雷達站預選址電磁環境測試的技術研究

摘""要：選址對雷達站的正常運行至關重要，站址選擇需考慮電磁環境并進行測試。某市雷達站成為此次研究對象，通過確定技術參數、評估測試系統、準備設備、監測電磁頻譜和分析干擾信號指標，確定干擾電平強度和測試系統的靈敏度是否符合要求。并比較信號功率與允許干擾電平來評估選址的適宜性，不僅為相關部門提供了技術依據，也為電磁環境測試領域的研究提供了新的視角和方法。

關鍵詞：雷達站""""預選址""""電磁環境測試""""電磁頻譜監測""""干擾信號指標

中圖分類號：TN927.2

Technical"Research"on"Electromagnetic"Environment"Testing"for"Pre"Site"Selection"of"Radar"Stations

CAI"Xiansheng"""LIN"Xin2

1.Shantou"Energy"Conservation"Center，"Shantou，"Guangdong""Province，""515000""China;"2."Shantou"Radio"Monitoring"Station，"Shantou，"Guangdong""Province，""515000""China

Abstract："Site"selection"is"very"important"to"the"normal"operation"of"radar"stations，"and"the"electromagnetic"environment"should"be"considered"in"site"selection"and"testing."A"radar"station"in"a"certain"city"is"the"research"object."By"determining"the"technical"parameters，"evaluating"the"test"system，"preparing"the"equipment，"monitoring"the"electromagnetic"spectrum"and"analyzing"the"interference"signal"indicators，"it"determines"whether"the"interference"level"intensity"and"the"sensitivity"of"the"test"system"meet"the"requirements."It"also"compares"the"signal"power"with"the"allowable"interference"level"to"evaluate"the"suitability"of"site"selection，"which"not"only"provides"the"technical"basis"for"relevant"departments，"but"also"provides"a"new"perspective"and"method"for"the"research"of"electromagnetic"environment"testing.

Key"Words："Radar"station;"Pre"site"selection;"Electromagnetic"environment"testing;"Electromagnetic"spectrum"monitoring;"Interference"signal"indicators

雷達站關乎國家安全、航空管制和氣象監測等領域[1]，站址選擇是重要基礎工作[2]。其電磁環境易受到多種因素影響，如其他無線電業務的干擾、自然環境變化等[3]。預選址的電磁環境測試和干擾分析必不可少，國內外在這兩方面有諸多研究。劉佳等人[2]設計新型雷達功率密度模型監測天氣雷達站對電磁環境的影響；李勇等人[4]對UHF頻段地球站進行電磁環境測試，為工程測量提供參考；楊文倩等人[5]研究雷達適應性測試和評估技術，確認其對雷達系統[6]的可靠性和有效性；Mertin等人[7]驗證了不同延遲線在雷達測試中的特性和應用；伊馮·利夫蘭等人[8]分析確定電磁頻譜指揮和控制與其他C2流程集成的重要性。合理準確的測試方案和數據分析能有效評估雷達站的電磁輻射兼容性，為選址提供科學依據。

本文以某市雷達站預選址為對象，依據《對空情報雷達站電磁環境防護要求》（GB"13618—1992）[9]標準，研究電磁環境測試技術方案，確定擬建站址的干擾電平強度是否符合建站要求。本研究旨在為相關部門提供技術依據，深化和擴展相關研究，為雷達站選址提供科學、準確的支持，確保雷達站在復雜電磁環境中穩定運行。

1"""測試前準備

依據《通用雷達站設計標準》[10]，雷達站的主要技術參數包括設計探測距離、工作頻段、峰值輸出功率、調制方式、調制帶寬、天線技術參數、天饋線損耗等。以某海上雷達監視系統為例，相關參數：其設計作用距離為120"km，跟蹤范圍70海里，工作頻率9"385～9"445"MHz，峰值輸出功率50"kW，調制方式PON，帶寬為1.5"MHz，天饋線損耗為2"dB。天線尺寸為10"ft（XN-5-A），天線轉速約20"r，天線增益GW"（dBi）"25，水平方向圖0.95°，垂直方向圖20°，極化方式為水平極化。

