网站首页  词典首页

请输入您要查询的论文：

　

标题 雷达同频干扰机理及抗干扰措施研究
范文 黄旭东　姬新阳　江良剑　宫福红

摘 要： 雷达间的同频干扰属于雷达内部电磁兼容问题的一部分。同频干扰严重影响雷达对目标的正常探测与跟踪，严重时会导致接收机前端损坏，需采用抗干扰措施消除。对雷达同频干扰的危害进行介绍，分析同频干扰产生的机理，给出了降低或消除雷达同频干扰的有效技术措施。结果表明，雷达间同频干扰产生方式多样，抗干扰措施可以有效降低同频干扰，但都存在局限性。消除同频干扰最好在雷达设计之初就总体考虑。
关键词： 同频干扰； 杂散信号； 极化方式； 镜像频率
中图分类号： TN974?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）07?0016?03
0 引 言
随着现代电子信息技术的发展，无线电技术大量应用于各种武器装备，使得战场上的电磁环境变得日益复杂[1]。在复杂电磁环境下，武器装备之间的干扰问题也大量显现出来，这些问题得到了人们的重视并为此开展了大量研究工作[2?4]。
在实际使用过程中，同型号或工作频率相近的多台雷达同时开机工作时不可避免地受到同频干扰的影响。这种干扰具有干扰功率高、主副瓣干扰同时存在及相差干扰的特点。雷达之间的同频干扰会在雷达目标显示器上产生大面积的干扰信号，严重影响雷达对正常目标的探测与跟踪而且同频干扰功率较高，易造成接收机过载从而导致前端硬件损坏等严重后果[1?3]。因此深入分析同频干扰机理，研究抗同频干扰措施降低或消除雷达之间的干扰具有重要现实价值。本文就同频干扰特征、干扰产生机理进行分析，并给出了抗同频干扰的有效措施。
1 同频干扰特征及危害
1.1 同频干扰的特征
雷达同频干扰是距离较近两部或多部雷达同时工作，因频率相近和极化方式相同而受到的干扰[2]。进入接收机的同频干扰信号可能直接来源于另一部雷达的发射信号，也可能是由另一部雷达发射信号经过目标、地物等反射形成。
同频干扰可分为同步同频干扰和异步同频干扰两大类[4]。两部雷达同时工作，若施加干扰的雷达脉宽大于或等于两部雷达脉冲重复周期之差，则干扰为同步同频干扰，反之则为异步同频干扰。在雷达距离显示器上，同步干扰表现为干扰回波沿着距离显示器快速匀速运动，异步干扰表现为干扰回波在距离显示器上不同位置快速闪烁。
图1和图2分别显示了同步干扰和异步干扰信号随时间（[t]）的变化关系。

图1 同步同频干扰

图2 异步同频干扰
1.2 同频干扰的危害
同频干扰的危害主要有以下几点：
（1） 严重影响目标的识别与检测。当雷达受到同频干扰，特别是同步同频干扰，目标显示器产生大面积干扰，真实目标回波信号被干扰遮盖，无法发现识别目标。
（2） 破坏雷达对目标的跟踪。雷达正处于目标跟踪状态，若此时干扰信号出现在跟踪波门内会导致天线抖动、影响测量精度。假若同频干扰信号功率较目标回波信号强，雷达将会自动跟踪上波门内的干扰信号，造成跟踪目标丢失[5]。
（3） 雷达作用距离大幅缩短。现在雷达多采用恒虚警门限检测，同频干扰信号进入接收机会抬高检测门限，使雷达灵敏度降低。同时高功率的同频干扰信号超过接收机动态范围，降低接收机增益，这都会大幅缩短雷达的作用距离[6]。
2 同频干扰产生机理
同频干扰产生的原因有很多，下面对主要的几点原因进行说明。
2.1 雷达发射脉冲信号频率杂散干扰
雷达频综产生的信号有单载频脉冲信号、线性调频信号、脉冲串等，这些信号频谱都有一定展宽，存在杂散，同时放大链也存在噪声。频综所产生的信号由行波管或速调管等放大链进行放大，由天线系统发射出去。若此时两部雷达工作频率接近，发射信号中的杂散及放大链中的噪声将会落入另一部雷达接收机带宽之内，从而形成干扰[4]。
2.2 镜像频率干扰[7]
在雷达接收机中，中频信号由接收到的高频信号[（fS）]与本振[（fLO）]进行混频产生。如果干扰信号载频[（fS1）]正好为镜像频率，与本振混频后同样会落入接收机中频带宽之内，此时雷达会受到干扰。例如某雷达中频为36 MHz，为上变频模式（雷达发射信号频率大于本振频率），中频带宽为BIF。若干扰信号频率较该雷达本振频率低36 MHz ±BIF时，雷达同样会受到干扰。雷达镜像干扰产生示意图如图3所示。
图3 镜像干扰示意图
2.3 本振频率杂散
相参雷达为了获得高的频率稳定度和相位稳定度，大都采用了直接式和锁相环混合式频综。雷达本振由频综内部多种频率的振荡信号经过混频、倍频后得到，而振荡信号在传输过程中由于失配、失真等也会产生其他一些频率分量，这些频率分量经过相互交叉调制形成无数杂散信号[5]。因此相差雷达本振信号是多频点的，存在杂散。而非相参雷达，本振频率直接来源于返波管等，这些本振源存在噪声，频谱不纯，频率同样存在杂散。由于雷达本振信号存在杂散，即使两部雷达工作频率不相同，若一部雷达的发射信号进入另一部接收机后与本振混频后产生的中频信号在接收机中频带宽之内时，也会形成同频干扰[4]。
3 抗同频干扰的几种技术途径
3.1 降低进入接收机的同频干扰能量
雷达工作频率错开是降低进入接收机的同频干扰能量的最有效的方法。这种方法的本质就是让其他雷达所发射的信号与本雷达本振混频后的中频信号不在接收机中频带宽之内。但实际应用中，两部雷达频率相差20倍中频带宽，仍不能有效消除干扰。这主要是因为发射信号频谱纯度不高、频率范围较宽，发射信号中的杂散容易进入其他雷达接收机内，同时接收机本振杂散频点较多及中频滤波带外抑制性差，都会形成干扰[6]。


