采集的3/A模式的代码具备位或关系,便能确定新目标为虚假目标,通过这种方式能够有效提取出信号中的有效信号,并且避免虚拟信号对系统造成不良干扰。

3.总结

综上所述,在二次雷达系统中干扰问题能够造成不良的影响。本文通过系统的角度,结合日常维护的经验,运用常用的相位脉冲和单脉冲系统、滑窗法以及多雷达融合法对二次雷达抗干扰能力的提升进行研究。就目前而言,我国中、东部地区已经逐渐普及多雷达覆盖方式,这种方式在某种程度上能够有效避免二次雷达受到信号干扰的不良现象。在未来,还需要通过进一步研究关于参数的设定以及干扰信息屏蔽的细则,以此来达到提高二次雷达抗干扰能力的目的。

参考文献

[1]张菁.脉冲压缩雷达性能及抗干扰能力研究与分析[D].电子科技大学,2016.

[2]朱亮.通用化二次雷达实时信号处理系统研究[D].北京理工大学,2016

作者:李艳霞 单位:四川九洲电器集团有限公司共性技术研究部

雷达科学与技术杂志责任编辑:张雨    阅读:人次