低空警戒雷达阵地优化调整方法

秦庆兵

(1.安徽博微长安电子有限公司，安徽 六安 237010； 2.目标探测与特征提取安徽省重点实验室,安徽 六安 237010)

0 引 言

阵地优化是充分发挥雷达装备战技术性能、提升雷达装备作战效能的重要手段，是解决任务-装备-阵地环境的最佳匹配[1]。雷达阵地优化效果决定了雷达在不同作战条件下的性能发挥[2]。随着雷达面临的电磁环境越来越复杂，机动性要求越来越高，其对雷达阵地适应性措施的多样性和运用调整速度提出了更高的要求,因此有必要对通用的阵地优化调整内容、流程方法研究进行应对。

1 阵地优化的方法

1.1 优化的基本准则和依据

阵地优化精细化调整方法需要遵循一定的基本准则和依据，总的优化评判准则包括3个部分，一是在无遮挡方位，雷达威力应满足指标要求；二是探测目标航迹连续，方位偏差、测高精度满足雷达战术指标要求；三是尽量降低干扰和杂波造成的影响，画面杂波剩余减少，使终端虚警控制在雷达允许的范围之内，不影响雷达对目标的探测和录取跟踪[2]。低空警戒雷达主要实现低空目标的探测提取，虚警的抑制，担负空情上报任务，由于低空预警使命任务的特性，决定了低空警戒雷达具体的优化准则为，检测概率和虚警概率同时达标，在保证雷达威力等指标的前提下，兼顾远区及近区目标检测，侧重于低空目标探测，优化提升杂波抑制、慢速目标探测能力。优化的基本依据为周围杂波(地杂波、海杂波)环境强度、气候条件、使命任务(如对海还是对空、小目标检测要求(速度要求、加速度要求))等。

1.2 优化内容

根据阵地优化的基本准则和依据，雷达阵地优化内容主要包括：天线调平；方位校准；天线仰角调整；工作模式选择；天线转速选择；灵敏度时间控制(STC)选择设置；显示量程选择；显示余辉选择；信号和数据处理参数优化(波束数据的切换距离、脉冲压缩参数选择、滤波参数选择、虚警率参数选择(幅度杂波图参数配置、强杂波判别处理参数、恒虚警率(CFAR)配置参数、慢响应门限图参数配置)、点迹参数配置(评估等级参数配置(信噪比门限等)、杂波抑制相关距离或方位门限参数配置)等)、数据处理参数优化(滤波点迹速度、最大加速度)；检测和显示视频选择；幅度门限选择等。

1.3 阵地优化效果评估

阵地优化效果评估属于雷达效能评估范畴，文献[1]～[3]通过一定的科学算法，给出了一种对阵地优化的效能进行评估的系统或方法。文献[4]给出了空管雷达性能与阵地环境匹配的系统设计。文献[5]和文献[6]给出了雷达受到干扰时的雷达抗干扰效能评估指标集和方法。在工程应用中结合优化效果评估，构建闭环的阵地优化流程。

2 阵地优化的流程模板设计

2.1 阵地优化流程模板分类

根据特定情况，低空目标探测的阵地优化主要分为四类，包括全面阵地优化、紧急阵地优化、恶劣自然环境下的阵地优化、特定目标优化模板。

2.2 阵地优化流程模板设计

为了使雷达技师能够按照特定流程快速方便地实现阵地优化调整，本文给出了一种低空预警雷达的一种通用调整模板。其调整流程如图1所示，调整流程主要包括以下步骤:(1)天线调平和方位校准；(2)根据阵地环境，调整俯仰角；(3)根据阵地环境和作战用途，选择相应的工作模式；(4)根据上报数据率需求和特定作战需求，调整天线转速；(5)根据阵地环境，并通过观察回波饱和、剩余点情况，调整时间灵敏度控制；(6)根据杂波及目标回波观测情况，评估是否符合达到预定效果，是则转步骤(7)，否则转步骤(5)；(7)调整量程和余辉；(8)优化信号处理参数。包括滤波参数、杂波图参数、点迹参数等的配置优化；(9)选择检测和显示视频；(10)评估结果是否合格，不合格则跳到步骤(3)，合格则跳到步骤(11)；(11)选择幅度门限；(12)评估结果是否合格，不合格则跳到步骤(2)，合格则阵地优化结束。

图1 阵地优化调整流程图

3 主要解决的问题

阵地优化的主要难点在阵地优化动态可视化调整，可实时设置、不影响雷达正常运行，针对阵地环境的改变设计最优参数，达到最优检测效果。主要存在问题是处理参数可配置性问题、优化参数交互执行实时显示问题和参数同步保存问题。可采取的主要措施包括：

(1) 模块参数可配置。采用软件实现模块化组件技术，提炼模块使用过程中的关键参数，如恒虚警门限设置、滤波系数可选设置、点迹凝聚相关参数设置，形成参数接口协议，采用网络接口实时收发配置参数，在雷达运行过程中，设置软件线程接口专门收发参数数据，配置到各模块关键参数中，可实现工作状态时配置处理参数并保存。

(2) 对于实现优化参数交互执行实时显示，采用了网络模块组件设计，后端处理所有数据通信统一采用网络模块组件收发，将网络收发功能设计成一个功能子系统，提供统一的数据收发接口和网络配置文件，完成网络通信的功能；配置参数界面化设计，界面显示进行模块化划分，使用QTreeWidget树形结构和QTabWidget分页结构技术，解决了参数过多繁杂的问题，实现每个模块参数独立显示，更加快捷的查询各个模块的优化参数，直观的观测到参数的数值；优化网络协议，增加查询、反馈标志设置，可在参数设置成功后反馈参数设置结果，保证参数设置有效，增加参数优化可交互性。

(3) 为实现参数同步保存，采用组播点对多点数据传输技术，解决了单一的数据传输的效率低下问题，保证了阵地优化数据在多台设备同步性。传输中的数据增加了CRC(循环冗余校验)，解决了网络报文过多，错误的报文解析问题，保证了阵地优化数据传输和接收的安全性和稳定性。各主分机接收阵地优化参数网络报文后以文件形式进行存储，对配置的参数按照二进制格式存储在网络服务器的固态硬盘上，达到数据同步一致，同时存储技术稳定、安全、高效，解决了突然掉电、系统死机和人为误操作等带来的数据丢失问题，在雷达关机再开机时，启用上次配置参数，减轻了雷达操作员的工作负担，保证了雷达参数的稳定，提升了雷达的工作效率。

4 工程应用

通过软件系统级测试及功能性能试验，验证了模板配置的可行性及阵地优化动态可视化调整技术的有效性。图2为某工程中全面阵地优化引导可视化界面；图3某工程中点迹参数开放可视化界面；图4(a)为优化前雷达检测画面；图4(b)为优化后的雷达检测画面。

图2 阵地优化引导界面

5 结束语

随着电子信息技术的发展，雷达阵地优化手段逐渐增多，要求雷达能够快速适应阵地环境的变化，达到效果的最优。本文对低空雷达阵地优化精细化调整方法进行研究，重点对雷达的阵地优化引导模板进行了详细阐述，并在某型号雷达上成功应用，验证了其通用性和实用性。低空雷达阵地优化精细化调整方法可以有效地对阵地环境快速适应，有效地针对地杂波、海杂波、虚假点迹进行抑制，使雷达的适应性能得到快速提升。