論雷達對信號干擾的規避及利用

田雨佳，朱媛哲

(呼蘭區氣象局，黑龍江 呼蘭150500)

1 引言

在快速發展的經濟和科技的推動下，社會生產力和人們生活水平都得到了大幅度的提升。為滿足人們工作和生活中對信息傳遞快速性、準確性和穩定性的要求，雷達作為一種新型的通信裝置開始逐漸被運用于人們的工作和生活當中。GFE（L）1型雷達是GFE（L）1型雷達二次測風雷達的簡稱，是高空大氣綜合性探測方面運用較為廣泛的一種雷達。盡管GFE（L）1型雷達在探測方面有諸多優點，但由于不同通信系統在傳遞信息的過程中，當波頻有交叉時，就容易受到干擾，因此，在利用GFE（L）1型雷達進行探測時需要對其進行有效的規避。

2 GFE（L）1 型雷達工作原理

GFE（L）1型雷達是目前在高空大氣綜合性探測方面應用最為廣泛的雷達之一。它利用雷達天線將不同頻率的電磁脈沖射向空間的某一方向，而電磁脈沖遇到目標物體時，會產生能量和頻率的變化。變化后的電磁脈沖沿著預先設置反向反射到接收設備上。GFE（L）1型雷達系統通過對接收設備所采集到的電磁波進行數理分析，得出GFE（L）1型雷達與目標物體之間的距離、夾角等信息。在連續的一段時間內，通過對探測目標的實時空間坐標進行分析，推測出目標物體的移動速度、方向、加速度等參數的變化趨勢。

3 GFE（L）1型雷達受到信號干擾時的現象分析

3.1 發射機故障

目前GFE（L）1型雷達發射分系統中所采用的發射機主要有大、小發射機兩種。當出現開大發射機無電流指示、無主波，或者是有電流，但又馬上回零的現象時，很可能是由于GFE（L）1型雷達受到了信號的干擾，使發射機內部電路電流出現紊亂現象，部分電容器或扼流圈由于負載過高而燒壞；當開發射機時出現有主波，但無回波的現象時，很可能是發射機所發射的電磁波在傳播的過程中受到了外部信號的干擾，不能按預期的路線反射到接收設備上所引起的。

3.2 天控和測角故障

天控和測角在GFE（L）1型雷達系統中的主要作用是對GFE（L）1型雷達與目標物體之間的角度和方位進行測量，這兩個系統倘若在運行的過程中受到過度的干擾，就難以確定目標物體的具體位置和運動趨勢，也就難以對目標物體執行下一步的操作。因此，在設計這兩個系統時，對于大部分檢測元件都配置了相應的干擾警告裝置。當天控的俯仰角、方位驅動告警時，如此時已經開發射機，該問題的出現就很可能是由于天控分系統受到了發射機信號對編碼器的干擾所造成的；當天控受到外部中斷源信號干擾時，系統不管是在手動還是在自動跟蹤模式下，都會出現天線失控的現象，此時，天控跟蹤時的四條亮線會上與下或左與右不齊。與天控受到干擾時的現象類似，當測角受到外部中斷源信號干擾時，其表盤上所顯示的方位和俯仰角數值會出現跳變的現象，此時搖動方位和俯仰角檢測操縱桿，四條亮線均會跳動。

3.3 接收機故障

接受機在GFE（L）1型雷達系統中所扮演的角色，主要是接收目標物體反射回來的電磁波，通過系統的檢波、濾波等方法，將接受到的電磁波中所包含的信息解析出來，然后轉換成易于工作人員讀取的數據和圖表，以獲取目標物體空間位置、結構形狀等信息。當接收分系統受到信號干擾時，就會出現接收信號弱、亂碼、頻率指示異常、增益或頻調電壓不受控制等異?，F象。同時，由于接收機受到干擾的緣故，與之相關的發射機在啟動后，響應信號會相應減弱。盡管有時重啟發射機會使發射機的信號恢復到原來的強度，但接收機仍舊不能接收到來自目標物體反射來的電磁波信號。