雷达分别使用不同的极化方式也是一种降低同频干扰能量的重要方法[8]。此种方法是改变雷达接收天线的极化方式使其与干扰信号正交，达到完全失配，可在很大程度上降低进入接收机的干扰信号能量。在实际应用中，例如将雷达接收机的极化方式设置为水平线极化，垂直极化方式的干扰信号不能进入雷达接收机；同样将雷达接收机的极化方式设置为右旋圆极化，左旋极化方式的干扰信号不能进入雷达接收机。如果多部雷达同时工作，通过改变极化方式抗同频干扰较为困难[9]。
3.2 干扰形式转换
同步同频干扰目前在技术上尚没有有效的解决措施，但是可把多部同频工作的雷达重复周期互相错开，把同步同频干扰转换为异步同频干扰，然后通过使用反异步干扰的方法来消除[2，10]。正常工作时，相邻周期雷达目标回波信号会出现在相同的距离单元上，因此相邻周期目标回波信号能量之差几乎为零。当多部雷达重复周期完全错开以后，相邻周期干扰信号会出现在不同的距离单元上，其能量之差远大于相邻周期目标回波信号，因此可以设定合理的门限进行判定，将回波信号与干扰信号区分。若判定为异步干扰则进行干扰抑制，同时将本周期回波信号值进行存储，用于下一个周期的比较。异步干扰判定如图4所示。
图4 异步干扰判定原理图
改变雷达重复周期，不同雷达周期间隔至少应该大于雷达的脉冲宽度才能有效进行反异步干扰。当多部雷达同时进行反异步干扰，雷达重复周期调整会较大。若雷达发射峰值功率保持不变，调整雷达重复周期，会升高或降低发射机的平均功率，从而可能影响雷达探测距离[2]。
4 结 语
本文着重对同频干扰产生机理进行分析，给出了降低或消除同频干扰的几种抗干扰措施。可以通过改变雷达工作频率使雷达工作频率之间错开，调整雷达的重复周期后采用相邻周期反异步干扰等方法来消除同频干扰。同频干扰产生方式多样，降低或消除同频干扰的方法存在局限性，因此消除雷达间的同频干扰是一个多种方法相结合的综合处理过程。
参考文献
[1] 刘冬利，付建国，索继东.时域多脉冲相关法抗雷达同频干扰[J].现代雷达，2009，31（6）：12?14.
[2] 姚景顺，杨世兴.海上编队舰载雷达之间同频干扰的消除方法[J].现代雷达，2007，29（6）：13?16.
[3] 陈正禄，沈凡.舰载大时宽脉冲压缩雷达编队抗干扰技术[J].雷达与对抗，2009（1）：4?6.
[4] 刘刚.同频干扰产生机理分析及解决方法[J].舰船电子对抗，2011，34（3）：17?19.
[5] 张文祥，李进华.雷达同频干扰现象分析研究[J].火控雷达技术，2007（2）：50?53.
[6] 毛滔，曾浩.雷达抗同频干扰方法研究[J].航天电子对抗，2005，21（6）：43?45.
[7] 丁鹭飞，耿富录.雷达原理 [M].3版.西安：西安电子科技大学出版社，2002.
[8] 侯民胜，秦海潮.相参积累法抑制同频雷达间干扰研究[J].电子测量技术，2008（6）：51?53.
[9] 张继龙，杨洲，甄蜀春.极化技术在雷达抗干扰中的应用[J].电子对抗，2002（4）：14?17.
[10] 薛春祥，林新党，陈正禄.舰船雷达同频干扰来源分析及抗同频干扰的方法[J].雷达与对抗，2008（1）：1?4.
[11] 陈正禄，许健.舰载脉冲压缩体制雷达的抗同频干扰技术研究[J].雷达与对抗，2006（2）：19?22.
随便看

　

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。

　

Copyright © 2004-2023 puapp.net All Rights Reserved
更新时间：2024/12/23 3:04:45