雷達同頻抗干擾的技術(shù)手段

文/顧晉晉

如果在同一時間內(nèi)多臺同樣型號、工作頻率相似的雷達開機工作，同頻干擾將或多或少影響到每臺雷達的工作效果。同頻干擾呈現(xiàn)出干擾功率較高、主副瓣干擾均存在和相差干擾的特性。雷達之間的同頻干擾將使雷達目標顯示器上呈現(xiàn)出大面積干擾信號，使雷達不能正確探測和跟蹤正常目標，導致接收機過載，直接造成了前端硬件損壞以及其他惡性后果。所以有必要對同頻干擾的機理開展深入研究，試圖找到消除或者降低雷達之間干擾的有效措施。本文通過分析同頻干擾的特點、導致產(chǎn)生同頻干擾產(chǎn)生的作用機理，提出了抵抗、消除同頻干擾的具體辦法。

1 同頻干擾的特點以及造成的不利影響

1.1 同頻干擾的特點

雷達同頻干擾主要是指在一定距離范圍內(nèi)的兩部以及兩部以上雷達同時工作，由于這兩部或者多部雷達的頻率相似、極化方式相同而產(chǎn)生的互相干擾。進入接收機的同頻干擾信號大多數(shù)情況下來源于另一部雷達發(fā)射信號，少數(shù)情況下是另一部雷達發(fā)射信號之后，當信號經(jīng)過地物、目標時出現(xiàn)反射形成干擾。

同頻干擾依據(jù)是否同步劃分成同步同頻干擾以及異步同頻干擾兩類。當兩部雷達同時展開工作，如果施加干擾的雷達脈寬比兩部雷達脈沖重復周期之差還要大，或者與其相同，這種干擾被認定為同步同頻干擾，相反的情況被認定為異步同頻干擾。觀察雷達距離顯示器能夠發(fā)現(xiàn)，同步干擾的特點是干擾回波沿著距離顯示器運動，這種運動盡管速度較快，然而屬于勻速運動，異步干擾在距離顯示器上能夠發(fā)現(xiàn)干擾回波呈現(xiàn)位置不斷變化、速度較快的閃爍。

1.2 同頻干擾的不利影響

1.2.1 將為準確識別和檢測目標造成阻礙

如果雷達受到同頻干擾，尤其是同步同頻干擾，將導致目標顯示器出現(xiàn)大面積干擾狀況，干擾遮蓋了真實目標回波信號，為準確識別目標增加難度。

1.2.2 為雷達跟蹤目標造成一定破壞效果

雷達在跟蹤目標的情況下出現(xiàn)干擾信號，將導致跟蹤波門內(nèi)天線出現(xiàn)抖動現(xiàn)象，對測量精度造成一定影響。如果同頻干擾信號功率強于目標回波信號，雷達將波門內(nèi)的干擾信號作為跟蹤對象，丟失了跟蹤目標。

1.2.3 雷達作用距離不斷縮減

現(xiàn)階段，雷達大多應用恒虛警門限檢測方式，同頻干擾信號進入接收機將使檢測門限抬高，雷達靈敏度下降。與此同時，高功率的同頻干擾信號在接收機動態(tài)范圍之外將使接收機增益降低，大大縮短了雷達的作用距離。

2 導致產(chǎn)生同頻干擾的作用原理

2.1 雷達發(fā)射信號產(chǎn)生雜散干擾

雷達頻綜通常會產(chǎn)生脈沖串、脈沖信號、現(xiàn)行調(diào)頻信號等信號，每種信號的頻譜都有不同的展寬，同時還存在雜散和噪聲。頻綜產(chǎn)生的信號在行波管或者速調(diào)管的作用下放大，天線系統(tǒng)將信號發(fā)射出去。如果這種情況下兩部雷達工作頻率極為相似，發(fā)射信號過程中產(chǎn)生的雜散、噪聲直接回落入另一部雷達接收機中，干擾由此產(chǎn)生。

2.2 本振頻率產(chǎn)生雜散干擾

為了保證雷達獲得頻率更加穩(wěn)定，通常應用直接式以及鎖相環(huán)兩種方式混合的頻綜方式。雷達本振產(chǎn)生于頻綜內(nèi)部各種頻率的振動信號混頻、倍頻過程中，振動信號傳輸過程中在失配、失真的影響下產(chǎn)生頻率分量，頻率分量較差呈現(xiàn)雜散信號。所以，相差雷達本振信號具有多頻點特點，存在過多雜散。雷達本振信號自身存在雜散，所以兩部雷達工作頻率不同的狀態(tài)下，一部雷達的發(fā)射信號在由另一部雷達接收機接收后，和本振混頻因此產(chǎn)生中頻信號出現(xiàn)在接收機中頻帶寬之內(nèi)，將帶來同頻干擾。

3 抗同頻干擾的具體技術(shù)手段

3.1 使進入接收機的同頻干擾能量逐步降低

雷達工作頻率錯開能夠有效降低進入接收機的同頻干擾能量。這種方式可以使其他雷達發(fā)射的信號和本雷達本振混頻，產(chǎn)生的中頻信號在接收機中頻帶寬之外。然而具體應用過程中，如果兩部雷達頻率達到20倍中頻帶寬以上，無法實現(xiàn)消除干擾。具體是由于發(fā)射信號頻譜純度較低、頻率范圍過寬，發(fā)射信號中的雜散計入其他雷達接收機的可能性較大，接收機本振雜散頻點過多，中頻濾波帶外抑制性有待進一步加強等因素。

雷達通過所使用各種極化方式能夠起到降低同頻干擾能量的效果。使雷達接收天線的極化方式和干擾信號正交，直至完全失配，能夠有效降低干擾信號能量。具體應用過程中，設置雷達接收機水平線計劃方式，垂直極化方式的干擾信號將難以進入；設置右旋圓極化方式，左旋計劃方式的干擾信號難以進入。這種方式并不適合兩部以上雷達同時工作。

3.2 轉(zhuǎn)換干擾形式

當前，應對同步同頻干擾缺乏有效措施，然而將多部同頻工作的雷達錯開重復周期，轉(zhuǎn)換同頻同步干擾成為異步同頻干擾，采用針對于異步同頻干擾的有效方式，進一步消除干擾。具體應用過程中，相鄰周期雷達目標回撥信號將呈現(xiàn)在相同距離單元上，所以相鄰周期目標回撥信號能量差基本為零。然而錯開了多部雷達重復周期之后，相鄰周期干擾信號將在不同的距離單元上呈現(xiàn)，能量差高于相鄰周期目標回波信號，所以應通過設定合理門限正確判定回波信號和干擾信號。如果認定是異步干擾應對其采取有效抑制措施，并存儲本周期回波信號值，與下一個周期進行對比。

4 結(jié)語

本文重點分析產(chǎn)生同頻干擾的內(nèi)部原因，并且提出消除或者有效降低同頻干擾的方法。主要采取改變雷達工作頻率，調(diào)整雷達重復周期并應用相鄰周期反異步干擾的方式有效消除同頻干擾。