基于環境匹配的空管雷達陣地優化系統設計及應用

文/孫元峰

空管雷達主要用于航路目標監視，其長期連續工作，主要工作模式為無人或少人值守方式，全量程全自動目標錄取、自動空情上報；對雷達信號處理等要求高，虛假目標少，通常要求虛假航跡率小于1‰。而空管雷達工作陣地周圍環境較為復雜，城市、高山、湖泊等不同地理環境等加上四季氣候環境變化、電磁環境等因素對雷達探測性能帶來較大影響。為保證空管雷達全自動錄取上報高情報質量要求，必須采取與陣地環境相匹配的陣地優化系統設計和精細化算法處理。

空管雷達陣地優化主要在完成物理安裝、雷達參數預置、天線俯仰角度調整、雷達校北后進行。天線俯仰主要根據雷達陣地環境適當調整，并與其它優化措施相結合進行雷達陣地優化。重點保證雷達最大作用距離和檢測概率達到指標要求，并減少上報空管控制中心的虛假目標信息，保證高情報質量要求。

1 陣地優化系統設計

為匹配陣地環境、提升雷達綜合性能，需開展空管雷達系統性陣地優化設計，陣地優化設計覆蓋整個雷達工作過程，包括回波接收、信號處理和數據處理等各流程。優化設計過程也是模型化、參數化設計過程，各處理流程通過一系列模型和詳細處理參數體現，并通過設計專用優化軟件（CBP）進行統一管理，實現系統高效優化功能。

針對全流程、各功能模塊的精細化處理，可全距離、全方位內最小分辨單元精細化處理，結合基于信號特征進行精細化處理，對干擾、飽和、鏡像、跨周期、固定等回波分類檢測，抑制雜波干擾，實現了復雜環境下對各種目標的有效探測，全面提升雷達情報質量。

1.1 陣地地理環境優化設計

為匹配空管雷達城市、湖泊、高山、機場、航路等不同地理環境，主要開展以下方面優化項設計：

（1）天線俯仰角度調整、發射機扇區靜默區設置；

（2）固定雜波區、干擾區處理；

（3）機場區、公路區、禁飛區、首點起始區處理等……

1.2 陣地氣候環境優化設計

為匹配空管雷達云、雨等不同氣象環境，主要開展以下方面優化項設計：

（1）晴、雨天線/圓極化選擇；

（2）雜波圖選擇；

（3）氣象異常傳播檢測；

（4）氣象通道濾波器選擇等。

1.3 陣地電磁干擾環境優化設計

為匹配空管雷達不同電磁環境，主要開展以下方面優化項設計：

（1）抗飽和處理；

（2）反異步干擾處理；

（3）人工、脈間/脈組自適應捷變頻；

（4）天線副瓣匿影、對消等。

1.4 虛假目標處理陣地優化設計

為匹配空管雷達虛假、可疑目標處理場景，主要開展以下方面優化項設計：

（1）二次回波信號處理；

（2）跨周期回波數據處理；

（3）慢速目標處理；

（4）仙波處理等。

2 陣地優化流程及配置管理

空管雷達陣地優化流程如圖1所示。

2.1 系統優化方式

對空管雷達系統的優化配置參數的配置是通過一個統一的配置軟件實現，該軟件在各個分系統的操作菜單中分別配置相關參數來完成各系統的系統優化。雷達系統優化主要是對信號處理分與數據處理、情報處理、收發等各系統進行優化，包括對信號處理系統的參數配置、點跡處理參數優化、數據濾波參數優化和航跡處理參數優化、情報處理等。

2.2 陣地優化參數的一般處理流程

系統陣地優化參數通過優化配置菜單進行優化設置，其基本處理流程如圖2。

2.3 陣地優化配置參數管理

圖1：系統陣地優化流程

圖2：參數陣地優化流程

優化配置參數通過數據庫統一管理。主要遵循以下規則：

（1）優化配置參數以當前工作的監控處理模塊的數據庫數據為準，備份通道的數據庫需與工作通道的數據庫保持數據一致；

（2）優化配置參數的修改，只能在當前工作的監控處理模塊上執行；

（3）所有需要使用優化配置參數的下位機，在系統啟動后，都需要向工作通道數據庫申請優化配置參數，在得到優化配置參數后才進入待機工作狀態；

（4）系統優化配置參數需要分級別，不同級別的參數設置需要有相應級別的用戶登錄管理；所有的優化設置動作，都應該有記錄。

圖3：系統陣地優化軟件界面

通過全面梳理和精心設計，某空管雷達全系統、各流程陣地優化參數累計500 多子項的優化參數，優化效果可通過維護顯示終端（IBIS）提供的各種處理視頻和點跡航跡統計數據進行直觀、綜合評估。可顯示的處理視頻包括高低波束轉換距離圖、STC 圖、多普勒濾波器處理視頻、雜波圖、晴朗氣象圖等。統計數據顯示雷達信號處理和數據處理的處理結果，如干擾點跡數、抑制的點跡數等。同時IBIS 還可用不同的符號和標識顯示不同性質的點跡，如干擾點跡、慢速目標點跡等。

3 應用效果

圖3和圖4為某空管雷達系統陣地優化配置軟件界面及雜波區優化處理畫面，通過環境匹配陣地優化，雷達在海面雜波環境目標跟蹤連續穩定。

4 結束語

本文從空管雷達匹配不同陣地地理環境、氣象環境、電磁環境需求著手，開展陣地優化系統設計和全流程模型化、參數化精細處理，并設計了統一的陣地優化配置軟件進行各系統優化參數的配置及效果評估。未來將結合各參數信號特征的特性統計和智能分析，進一步提升陣地優化的效率和智能化。

圖4：雜波區陣地優化處理效果