外軍二次雷達敵我識別系統的內部干擾及抑制技術

楊杰 唐文博

【摘要】針對二次雷達敵我識別系統存在的內部干擾，包括旁瓣干擾、竄擾、混擾等，分析了其產生的機理和對系統造成的影響，介紹了外軍二次雷達敵我識別系統為減少這些內部干擾所采用的旁瓣抑制、竄擾抑制、混擾抑制和“滑窗”處理等技術。這些技術進一步提高了二次雷達敵我識別系統的目標檢測概率與抗干擾能力。

【關鍵詞】敵我識別|內部干擾|干擾抑制

20世紀30年代，英國人發明了雷達，并將其投入到二戰之中。但是雷達只能探測目標，不能判別目標的敵我屬性，在這種背景下，以詢問機和應答機相配合的二次雷達敵我識別系統誕生了。

二次雷達敵我識別系統受到的干擾包括兩類：一是系統外部干擾，如接收機熱噪聲、多徑、有意、無意干擾等；二是系統內部干擾，如旁瓣干擾、竄擾、混擾等。本文重點闡述外軍二次雷達敵我識別系統產生旁瓣干擾、竄擾和混擾等內部干擾的機理，并介紹了抑制這些內部干擾的技術。

一、產生內部干擾的機理

（一）旁瓣干擾

二次雷達敵我識別系統詢問機采用定向天線，對待識別的目標進行詢問，天線的主波束方向為期望的有效詢問方向。但處于詢問天線旁瓣內的應答機，有時會受到旁瓣輻射的詢問信號的干擾，而發射應答信號，對應答機產生額外的占據。而應答信號從詢問天線旁瓣進入詢問機，可能對詢問機造成干擾，使詢問機誤以為它是主瓣方向的有效應答信號，這就是旁瓣干擾。

（二）竄擾

當多個詢問機近乎同時詢問同一個應答機時，本地詢問機不僅會接收到自己觸發該應答機發射的有效應答信號，還會收到其它詢問機觸發該應答機發射的應答信號。這些應答信號對本地詢問機而言就是多余信號，會對詢問機造成干擾。這種干擾就是竄擾。由于它與本地詢問機的詢問重復頻率不同步，因此又稱為異步應答干擾。竄擾的主要影響是使詢問機產生假目標。

（三）混擾

當詢問波束內有多個應答機時，詢問機將收到多組應答信號。當這些應答機與詢問機距離相近時，這些應答信號到達詢問機時會發生交叉或重疊，從而相互干擾。這種干擾就是混擾。由于這些應答信號都是響應同一詢問機的詢問而產生的，重復頻率與詢問頻率同步，因此又稱為同步應答干擾?；鞌_的主要影響是降低詢問機的目標檢測概率，特殊情況下還可能產生假目標。

二、干擾抑制技術

（一）旁瓣抑制技術

二次雷達旁瓣抑制技術包含詢問旁瓣抑制和接收旁瓣抑制兩種技術。詢問旁瓣抑制技術是使處于旁瓣方向的應答機不進行應答；接收旁瓣抑制技術是使詢問機放棄來自旁瓣方向的應答信號。詢問兩種技術都要求詢問天線具有和波束（Σ）/差波束（Δ）或者和波束（Σ）/控制波束（Ω）。有效主波束方向上，和波束（Σ）的增益應大于差波束（Δ）和控制波束（Ω）增益；旁瓣方向上，和波束（Σ）的增益應小于差波束（Δ）或控制波束（Ω）增益。

1.詢問旁瓣抑制技術

詢問信號主要通過和波束（Σ）發射，并使用差波束（Δ）或者控制波束（Ω）發射單獨的抑制脈沖信號。一般情況，和、差、控制通道的輻射功率相同，由于天線波束在不同方向的增益不同，使得應答機在不同方向上收到的詢問信號與抑制脈沖信號功率比值不同。應答機通過比較詢問信號與抑制脈沖信號的相對幅度，可判斷自己處于詢問天線的主瓣方向還是旁瓣方向，從而抑制旁瓣方向的詢問，只對主瓣方向的詢問進行應答。

