罗兰C信号外场抗干扰能力研究

赵学军，窦建龙，彭怀云

（1 解放军92678部队，天津 300220; 2 中国电子科技集团公司第二十二研究所，青岛 266107）

0 引言

罗兰C系统是陆基长波系统，工作在低频波段，信号脉冲峰值辐射功率达到兆瓦级，同时采用信号编码和相关接收技术，理论上具有极强的抗干扰能力。本文通过对罗兰C系统抗带外连续波干扰能力、抗强工频干扰能力和天地波交叉干扰能力外场测试实验，分析研究罗兰C信号在典型干扰条件下的外场抗干扰能力。

在抗干扰能力测试实验中，选用美国Locus1030接收机，荷兰LORADD UTC接收机。根据前期实验测试，这两种接收机可靠性高，可以较好完成测试实验。

此外，UTC接收机具有频谱分析功能，可直观显示60kHz～140kHz频段内的干扰情况，以便测试实验中及时了解测试点附近的电磁环境，亦为后期数据处理分析提供依据。这两款接收机的信号处理及定位计算等核心算法不尽相同，可以通过对比，更加全面的了解罗兰信号的抗干扰能力。

1 抗带外连续波抗干扰能力测试

1.1 测试点选择

河南商丘时码台为典型的长波波段连续波发射台。本测试在该台附近（3km～20km），强连续波干扰条件下开展罗兰信号的接收情况测试。

1.2 测试情况

UTC接收机频谱如图1所示，可以看出时码台（频率 68.5kHz）的信号很强，其强度远超过罗兰C 台链信号强度，此外 72.5kHz、82kHz、137kHz频点也存在干扰。

A链M发射台距离测试点大约为650km，可确定此处UTC接收机收测的为地波信号，而A链Y发射台距离测试点超过1400km，UTC接收机收测的信号应为天波信号。由测试点的频谱图可以看出时码信号在此测试点很强，在一定程度上影响了接收信号的信噪比，但Locus1030、UTC接收机仍可正常收测信号。其中两个主要地波、天波信号，即A链M和A链Y的信噪比如图2和图3所示。

图1 UTC接收机频谱干扰监测

图2 A链M信号信噪比（Locus 1030接收机）

图3 A链Y信号信噪比（Locus 1030接收机）

在该测试点定位效果如图4所示。由于定位台链为A链台链，其中A链Y台信号为天波信号，因此与GPS相比定位差异较大，纬度差异为0.008度，即0.48分，经度差异为0.038度，即2.2分。

图4 1030接收机定位

由上述实验结果可以看出，虽然时码发射台干扰较强，但Locus 1030和UTC接收机均能正常工作，都能较为稳定的收测天地波信号，且Locus 1030接收机可以正常工作及定位。

1.3 测试结论

（a）商丘附近所有测试点的时码台信号都较强，对信号接收信噪比有着明显的影响。但不会影响接收设备的正常工作。

（b）从离开发射台不同距离的几个测试点可以看出，离开发射台越远，罗兰系统的短时定位重复性越好。

（c）由于商丘附近，A链Y为天波信号，B链X为天波信号，因此在该区域没有接收到有效的地波定位信息，但接收到了误差较大、信号相对较弱的天波定位信息。说明在强连续波干扰条件下，天波和地波信号均未受到严重干扰。

（d）本次测试由于A链Y的天波信号的延迟大于地波信号约30～40μs，依据双曲线定位原理，定位位置与GPS位置相比偏向东南方向。

2 抗强工频干扰能力分析

2.1 测试点选择

测试点距离商丘时码发射台19km左右，周围2km左右有一大型变电站，且离开高压线约200m，电磁环境复杂，如图5。

2.2 测试情况

此测试点距离高压线很近工频干扰严重，从而使得Locus 1030接收机接收到的信号，尤其是天波信号的信噪比较差（图6），且波动明显。虽Locus 1030接收机可以正常收测天波及地波信号，但是无法定位，或是定位误差很大。

图5 UTC接收机频谱干扰监测

图6 场强及信噪比实验测量数据（locus 1030接收机）

UTC接收机收测的A链M台地波信号的信噪比较差，且起伏十分明显，对于A链Y台天波信号收测不是很好，大部分时间都无法收到天波信号，不能定位。

2.3 测试结论

通过上述实验，可获得如下结论：

（a）罗兰信号在离开一般大型变电站2km外，离开高压线约200m的地区，虽然干扰较强，对天波信号有显著干扰，但对地波覆盖区内的地波信号干扰较小，能有效接收。

（b）在周围电力线分布非常多的情况下，能获得地波定位信息，但受到较大影响，定位随时间变化会产生漂移。

3 天地波交叉干扰分析

3.1 测试点选择

测试点距离时码发射台10km左右；距离A链M、A链X、A链Y发射台分别为 657km、468km、1478km左右。

3.2 测试情况

该测试点电磁环境相对复杂，存在带内干扰。测试时间为10：00～24：00（UTC时间），环境电磁干扰频谱如图7所示。

图7 UTC接收机频谱干扰监测（时码台停发信号）

此测试点距A链Y发射台超过1400km，因此接收机收到的信号应为天波信号。locus 1030接收机收测到的A链Y发射台信号强度在昼夜期间有5～6dB的波动，其信噪比较差，如图8所示。该场强为天波信号场强，UTC时间10点至12点（北京时间晚上6点至8点）期间为昼夜过渡期间，因此信号较弱，12点以后电离层稳定，因此场强也较为稳定。

图8 场强及信噪比实验测量数据(locus 1030接收机)

通过UTC接收机与locus 1030接收机测试数据，可确定在此测试点接收到的A链Y发射台的信号为天波信号，两种接收机均能正常接收天波信号。

测试点距A链M、A链X的距离均不超过700km，接收机收到的信号应均为地波信号。

图9为Locus 1030信号接收机测量数据，由此可以看到A链M及A链X发射台信号场强十分稳定且信噪比也较好，这也进一步说明接收到的信号为地波信号。

图9 场强及信噪比实验测量数据（locus 1030接收机）

总之，此测试点UTC信号接收机及1030信号接收机都能正常工作，其中接收机也能的定位，其天波定位误差6～7km，定位状态如图10所示。

图10 1030接收机定位状态

3.3 测试结论

由测试数据分析可以得出，在距离发射台800～1400km陆地范围内，天地波交叉干扰严重，但接收机均能正常工作，若接收机在噪声抑制、天地波分离等方面做更多改进，完全可以抑制天波或地波信号，从而提高接收机的天地波抑制干扰能力。

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