單脈沖測量雷達抗同頻干擾方法研究

張夢堃

摘 要 在對飛行器航跡進行精確測量中，通常需要多臺頻率相同的單脈沖測量雷達跟蹤同一個目標，這就可能導致雷達間發生同頻干擾。本文通過對反射式和應答式工作方式同頻干擾機理分析提出幾種抗干擾方法，通過布站設計降低反射式同頻干擾信號能量，進行二相編碼消除衛門盲區和目標分離殘骸的影響，以及采用多基地雷達設計徹底消除同頻干擾的影響，為單脈沖測量雷達未來發展提供參考。

關鍵詞 單脈沖雷達;同頻干擾;二相編碼;多基地雷達

雷達測量是對飛行器飛行軌跡精確測量的一種重要手段，相較于光學測量，它受氣象、距離等因素的影響要小得多，例如對火箭、導彈、空間站等高速飛行目標的軌跡測量等，提供實時或事后目標外彈道數據。為了提高對目標定位精度，通常根據需要沿目標飛行方向上布設多個測量站，多臺雷達同時或接力工作，不僅通過交匯測量提高了目標定位精度，而且增加了系統冗余度，這使得雷達間相互干擾問題變得突出。

1同頻干擾的影響

單脈沖測量雷達在對目標進行跟蹤測量時通常采用反射式或應答式工作方式。采用反射式工作方式時，如果A、B兩臺雷達頻率相近或相同，B雷達的發射信號或其經目標反射的信號被A雷達所接收，干擾信號經過下變頻變為中頻信號后難以被濾波器濾除，干擾信號有可能會覆蓋掉真實的目標回波信號，從而導致A雷達無法識別真實目標;當A雷達正在跟蹤某一目標，如果B雷達干擾信號經過接收機處理后比目標回波信號更強，還會導致A雷達選擇跟蹤錯誤信號從而丟失目標。

應答式工作方式需要在目標上安裝配合雷達工作的應答機，通常是一臺應答機負責對多臺雷達進行應答工作。應答機在接收到某臺雷達上行信號后到延時發出下行信號的這段時間內，應答機不再對其他雷達上行信號進行回應，這個時間段稱為應答機恢復時間。因此如果其他雷達上行信號恰好在應答機恢復時間內到達目標，則不會觸發應答機工作，也就無法收到正常的下行信號，從而導致無法捕獲或丟失目標。對于同一部雷達，反射式比應答式作用距離相對要小，通常會根據需求進行任務分配。例如在目標飛行初段，為了防止因應答機或目標故障導致應答式工作方式無法實現，可以分配1～2臺雷達采用反射式進行初段目標捕獲，在保證完成跟蹤測量任務的同時為其他測量設備提供引導數據。

2現有抗同頻干擾手段

2.1 反射式工作方式

目前單脈沖測量雷達反射式工作方式抗同頻干擾的方法有改變雷達重復頻率、錯開工作頻率、使用不同的極化方式[1]等，同頻干擾又分為同頻同步干擾和同頻異步干擾。同步干擾表現為干擾回波在距離顯示上靜止或連續移動，異步干擾表現為干擾回波在距離上的不同位置跳變。同頻同步干擾在同型號雷達之間經常發生，可以通過改變本站雷達脈沖重復頻率將同步干擾變為異步干擾，然后再通過相鄰周期反異步算法來消除。錯開工作頻率是大多數雷達采取的最直接的抗同頻干擾方法，但由于雷達發射信號頻譜存在展寬或雜散、接收機帶寬較大、干擾信號頻率為鏡頻等情況的存在，此方法并非完全有效。

2.2 應答式工作方式

應答式跟蹤方式抗同頻干擾的方法主要采用在跟蹤波門前設置衛門，當有他站干擾信號進入衛門檢測區則觸發移相操作，使本站上行信號提前一定時間，與他站上行信號到達目標的時間錯開，來避免本站上行信號落入應答機恢復時間內。但為了避免目標反射回來的本站雷達上行信號觸發衛門操作，需要扣除衛門相應的檢測區域，這被稱為衛門盲區，如果他站干擾信號恰好落入盲區則不會觸發衛門操作。衛門另一個缺陷就是當目標分離時，例如火箭，脫離的殘骸反射的回波會被誤認為是干擾信號，從而引發不必要的衛門操作。在實際使用過程中，如果同時工作的雷達數量較多，容易發生某臺雷達移相后，雖然上行信號跳過了前一臺雷達，但是正好落入另一臺雷達的跟蹤波門或衛門內，引發連鎖反應，從而影響整個雷達測量系統的正常運行。

3幾種抗干擾手段設想

3.1 反射式工作方式抗同頻干擾

單脈沖測量雷達的應用場景與常見的軍用場景如艦艇編隊不同，測量雷達的布站一般相距上百甚至上千公里，由于地球曲率和地形的遮擋不同站之間一般不會產生直接干擾和地物反射干擾，尤其是當目標飛行高度較高時，干擾的來源主要是目標反射的回波。目前反射式抗干擾的核心思想就是降低干擾信號的能量，因此我們考慮一種利用目標理論飛行軌跡和RCS特性來對雷達進行布站設計的方法。假設目標RCS特性與一個半徑遠大于雷達波長的金屬球相似，就可以把A、B兩臺雷達布設在目標理論飛行軌跡在地球表面投影的兩側，并保證兩臺雷達對目標的視線夾角始終大于一定角度，那么目標反射A雷達的回波能量主要集中在其對A雷達視線上，進入B雷達接收通道的能量則相對較小，再利用反同頻異步干擾處理進一步降低干擾信號的影響。目前某型單脈沖測量雷達通過多次跟蹤測量任務實驗表明，此方法能顯著降低同頻干擾，尤其是在同頻同步干擾情況下，干擾信號能量明顯低于本站回波信號。

3.2 應答式工作方式抗同頻干擾

（1）二相編碼。雷達系統中最重要的二相編碼是巴克碼，通過二相編碼，就能使雷達發射信號具有特異性，由于雷達能識別進入衛門的信號是否為自己發出的，所以能根據實際情況決定是否進行衛門操作，同時也不需要扣除衛門不檢測區域，所以也就不存在衛門盲區。

（2）多基地雷達。多基地雷達是一種將一臺或多臺發射機與一臺或多臺接收機分開布設的雷達系統，其關鍵是發射機與接收機必須同步工作。假設A雷達向目標應答機發射上行信號，下行信號由分別布設在不同站的A、B雷達同時接收，并且A雷達發射機與B雷達接收機同步工作，那么A、B雷達均能對目標進行精確定位、測速。由于只有A雷達發射上行信號，杜絕了不同雷達上行信號“打架”的情況，也就不再需要設置衛門。

4結束語

總而言之，如果想要更好的改善同頻干擾帶來的影響就需要不斷地對其進行研究。以上幾種抗干擾手段還僅僅是一種設想，在實際的應用的過程中還應該不斷適應，從而找到真正符合并且能夠有效地避免同頻干擾給測量帶來的各種影響。

參考文獻

[1] 黃旭東，姬新陽，江良劍，等.雷達同頻干擾機理及抗干擾措施研究[J].現代電子技術，2015，38（7）：16-18.