基于正弦調(diào)頻方式的抗同頻干擾措施分析

在航天測(cè)控過程中，為保證各個(gè)時(shí)間段測(cè)控設(shè)備數(shù)量冗余，會(huì)存在同一時(shí)間內(nèi)多臺(tái)雷達(dá)跟蹤同一目標(biāo)，當(dāng)多臺(tái)雷達(dá)同頻工作，并且共用同一套應(yīng)答機(jī)時(shí)，它們之間就有可能會(huì)發(fā)生同頻干擾現(xiàn)象，從而一定幾率導(dǎo)致跟蹤目標(biāo)丟失和測(cè)量數(shù)據(jù)誤差增大。

在跟蹤測(cè)量過程中，多臺(tái)雷達(dá)同時(shí)跟蹤同一個(gè)目標(biāo)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)多臺(tái)雷達(dá)觸發(fā)信號(hào)幾乎同時(shí)到達(dá)應(yīng)答機(jī)的情況。而應(yīng)答機(jī)不能同時(shí)響應(yīng)多個(gè)觸發(fā)信號(hào)，原因是箭上應(yīng)答機(jī)存在一個(gè)封閉期，在這個(gè)封閉期內(nèi)應(yīng)答機(jī)不會(huì)響應(yīng)別的觸發(fā)信號(hào)。這段封閉期的時(shí)間是大約為25us，從應(yīng)答機(jī)接收到一個(gè)信號(hào)開始直到休止時(shí)間結(jié)束。

由于各臺(tái)雷達(dá)發(fā)射基準(zhǔn)不同，并且火箭位置與雷達(dá)之間距離不斷變化，那么在某一時(shí)刻有可能會(huì)有兩個(gè)或多個(gè)信號(hào)到達(dá)同一臺(tái)雷達(dá)。正常跟蹤情況下，信號(hào)處理器采用重心法檢測(cè)波門中心測(cè)量距離值，當(dāng)波門內(nèi)將出現(xiàn)多個(gè)信號(hào)時(shí)，影響信號(hào)處理器檢測(cè)結(jié)果，造成測(cè)量數(shù)據(jù)與實(shí)際距離形成較大偏差。

1現(xiàn)有抗同頻干擾機(jī)制及缺陷

現(xiàn)階段單脈沖雷達(dá)主要采取在波門前方增加衛(wèi)門檢測(cè)區(qū)來進(jìn)行抗同頻干擾。在衛(wèi)門區(qū)內(nèi)，當(dāng)信號(hào)處理器檢測(cè)到有信號(hào)時(shí)，無論是本站還是其他站信號(hào)都將觸發(fā)手動(dòng)移相操作，前移本站的發(fā)射基準(zhǔn)，使兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間差大于應(yīng)答機(jī)的封閉時(shí)間。如圖1所示，B信號(hào)先于A信號(hào)到達(dá)應(yīng)答機(jī)導(dǎo)致A被屏蔽，此時(shí)A雷達(dá)在衛(wèi)門區(qū)內(nèi)檢測(cè)到B信號(hào)，之后啟動(dòng)一次手動(dòng)移相，通過調(diào)整脈沖基準(zhǔn)，改變本站信號(hào)到達(dá)應(yīng)答機(jī)的時(shí)間，恢復(fù)本站回波信號(hào)。當(dāng)移相動(dòng)作結(jié)束后，雷達(dá)恢復(fù)正常工作時(shí)序。

由于雷達(dá)跟蹤過程中存在反射信號(hào)，所以在衛(wèi)門檢測(cè)區(qū)內(nèi)扣除一些區(qū)域不進(jìn)行檢測(cè)，這些區(qū)域就是衛(wèi)門盲區(qū)。因?yàn)樾l(wèi)門盲區(qū)的存在，就有可能造成有信號(hào)處于衛(wèi)門盲區(qū)內(nèi)，雷達(dá)不觸發(fā)手動(dòng)移相，從而本站信號(hào)應(yīng)答信號(hào)被屏蔽和干擾。

通過對(duì)衛(wèi)門機(jī)制的分析，可以發(fā)現(xiàn)雷達(dá)易受同頻干擾的根本原因是由于雷達(dá)不能正確區(qū)分接收到的信號(hào)是本站的還是他站的，因此就造成一旦在雷達(dá)衛(wèi)門區(qū)域內(nèi)有信號(hào)就會(huì)觸發(fā)移相動(dòng)作，一些不必要的移相就導(dǎo)致了屏蔽他站信號(hào)或測(cè)量數(shù)據(jù)誤差增大。

針對(duì)這種情況，為了雷達(dá)信號(hào)處理器能夠正確識(shí)別本站信號(hào)，可以使用正弦調(diào)制信號(hào)對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行頻率調(diào)制，當(dāng)各臺(tái)同頻雷達(dá)采用的調(diào)制參數(shù)不同時(shí)，則發(fā)射信號(hào)具有各自的相參性，將可以形成具有各自雷達(dá)特點(diǎn)的發(fā)射信號(hào)。

2.1基本思路

現(xiàn)行單脈沖雷達(dá)多采用全相參超外差體制，由頻率綜合器生成連續(xù)的正弦波信號(hào)，經(jīng)過波形產(chǎn)生組件脈沖調(diào)制后再進(jìn)行兩次上變頻產(chǎn)生發(fā)射波形。在波形產(chǎn)生組件調(diào)制之前進(jìn)行正弦頻率調(diào)制，使形成的信號(hào)具備自身的相參性，那么經(jīng)過兩次上變頻后各雷達(dá)發(fā)

不變，調(diào)制信號(hào)頻率僅受調(diào)制參數(shù)和調(diào)制信號(hào)頻率影響。

經(jīng)過如圖4的解調(diào)過程后得到解調(diào)信號(hào)m（t），如圖6。

由仿真結(jié)果得出，通過以上解調(diào)方式可以較好的從已調(diào)頻信號(hào)中恢復(fù)出信號(hào)。

4結(jié)束語

本文針對(duì)航天測(cè)控過程中，多臺(tái)同頻雷達(dá)信號(hào)互相干擾導(dǎo)致目標(biāo)丟失的現(xiàn)狀，分析了現(xiàn)有抗同頻干擾的機(jī)制和缺陷，發(fā)現(xiàn)可以通過正弦調(diào)頻方式改變發(fā)射信號(hào)相參性，采取不同的頻率調(diào)制參數(shù)，使其具有各自不同的特點(diǎn)。之后，接收應(yīng)答機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的下行信號(hào)，通過解調(diào)得到調(diào)制信號(hào)，再根據(jù)調(diào)制信號(hào)的異同來決定是否觸發(fā)衛(wèi)門移相動(dòng)作。從抗干擾產(chǎn)生機(jī)理和雷達(dá)工作基本原理上分析，本方法具有技術(shù)和理論可行性，從而為克服同頻干擾對(duì)跟蹤測(cè)量的影響提供了新的解決方法。