外军二次雷达敌我识别系统的内部干扰及抑制技术

杨杰 唐文博

【摘要】针对二次雷达敌我识别系统存在的内部干扰，包括旁瓣干扰、窜扰、混扰等，分析了其产生的机理和对系统造成的影响，介绍了外军二次雷达敌我识别系统为减少这些内部干扰所采用的旁瓣抑制、窜扰抑制、混扰抑制和“滑窗”处理等技术。这些技术进一步提高了二次雷达敌我识别系统的目标检测概率与抗干扰能力。

【关键词】敌我识别|内部干扰|干扰抑制

20世纪30年代，英国人发明了雷达，并将其投入到二战之中。但是雷达只能探测目标，不能判别目标的敌我属性，在这种背景下，以询问机和应答机相配合的二次雷达敌我识别系统诞生了。

二次雷达敌我识别系统受到的干扰包括两类：一是系统外部干扰，如接收机热噪声、多径、有意、无意干扰等；二是系统内部干扰，如旁瓣干扰、窜扰、混扰等。本文重点阐述外军二次雷达敌我識别系统产生旁瓣干扰、窜扰和混扰等内部干扰的机理，并介绍了抑制这些内部干扰的技术。

一、产生内部干扰的机理

（一）旁瓣干扰

二次雷达敌我识别系统询问机采用定向天线，对待识别的目标进行询问，天线的主波束方向为期望的有效询问方向。但处于询问天线旁瓣内的应答机，有时会受到旁瓣辐射的询问信号的干扰，而发射应答信号，对应答机产生额外的占据。而应答信号从询问天线旁瓣进入询问机，可能对询问机造成干扰，使询问机误以为它是主瓣方向的有效应答信号，这就是旁瓣干扰。

（二）窜扰

当多个询问机近乎同时询问同一个应答机时，本地询问机不仅会接收到自己触发该应答机发射的有效应答信号，还会收到其它询问机触发该应答机发射的应答信号。这些应答信号对本地询问机而言就是多余信号，会对询问机造成干扰。这种干扰就是窜扰。由于它与本地询问机的询问重复频率不同步，因此又称为异步应答干扰。窜扰的主要影响是使询问机产生假目标。

（三）混扰

当询问波束内有多个应答机时，询问机将收到多组应答信号。当这些应答机与询问机距离相近时，这些应答信号到达询问机时会发生交叉或重叠，从而相互干扰。这种干扰就是混扰。由于这些应答信号都是响应同一询问机的询问而产生的，重复频率与询问频率同步，因此又称为同步应答干扰。混扰的主要影响是降低询问机的目标检测概率，特殊情况下还可能产生假目标。

二、干扰抑制技术

（一）旁瓣抑制技术

二次雷达旁瓣抑制技术包含询问旁瓣抑制和接收旁瓣抑制两种技术。询问旁瓣抑制技术是使处于旁瓣方向的应答机不进行应答；接收旁瓣抑制技术是使询问机放弃来自旁瓣方向的应答信号。询问两种技术都要求询问天线具有和波束（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）的增益应大于差波束（Δ）和控制波束（Ω）增益；旁瓣方向上，和波束（Σ）的增益应小于差波束（Δ）或控制波束（Ω）增益。

1.询问旁瓣抑制技术

询问信号主要通过和波束（Σ）发射，并使用差波束（Δ）或者控制波束（Ω）发射单独的抑制脉冲信号。一般情况，和、差、控制通道的辐射功率相同，由于天线波束在不同方向的增益不同，使得应答机在不同方向上收到的询问信号与抑制脉冲信号功率比值不同。应答机通过比较询问信号与抑制脉冲信号的相对幅度，可判断自己处于询问天线的主瓣方向还是旁瓣方向，从而抑制旁瓣方向的询问，只对主瓣方向的询问进行应答。

以敌我识别系统模式5为例，其询问信号波形由同步头脉冲、旁瓣抑制脉冲和数据脉冲组成。其中，同步脉冲通过询问天线和波束（Σ）发射；旁瓣抑制脉冲通过差波束（Δ）或控制波束（Ω）发射；数据脉冲通过询问天线和波束（Σ）发射。