根據建站單位參數進行測試設備選型，并依據測試設備相關參數計算頻譜分析儀靈敏度，分析測試系統靈敏度及頻譜分析儀輸入端最大允許干擾電平，以判斷測試系統可行性，并選用符合測試參數要求的儀器設備，包括Agilent"ESA系列頻譜分析儀、有源測試天線、低噪聲放大器（Low"Noise"Amplifier，LNA）或低噪聲變頻器（Low"Noise"Block，LNB）"、低損耗饋線電纜和隔直器等。

測試人員在連接測試系統前應放掉自身靜電；正式測試應在頻譜分析儀預熱完成后開始。

2"""測試方法

2.1""""電磁頻譜監測

監測頻率范圍無線電信號的情況，測量無線電信號的頻率、帶寬、電平幅度，分析無線電信號的頻譜特性、分析頻譜占用度情況。電磁頻譜監測[11-12]在軍事、航空航天、通信等領域也發揮著重要作用，有助于保障國家安全、維護通信秩序和促進科學技術的發展。

2.2""""干擾信號指標分析

參照《對空情報雷達站電磁環境防護要求》（"GB"13618—1992）標準[9]，雷達站電磁環境測試，著重測試調查在接收機通帶內的信號對雷達站的干擾。雷達站在有源干擾不可避免的條件下，容許有不大于5%的探測距離的損失。需要針對白噪聲干擾，計算雷達接收機輸入輸的最大容許干擾電壓，雷達接收機通頻帶內最大容許干擾電壓。

2.2.1""接收機輸入最大容許干擾電壓

由《對空情報雷達站電磁環境防護要求》（"GB13618—1992）[9]的附錄A可以得到對白噪聲干擾，雷達接收機輸入端的最大容許干擾電壓為：

式中：Ujfmax為接收機輸入端容許干擾電壓有效值；Unf為等效到接收機輸入端系統噪聲電壓有效值。取值見表1。

參照表1，白噪聲最大容許干擾電壓為：

式（2）中：U1為白噪聲最大容許干擾電壓。

雷達接收機端阻抗為50Ω，則接收機輸入端最大容許干擾功率：

式（3）中：PI為接收機輸入端最大容許干擾功率。

折算到雷達接收機天線端口的允許干擾功率為：

式（4）中：PR為雷達天線端口面最大容許干擾功率；GR為雷達天線的接收增益；LR為雷達天饋線損耗

計算結果：對白噪聲干擾，雷達接收機天線端口的允許干擾功率為-137.79"dBm。

2.2.2""接收機通頻帶內最大容許干擾電壓

根據《對空情報雷達站電磁環境防護要求》（"GB13618—1992）[9]，雷達接收機通頻帶內最大容許干擾電壓峰值Ujpmax取18.7"dBμV。

雷達接收機端阻抗為50Ω，則接收機輸入端最大容許干擾功率：

式（5）中：Pjpmax為接收機通頻帶內最大容許干擾功率；Ujpmax為接收機通頻帶內最大容許干擾電壓峰值。

折算到雷達接收機天線端口的允許干擾功率為：

計算結果：對接收機通頻帶內最大容許干擾，雷達接收機天線端口的允許干擾功率為-111.3"dBm。

3""測試系統分析

3.1""測試系統靈敏度

在測試點按照測試系統方框圖連接好測試設備，進行加電自檢和校零，對預選的工作頻帶進行測試。頻譜儀掃描起始頻率設為9"385"MHz，終止頻率設為9"445"MHz，掃描帶寬為60"MHz，分辨率帶寬設為10"kHz。采用0.8"m的拋物面天線以水平極化方式進行水平旋轉測試，天線仰角調整為0°，水平旋轉步進為20°，記錄工作方位角±20°內頻譜圖，并對干擾信號進行分析記錄，"圖1為其測試系統方框圖，測試系統主要參數、"測試系統靈敏度如表2、表3所示。

