二次雷达系统存在的干扰问题及解决方法

2022-10-22曹原

技术与市场 2022年10期

关键词：合理性雷达信号

曹原

(中国民用航空青岛空中交通管理站，山东青岛 266000)

0 引言

随着科学技术的不断发展和进步，二次雷达系统的应用范围也在扩展，为了满足二次雷达系统实际工作要求，要对信号干扰现象予以集中管理，对系统运行要点展开统筹分析，从而保证系统运行的稳定性和可靠性符合预期。

1 二次雷达系统概述

若是从系统应用的本质层面分析，二次雷达系统无论是工作内容还是运行模式都与一次系统存在较大的不同，在二次雷达系统运行体系中，实现了技术和应用模式的改善升级，并且，配合询问机和应答机设备，就能更好地获取发射信号。与此同时，实际工作中被探测的目标要匹配对应的专业化系统装备，主要是询问机和应答机设备(见图1)。也正是基于二次雷达系统的应用优势，能在实现雷达系统测量管理的同时建立精准定位框架，保证通信系统信息传递功能的及时性和合理性。

图1 二次雷达系统

现阶段，二次雷达系统最重要的性能就是识别信号的混扰和串扰现象等，从而有效评估造成系统运行失衡的原因，并配合“全呼叫”控制模式，最大程度上维持应用效能的合理性，避免干扰信号对二次雷达信息系统产生负面影响。

2 二次雷达系统存在的干扰问题

2.1 信号串扰问题

近年来，科学技术水平在全面优化，二次雷达系统的应用范围也在扩大，尤其是航空空管领域，二次雷达系统应用较多，但是，也正是受到航空领域自身特点的影响，2架以上的飞机运行中就会出现信号传递受到干扰的问题，所以，飞机一般会设置询问机和应答机完成信号接收管理，保证及时回复相关信息内容，从而有效维持信息控制管理的合理性和可控性。

信号接收站中，询问机主要是接收不同飞机提供的信号，而应答机不仅要完成应答信号的回复，还要对其他飞机的应答信号进行跟踪，这就使得多种信号在面对不同询问机时会出现不同的选择，甚至有可能出现本次询问信号和实际信息内容不同频的现象，串扰问题或是异步干扰问题较为严重。

2.2 信号混扰

在航空空管领域出现2个以上信号后，信号接收站中的天线就会出现2个或者是2个以上的目标信号，并且，接收站天线无法有效辨别哪些信号时准确无误的，这就表示，询问机能完成此时段天线波束中应答机信号信息的全盘接收，这就会增加信号混扰产生的影响。与此同时，应答机接收的回答信息会有一段时间的滞留，只有2个目标无限接近的状态下，询问机获取的信号会出现相互交错和重叠的问题，这就会对信号的合理性传输造成严重的影响，使干扰问题更加严重[1]。

2.3 信号占据

对于二次雷达系统而言，应答机在获取相应信号后，一般会保持打开的状态，间隔一段时间后才能关闭，此时，可能就会接收到类似的其他信号，若是其他信号的传输速率较快，必然会直接占据需要接收的原始信号应有的位置，此时，应答机就出现了信号占据的现象。一旦出现信号占据，就表示应答机会消耗大量的接收信号时间，并且应答机延迟和恢复的时间也会相应延长。正是因为二次系统被广泛应用在航空空管领域和军用领域，使信号占据的情况较为常见，影响系统的主要性能。然而，目前运行系统中依旧没有非常直观的方式完成干扰问题的处理，必然会对性能应用造成影响。

3 二次雷达系统干扰问题的解决方案

在全面分析二次雷达系统干扰问题的基础上，就要结合问题的具体表现形式，开展更加科学合理的控制方案，确保能从根本上解决相关情况，最大程度上提高二次雷达系统的应用效能。

3.1 旁瓣抑制

结合阶段性二次雷达技术方案可知，我国一般是借助单脉冲天线和波束发射的形式进行询问机发射信号处理的，并且，在实际应用环境中，要应用波束和差波束的方式完成应答机应答管理。对于整个系统，采取的是旁瓣抑制法，建立相位脉冲系统，就能最大程度上优化应用控制的合理性，并建立2个天线发射信号相位差的实时性管理，最大程度维持信号识别的合理性和可控性。

值得一提的是，正是因为天线波束接收信号的幅度一致，对应的目标偏角都是以相位之间函数的计算原理予以设定，这就要借助询问天线设计理念和幅度加权的方式落实具体工作，便于对波束的控制，并以最大角度完成视轴的控制。

