雷達抗干擾措施在某雷達上的應用

肖 芳

(中國人民解放軍91404部隊 330所，河北 秦皇島 066001)

0 引言

在現代戰爭中，雷達所處的電磁環境越來越復雜，沒有雷達抗干擾技術的雷達完全失去其發現測定敵人目標的功能。從降低天線旁瓣干擾方面考慮，雷達抗干擾技術主要包括旁瓣對消技術、旁瓣消隱技術、動目標顯示、動目標檢測等。本文主要從這幾種技術入手，探討雷達抗干擾技術在雷達中的應用。

1 抗干擾措施

1.1 旁瓣對消

旁瓣對消在有一個輔助天線的情況下抑制一個干擾源的效果非常好。利用主天線與輔助天線相結合的方式，采用成熟的天線旁瓣對消算法實現對空間干擾的抑制。主通道接收天線（以下簡稱主天線）具有方向性，而輔助通道的接收天線（以下簡稱輔助天線）是全向的。假設空間存在一個信號和多個干擾，其中信號從主通道的接收天線主瓣輸入，而干擾是從該天線旁瓣方向進入的平面波。圖1中的旁瓣對消器就可將干擾從原始輸入信號中消除，而信號則被保留下來。

圖1 旁瓣對消原理框圖

旁瓣對消系統設計中，輔助天線增益與主天線的旁瓣增益相當。自適應權值計算就是調整輔助通道的增益和相移量，以使該通道與輔助天線總的增益和主天線旁瓣在干擾到達方向的增益一致，而該通道的相移量也恰好補償主通道和主天線在干擾到達方向的總相移，以便主通道和輔助通道的輸出相減以后，干擾的輸出功率趨于零。

假設輔助通道接收的干擾信號為：x1（n），x2（n），xL（n），而主通道接收的干擾信號為 x0（n）,用向量表示x→（n），d→（n）表示輔助通道和主通道接收到的信號，即：

式中：

T—轉置。

式中：

R——輔助通道接收信號的自相關矩陣，即：

式中：

*——取共軛；

E[.]——取均值計算。

p——輔助通道和主通道接收干擾信號的互相關向量，即：

當干擾信號為平穩隨機過程時，輔助通道接收干擾信號的自相關矩陣、輔助通道和主通道接收干擾信號的互相向量可以由算術平均計算，即：

本系統采用一個輔助通道來對消一個干擾源，即L=1，推導出最佳權值為：

根據某雷達的旁瓣對消系統的經驗，選取64點采樣點進行估算可獲得良好的對消效果，旁瓣對消比優于15dB。最后，給出旁瓣對消的具體計算公式：

1.2 旁瓣消隱

在受到低占空比的積極干擾，如隨機脈沖干擾時，則啟動旁瓣消隱算法。

在距離單元n，輔助通道收到的信號幅度為A1(n)，主通道收到的信號幅度為 A0(n)，當A0(n)≤A1(n)，令主通道的輸出為零，以減少目標檢測過程中的虛警。

1.3 MTI（動目標顯示）處理

MTI處理系統中采用3脈沖對消抑制固定目標回波和海雜波，3脈沖對消的組成框圖如圖2所示。

圖2 3MTI功能框圖

采用二項式加權系數時，w0=1，w1=-2，w2=1。設時域采樣序列為xn（m），n表示雷達重復周期，m表示距離單元號，3脈沖對消的計算公式如下：

3脈沖對消的對改善因子的限制為：

式中：λ為工作波長，fr為脈沖重復頻率，σv為雜波譜標準差。

在風速為8～20m的條件下，海雜波的標準差為1.0m/s左右。按照發射頻率的頻率460MHz計算，信號處理三脈沖對消對改善因子的限制為50.7dB。

1.4 MTD（動目標檢測）處理

在搜索雷達模擬狀態下，需要進行MTD處理，MTD是通過MTI基礎上串接多普勒濾波器組實現的，多普勒濾波器組可以更好地抑制雜波。

1.5 頻率捷變

在390MHz-460MHz的頻率范圍內，頻率步進間隔為7MHz；在搜索中可以改變頻率，頻率可以自動變化，也可以隨機變化，也可以人工設置變化順序。頻率捷變方式和信號處理方式組合如下表1所示。

表1 信號處理方式和頻率捷變方式組合表

1.6 重頻抖動

在單個脈沖處理方式下，可進行脈間重頻抖動，抖動范圍0～30%，在MTI或MTD狀態，可以進行脈組重頻抖動。重頻抖動方式：隨機抖動，也可以按人工設置的方式抖動。

1.7 輻射控制

在不同的仰角采用不同的發射脈沖寬度，實現空間能量管理，對旋轉到特定區域可以關閉發射脈沖，通過脈沖寬度的變化，控制發射功率，降低偵察設備接收到的信號。

1.8 快速恒虛警

對于無源干擾，有快門限恒虛警處理電路。由于雷達工作中雜波情況復雜，回波有可能落入雜波區，也有可能落入無雜波區，兩種情況下的干擾相差很大，這時必須采用恒虛警技術，保證噪聲、干擾、雜波變化時虛警率保持恒定，防止雜波很強時虛警率過高，造成計算機飽和。恒虛警主要用于對噪聲和干擾引起的剩余虛警進行控制。

2 結論

以上介紹了某雷達所采用的幾種抗干擾措施，要根據實際情況來應用，通過這些雷達抗干擾措施，保障了雷達在復雜電磁環境下的正常工作。

［1］秦忠宇.相控陣雷達的自適應旁瓣對消系統中的幾個問題[J].系統工程與電子技術，1991，3（10）：39-44.

［2］奚瑋.相控陣雷達自適應旁瓣相消技術研究[D].西安電子科技大學，2000.

［3］朱家兵，陶亮，高新成，等.基于FPGA的自適應旁瓣對消原理及其實現[J].雷達科學與技術，2003，10（3）.