4 規避干擾信號的措施

4.1 調節GFE（L）1型雷達各系統的相對安裝位置

GFE（L）1型雷達在工作的過程中，其所能受到的信號干擾不僅來自于其他利用電磁波工作的通信系統，還可能是周圍環境的影響，如人為噪聲、大氣噪聲等。因此，在布置安裝GFE（L）1型雷達各個系統裝置的過程中，應該在保障工作性能的條件下盡可能的避開這些不利因素，提升GFE（L）1型雷達工作的信號穩定性。

4.2 對GFE（L）1型雷達各系統進行定期的檢測和維修

現代GFE（L）1型雷達所承擔的任務已經不同尋常，在不斷嚴峻的環境形勢下，氣象狀況變化急劇，所需要采集、分析、處理的數據在種類和數量上也逐漸增多，GFE（L）1型雷達系統的結構因此也變得越來越復雜。在GFE（L）1型雷達系統運行的過程中，部分系統的電路會出現短路、斷路的現象，同時，由于外界環境氣候的變化，還將面臨天線漏水、電路板燒蝕等問題。這些問題的出現，就會導致抗干擾裝置難以正常運行，發揮其抗干擾能力，同時，還將使整個系統面臨停轉的危險。因此，在安裝GFE（L）1型雷達時，應根據雷達在不同地區、不同時段的使用條件下的具體運行情況，定期對其進行檢修。同時，還要對雷達各組件進行除灰，檢查各電纜插頭是否有松動的情況，排除防水、防腐蝕裝置的故障，保障雷達抗干擾功能的正常發揮，以使雷達能夠安全、穩定的工作。

4.3 利用軟件消除法提高GFE（L）1型雷達抗干擾能力

目前運用最為廣泛的軟件消除法為延遲濾波比較法。在利用延遲濾波比較法消除信號干擾時，需按照干擾信號的類型建立比較反饋延遲電路，當干擾信號的頻率超過了該電路的限值時，延遲電路會對該干擾信號進行延遲處理，改變其頻率。同時，反饋電路還會對處理后的信號進行重新檢測，當已經經延遲電路處理后的信號的頻率仍舊高于限值時，系統會將此信號重新輸入延遲電路進行演示處理。循環往復，直到輸出信號的頻率低于限值，真正實現干擾信號的消除。

5 GFE（L）1型雷達信號干擾的利用

5.1 有源干擾機

當利用GFE（L）1型雷達進行信息獲取時，需要盡可能地規避干擾信號，減低干擾信號對GFE（L）1型雷達通信和檢測工作的影響，提高GFE（L）1型雷達工作的效率和質量。當不希望其他GFE（L）1型雷達系統正常工作時，就需要通過一定的技術手段，產生能夠干擾目標GFE（L）1型雷達系統正常工作的信號。由于不同的GFE（L）1型雷達系統的抗干擾能力不同，因此，在制造干擾信號時，需要針對干擾目標的抗干擾系統的弱點進行定向制造。目前，國際上比較先進的干擾信號發生裝置為有源干擾機。由于該干擾機能夠安裝于軍用裝甲車，因此具備一定的隱蔽性，便于運行過程中對其進行保護。當有源干擾機工作時，其電子干擾分系統能夠產生19種干擾噪聲和欺騙目標用來干擾GFE（L）1型雷達抗干擾系統。同時，由于該系統所發出的干擾信號的頻率范圍較廣，有效輻射的功率也比較大，因此系統所發出的干擾信號能夠對多種GFE（L）1型雷達系統進行有效干擾。

5.2 反GFE（L）1型雷達干擾技術

由于GFE（L）1型雷達系統在運行的過程中，能夠對遠距離物體的空間位置、大小進行檢測，在軍事活動中，為了避免車輛被GFE（L）1型雷達檢測到，科學家們利用GFE（L）1型雷達信號干擾的原理創造出了反 GFE（L）1型雷達干擾技術。反 GFE（L）1型雷達技術主要是利用各種反射器模擬固定或活動的車輛，干擾目標GFE（L）1型雷達對己方車輛的正常檢測。另外，還有將具有減少GFE（L）1型雷達電磁波反射量的物質覆蓋在車輛表面，使目標GFE（L）1型雷達不能檢測到己方車輛。

6 結語

對GFE（L）1型雷達干擾信號的類型和產生機理的研究，有助于更好地改進GFE（L）1型雷達系統，提升GFE（L）1型雷達在目標物體實時空間坐標位置探測上的精度，獲得更為準確的高空大氣綜合探測信息。