另外，为保证能提升系统的整体抗干扰能力，针对单脉冲系统，要借助天线辐射信号接收原理，完成信号的合理化辨别，了解不同信号之间的差异性，从而有效辨别应答机接收范围内是否获取了最正确的信号内容，一旦检测出其他信号目标的情况，就能结合实际信号处理和应用标准完成信息的筛选，进一步满足压窄波束宽度的要求[2]。

3.2 同步串扰处理

在二次雷达系统应用管理工作中，为了全面提升管控工作的实效性，要整合具体的管理内容和控制方案，并且，着重关注消除信号串扰的关键点，目前主要采取的方式是滑窗处理，相较于传统的二次雷达系统控制机制，这种处理模式能在滑窗处理工作基础上，更好地建立信号的对应分析管理方案，维持处理控制的规范性和科学性，最大程度上夯实处理基础，减少扰动造成的影响。

3.2.1 规范化检测

要结合二次雷达系统应用管理的基本要求，完善规范化检测工作，并依据周围的实际情况，检测出波形的基本框架系统应用内容和幻影处理的方式，在确定基础框架的同时，保障每个框架结构的真实性和合理性，并在此基础上实现统筹化检测和分析，维持应用管理的实效性。如要对存在的框架结构进行代码的编制和处理，配合系统应用要求，编制的代码要依据规范内容予以落实，存在的代码规定为“1”，但是系统不存在的代码信号则规定标记为“0”，正是借助这种处理模式，能有效完成分析和识别控制工作。

3.2.2 合理化评估

二次雷达系统应用控制工作中，要围绕系统效能进行统筹评估，建立定量分析和定性分析相匹配的管控模式，并且建构完整的评估指标体系，从而更好地维持识别效果和信息获取效果[3]。

1)对二次雷达系统正确识别的能力予以评估，建立相应的分析方式(见图2)，并配合精细化评估原则，保证具体问题在评估的同时，按照对应情况汇总，以保证能针对干扰现象建立相应的控制措施，避免干扰问题对信号接收和采纳产生的影响。

图2 正确识别能力评估指标

由图2可知，要从目标检测概率、距离分辨力、方位分辨力、点迹精度以及威力范围等方面开展识别内容的评估，从而分析二次雷达系统的基础效能水平，围绕信号干扰现象落实更加合理的控制方案。

2)评估信号获取能力，主要是从系统等效灵敏度、最大接收频偏以及系统动态范围3个方面开展相应分析工作，从而更好地建立完整的评估模拟机制，有效了解信号接收过程中是否会受到其他因素的影响，保证二次雷达系统实时性控制效率最优化。

3)对多目标能力进行评估。一方面，分析全空域目标容量，对二次雷达系统应用环境进行深度的解读和分析，有效评估所在区域内的相关信号源，并结合目标容量进行统筹分析。另一方面，全面分析系统占据时间，以保证能及时关闭应答机和接收机，减少干扰概率。

4)评估二次雷达系统的抗干扰能力，要从信噪比改善因子、有效点迹改善因子、点迹精度改善因子和抗烧毁功率等方面进行统筹分析，确保二次雷达系统响应参数的准确性和应用运行的规范性。

除此之外，还要评估二次雷达系统的保障能力，从可靠性和维修性两方面入手，最大程度保证二次雷达系统应用控制管理的规范效果，从而减少系统运行不当或者是信号干扰等问题[4]。

3.3 设计时分多址系统

依据时分多址技术要求，在综合分析信号格式和时间结构的基础上，就能匹配波形设计，最大程度降低系统内部造成的干扰现象，从而更好地提高识别概率。在系统中要设置时间同步系统，采取时变和密码安全系统并行的控制模式，有效依据系统中每个工作站的规范要求落实具体工作，最大程度上保证系统时间的同步关系。也就是要建立询问机和应答机、校时设备的并行管理，配合时间同步技术，就能建立参数变化应用模式，最大程度确保设备系统运行规范。

另外，建立时间结构体系，配合时隙划分计划，将整个时间系统分为若干个子隙，配合时隙长度完成系统评估，就能有效满足应用控制的要求，保证时延的合理性，维持应答机和接收机运行的规范性，有效减少信号接收不当产生的影响。值得一提的是，在信号设计的过程中，在时隙内随机选定子时隙，将其作为发射时刻的起始点，依据时间同步系统，就能更好地完成信号询问和管理。