測試系統等效輸入噪聲功率：

式（7）中：K為玻爾茲曼常數，1.380"54×10-23"J/K；Te為LNA輸入端等效噪聲溫度；B為頻譜分析儀的中頻噪聲帶寬。

（1）對白噪聲干擾，折算到頻譜儀輸入端的允許干擾電平為

式（8）中：Ih為頻譜儀輸入端的允許干擾電平；PR為雷達天線端口面最大容許干擾功率；Gr為測試天線增益；GL為低噪放大器增益；LF為連接電纜損耗為3"dB；M為帶寬因子。

（2）對接收機通頻帶內最大容許干擾電壓，折算到頻譜儀輸入端的允許干擾電平為

經計算，折算到頻譜儀端口允許干擾電平為：對白噪聲干擾為-86.79"dBm/12"kHz；對接收機通頻帶內最大容許干擾信號為-60.3"dBm/12kHz"；測試系統的靈敏度為-94.6"dBm/12"kHz"，該靈敏度低于以上干擾信號功率，符合要求。為了提高電磁環境測試結果準確性，采用統計分析方法對測試數據進行回歸分析，同時使用方差分析來評估不同測試條件下的信號差異，識別出干擾信號的來源和強度隨時間的變化趨勢。

4""""測試結果與討論

4.1"""預選站址

雷達預選站址的地理信息包括雷達站地理位置、經緯度、海拔高度，天線距地面高度等。雷達站電磁環境測試分上午、下午、晚上三個時段進行。分別記錄三次測試的時間、溫度、溫度數據。根據相關信息確定測試地點。

4.2""測試記錄

測試天線離地高度一般不應小于1.5"m，將測試天線置于0°仰角，以水平極化方式從0°開始順時針旋轉天線，步進為20°，直至旋轉360°，對每次旋轉步進的天線來波方向信號進行頻譜監測記錄，對發現的干擾信息進行信號功率測量，并記錄頻譜圖，如表4所示。

4.3""干擾信號分析

安裝好測試系統后應進行自測，若發現干擾信號很大應加裝衰減器。測量小信號時，頻譜分析儀的輸入附加衰減應取0。監測發現頻段內干擾信號之后，使用測試系統對干擾信號功率進行測量。

測試系統測量干擾信號功率時，需依次開展以下操作：先將被測干擾信號中心頻率置于頻譜分析儀顯示中心，設置好掃描帶寬、RBW"與nbsp;VBW；繼而調整頻譜分析儀輸入衰減器和參考電平，使信號接近顯示頂部；而后進入占用帶寬測量模式，設定檢波器工作方式等參數，測量信號占用帶寬；進入信道功率測量模式后，讀取干擾電平功率值并依實際情況處理；最后對比該功率值與允許干擾電平數據，以判斷選址是否符合技術要求。

4.4""""測試結論

測試結果分兩種情況：符合技術要求的選址可作為雷達站建設技術依據；不符合技術要求的選址可進行重新選址或通過申請頻率協調解決。在擬建雷達站站址9"385～9"445MHz頻段，測得的信號功率小于雷達接收機輸入端的最大容許干擾功率，符合國家標準《對空情報雷達站電磁環境防護要求》（"GB"13618—1992）[9]，達到雷達站電磁環境防護選址技術要求；反之，則不符合國家標準，不能作為雷達站選址。如不能重新選址的，可向主管部門申請無線電[13]協調解決。

5""結論與展望

本文詳細闡述某市雷達站預選址的電磁環境測試技術方案，驗證了某市雷達站預選址的適宜性。測試結果表明，該選址的電磁干擾水平低于國家標準規定的允許干擾電平，符合雷達站建設的技術要求。研究過程中采用的測試方法和分析技術為雷達站選址提供了科學依據，同時也為電磁環境測試技術的發展和創新提供了參考。但隨著無線電通信技術的快速發展，新的頻段和無線服務的出現可能會對現有雷達站造成新的干擾，需不斷進行技術優化和長期監測管理，更新和完善相關的法規和政策支持電磁環境測試和雷達站建設的合法性和有效性，加強國際合作，以適應這些挑戰。

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