以敵我識別系統模式5為例，其詢問信號波形由同步頭脈沖、旁瓣抑制脈沖和數據脈沖組成。其中，同步脈沖通過詢問天線和波束（Σ）發射；旁瓣抑制脈沖通過差波束（Δ）或控制波束（Ω）發射；數據脈沖通過詢問天線和波束（Σ）發射。

旁瓣波束內應答機收到的詢問旁瓣抑制脈沖的幅度等于或大于同步脈沖的幅度，主波束內應答機收到的詢問旁瓣抑制脈沖的幅度比同步脈沖的幅度小11dB。

2.接收旁瓣抑制技術

詢問機采用多個通道接收多個波束的信號，其中一個通道接收和波束（Σ）的信號，另一個（或兩個）通道分別接收差波束（Δ）或控制波束（Ω）的信號。詢問機通過比較和波束（Σ）收到的應答信號幅度是否大于差波束（Δ）和控制波束（Ω），判斷應答信號處于主波束還是旁瓣，從而放棄對旁瓣應答信號的處理，只處理來自主波束的應答信號。

為簡化設備，詢問機可以使用雙通道接收旁瓣抑制技術，即采用和波束（Σ）與差波束（Δ）或者和波束（Σ）與控制波束（Ω）來完成接收旁瓣抑制。為獲取更好的旁瓣抑制性能，詢問機也可以使用三通道接收旁瓣抑制技術，同時采用和波束（Σ）、差波束（Δ）與控制波束（Ω）來完成接收旁瓣抑制。

（二）竄擾抑制技術

竄擾抑制技術的基本原理是：詢問機通過詢問信號指定應答信號的載波頻率或擴頻碼。不同的詢問機各自選擇應答頻率或擴頻碼不完全相同。由于應答信號的頻率不同或擴頻碼的正交性，本詢問機不能接收到其他詢問機觸發產生的應答信號，因此，減少了大量竄擾，如圖1所示。

（三）混擾抑制技術

混擾抑制技術的基本原理是：應答機接收到詢問信號后，各自隨機延遲一段時間后再發射應答信號。應答機在各自的應答信號中，向詢問機傳送自己的延遲時間數據，以便詢問機在計算目標距離時扣除這部分延遲時間，完成目標距離的測量。這樣，詢問機避免了混擾的發生，如圖2所示。

（四）“滑窗”處理技術

在二次雷達敵我識別系統中，通常采用“滑窗”處理技術進一步減少系統內部干擾，降低產生假目標的概率，并提高目標檢測概率?！盎啊碧幚砑夹g的原理是在通過連續多次詢問，檢測出應答次數滿足門限要求的應答目標。具體處理過程如下：

將收到的應答信號的信息存儲在由按照距離順序排列的存儲單元組成的存儲器中，存儲單元中存儲的數據包括目標距離、識別代碼、方位等。當收到一個應答時，檢查是否與先前的應答信號處于同一距離的存儲單元，以便確定是否接收到同步的應答。如果同步應答數量達到門限值，還要進一步比較他們的應答編碼數據、方位等，一致才能形成目標報告。

二次雷達敵我識別系統對目標進行識別時，要求目標識別概率高，識別速度快。典型的單脈沖二次雷達敵我識別系統“滑窗”長度一般選擇4～6，門限值一般設為2，識別概率均能達到0.99以上。

三、結語

本文介紹了二次雷達敵我識別系統中的旁瓣抑制、竄擾抑制、混擾抑制和“滑窗”處理技術，用于消除旁瓣干擾、竄擾和混擾等系統內部干擾，并提升對目標的檢測概率。這些技術也可被其他基于詢問-應答原理的系統借鑒，解決自身系統的內部干擾問題。中國軍轉民

參考文獻

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（作者簡介：楊杰，四川九洲電器集團有限責任公司高級工程師，本科，研究方向為二次雷達；作者單位：唐文博，四川九洲電器集團有限責任公司）