雷达同频抗干扰的技术手段

2019-11-30顾晋晋

电子技术与软件工程 2019年2期

文/顾晋晋

如果在同一时间内多台同样型号、工作频率相似的雷达开机工作，同频干扰将或多或少影响到每台雷达的工作效果。同频干扰呈现出干扰功率较高、主副瓣干扰均存在和相差干扰的特性。雷达之间的同频干扰将使雷达目标显示器上呈现出大面积干扰信号，使雷达不能正确探测和跟踪正常目标，导致接收机过载，直接造成了前端硬件损坏以及其他恶性后果。所以有必要对同频干扰的机理开展深入研究，试图找到消除或者降低雷达之间干扰的有效措施。本文通过分析同频干扰的特点、导致产生同频干扰产生的作用机理，提出了抵抗、消除同频干扰的具体办法。

1 同频干扰的特点以及造成的不利影响

1.1 同频干扰的特点

雷达同频干扰主要是指在一定距离范围内的两部以及两部以上雷达同时工作，由于这两部或者多部雷达的频率相似、极化方式相同而产生的互相干扰。进入接收机的同频干扰信号大多数情况下来源于另一部雷达发射信号，少数情况下是另一部雷达发射信号之后，当信号经过地物、目标时出现反射形成干扰。

同频干扰依据是否同步划分成同步同频干扰以及异步同频干扰两类。当两部雷达同时展开工作，如果施加干扰的雷达脉宽比两部雷达脉冲重复周期之差还要大，或者与其相同，这种干扰被认定为同步同频干扰，相反的情况被认定为异步同频干扰。观察雷达距离显示器能够发现，同步干扰的特点是干扰回波沿着距离显示器运动，这种运动尽管速度较快，然而属于匀速运动，异步干扰在距离显示器上能够发现干扰回波呈现位置不断变化、速度较快的闪烁。

1.2 同频干扰的不利影响

1.2.1 将为准确识别和检测目标造成阻碍

如果雷达受到同频干扰，尤其是同步同频干扰，将导致目标显示器出现大面积干扰状况，干扰遮盖了真实目标回波信号，为准确识别目标增加难度。

1.2.2 为雷达跟踪目标造成一定破坏效果

雷达在跟踪目标的情况下出现干扰信号，将导致跟踪波门内天线出现抖动现象，对测量精度造成一定影响。如果同频干扰信号功率强于目标回波信号，雷达将波门内的干扰信号作为跟踪对象，丢失了跟踪目标。

1.2.3 雷达作用距离不断缩减

现阶段，雷达大多应用恒虚警门限检测方式，同频干扰信号进入接收机将使检测门限抬高，雷达灵敏度下降。与此同时，高功率的同频干扰信号在接收机动态范围之外将使接收机增益降低，大大缩短了雷达的作用距离。

2 导致产生同频干扰的作用原理

2.1 雷达发射信号产生杂散干扰

雷达频综通常会产生脉冲串、脉冲信号、现行调频信号等信号，每种信号的频谱都有不同的展宽，同时还存在杂散和噪声。频综产生的信号在行波管或者速调管的作用下放大，天线系统将信号发射出去。如果这种情况下两部雷达工作频率极为相似，发射信号过程中产生的杂散、噪声直接回落入另一部雷达接收机中，干扰由此产生。

2.2 本振频率产生杂散干扰

为了保证雷达获得频率更加稳定，通常应用直接式以及锁相环两种方式混合的频综方式。雷达本振产生于频综内部各种频率的振动信号混频、倍频过程中，振动信号传输过程中在失配、失真的影响下产生频率分量，频率分量较差呈现杂散信号。所以，相差雷达本振信号具有多频点特点，存在过多杂散。雷达本振信号自身存在杂散，所以两部雷达工作频率不同的状态下，一部雷达的发射信号在由另一部雷达接收机接收后，和本振混频因此产生中频信号出现在接收机中频带宽之内，将带来同频干扰。

3 抗同频干扰的具体技术手段

3.1 使进入接收机的同频干扰能量逐步降低

雷达工作频率错开能够有效降低进入接收机的同频干扰能量。这种方式可以使其他雷达发射的信号和本雷达本振混频，产生的中频信号在接收机中频带宽之外。然而具体应用过程中，如果两部雷达频率达到20倍中频带宽以上，无法实现消除干扰。具体是由于发射信号频谱纯度较低、频率范围过宽，发射信号中的杂散计入其他雷达接收机的可能性较大，接收机本振杂散频点过多，中频滤波带外抑制性有待进一步加强等因素。

雷达通过所使用各种极化方式能够起到降低同频干扰能量的效果。使雷达接收天线的极化方式和干扰信号正交，直至完全失配，能够有效降低干扰信号能量。具体应用过程中，设置雷达接收机水平线计划方式，垂直极化方式的干扰信号将难以进入；设置右旋圆极化方式，左旋计划方式的干扰信号难以进入。这种方式并不适合两部以上雷达同时工作。

3.2 转换干扰形式

当前，应对同步同频干扰缺乏有效措施，然而将多部同频工作的雷达错开重复周期，转换同频同步干扰成为异步同频干扰，采用针对于异步同频干扰的有效方式，进一步消除干扰。具体应用过程中，相邻周期雷达目标回拨信号将呈现在相同距离单元上，所以相邻周期目标回拨信号能量差基本为零。然而错开了多部雷达重复周期之后，相邻周期干扰信号将在不同的距离单元上呈现，能量差高于相邻周期目标回波信号，所以应通过设定合理门限正确判定回波信号和干扰信号。如果认定是异步干扰应对其采取有效抑制措施，并存储本周期回波信号值，与下一个周期进行对比。