旁瓣波束内应答机收到的询问旁瓣抑制脉冲的幅度等于或大于同步脉冲的幅度，主波束内应答机收到的询问旁瓣抑制脉冲的幅度比同步脉冲的幅度小11dB。

2.接收旁瓣抑制技术

询问机采用多个通道接收多个波束的信号，其中一个通道接收和波束（Σ）的信号，另一个（或两个）通道分别接收差波束（Δ）或控制波束（Ω）的信号。询问机通过比较和波束（Σ）收到的应答信号幅度是否大于差波束（Δ）和控制波束（Ω），判断应答信号处于主波束还是旁瓣，从而放弃对旁瓣应答信号的处理，只处理来自主波束的应答信号。

为简化设备，询问机可以使用双通道接收旁瓣抑制技术，即采用和波束（Σ）与差波束（Δ）或者和波束（Σ）与控制波束（Ω）来完成接收旁瓣抑制。为获取更好的旁瓣抑制性能，询问机也可以使用三通道接收旁瓣抑制技术，同时采用和波束（Σ）、差波束（Δ）与控制波束（Ω）来完成接收旁瓣抑制。

（二）窜扰抑制技术

窜扰抑制技术的基本原理是：询问机通过询问信号指定应答信号的载波频率或扩频码。不同的询问机各自选择应答频率或扩频码不完全相同。由于应答信号的频率不同或扩频码的正交性，本询问机不能接收到其他询问机触发产生的应答信号，因此，减少了大量窜扰，如图1所示。

（三）混扰抑制技术

混扰抑制技术的基本原理是：应答机接收到询问信号后，各自随机延迟一段时间后再发射应答信号。应答机在各自的应答信号中，向询问机传送自己的延迟时间数据，以便询问机在计算目标距离时扣除这部分延迟时间，完成目标距离的测量。这样，询问机避免了混扰的发生，如图2所示。

（四）“滑窗”处理技术

在二次雷达敌我识别系统中，通常采用“滑窗”处理技术进一步减少系统内部干扰，降低产生假目标的概率，并提高目标检测概率。“滑窗”处理技术的原理是在通过连续多次询问，检测出应答次数满足门限要求的应答目标。具体处理过程如下：

将收到的应答信号的信息存储在由按照距离顺序排列的存储单元组成的存储器中，存储单元中存储的数据包括目标距离、识别代码、方位等。当收到一个应答时，检查是否与先前的应答信号处于同一距离的存储单元，以便确定是否接收到同步的应答。如果同步应答数量达到门限值，还要进一步比较他们的应答编码数据、方位等，一致才能形成目标报告。

二次雷达敌我识别系统对目标进行识别时，要求目标识别概率高，识别速度快。典型的单脉冲二次雷达敌我识别系统“滑窗”长度一般选择4～6，门限值一般设为2，识别概率均能达到0.99以上。

三、结语

本文介绍了二次雷达敌我识别系统中的旁瓣抑制、窜扰抑制、混扰抑制和“滑窗”处理技术，用于消除旁瓣干扰、窜扰和混扰等系统内部干扰，并提升对目标的检测概率。这些技术也可被其他基于询问-应答原理的系统借鉴，解决自身系统的内部干扰问题。中国军转民

参考文献

[1]钟琼，吴援明，黄成芳.二次雷达系统干扰等问题的解决方法[J].电讯技术，2005，45（2）：138-142.

[2]谭源泉，李胜强，王厚军.西方体制Mark ⅫA的Mode5数据格式分析[J].电子科技大学学报，2011，40（4）：532-536.

[3]董阳春.旁瓣询问干扰下的敌我识别系统目标检测概率分析[J].电子对抗，2013，151（4）：18-20.

（作者简介：杨杰，四川九洲电器集团有限责任公司高级工程师，本科，研究方向为二次雷达；作者单位：唐文博，四川九洲电器集团有限责任公司）