二次雷达干扰现象的分析与解决

发表时间:2020/6/8   来源:《科学与技术》2020年4期   作者:彭超
[导读] 二次雷达干扰直接威胁着航空安全,增加了航空管制的困难。
        摘要:二次雷达干扰直接威胁着航空安全,增加了航空管制的困难。因此,文章旨在通过分析二次雷达干扰现象,提出具体解决方法,以期能够为航管提供更加准确的信息和数据,保障航空安全。
         关键词:二次雷达;干扰现象;抗干扰措施
         二次雷达系统的不断完善和成熟,被广泛应用到航空管制中,但是在实际的应用过程中却面临着诸多的干扰问题,例如:窜扰现象和绕环现象等,以下对此进行了深入的分析,在提出具体的解决方法后,能够发挥出二次雷达系统的应用价值。
1 二次雷达系统在使用过程中存在的干扰问题
1.1窜扰问题
         二次雷达工作的过程主要是为:询问机和应答机在相互配合工作的过程中在位提供相应的信息。而当出现特殊需求时,对准空中目标搭设应答机,然后增加询问机的数量,根据布置的各项询问任务等进行询问。如图1所示:






图1二次雷达工作的过程分析
         地面控制系统主要接收应答机所传达的信息进行目标的判断,这些信息不仅仅包括询问机中传达的信息,还包括应答机中掺杂询问机所回复的信息。当这些信息传达过程中形成了加大的干扰,询问机也不能接收到相匹配的信息,进而也就不能对目标进行身份的认证和定位。因此,应答机在多方位的应答产生的信息时就会出现信息干扰的现象,这一现象被称之为窜扰。当二次雷达系统出现窜扰现象后,对信息的接收等都产生了不良的影响。
1.2绕环(Ringing)现象
         雷达天线辐射信号能够显示出不同方向上的能量强度,这些具有差异的能量强度在分布各个方向后形成了雷达天线波瓣图。询问波束能够在主瓣和旁瓣上询问,处在旁瓣时,如果被强功率的询问信息触发应答机则会偏向这一询问信号进行应答,雷达接收过程中可能后被这些假的目标所困扰,并且这些假的目标主要分布在雷达附近和雷达的中心环上,这一现象被称之为“绕环现象”,对雷达的分辨力或者精准的确定方位等具有较大的影响。例如:方位精准变差或者分辨力模糊的情况下,难以对数据进行处理,特别是当出现不同的目标报告后,因此后续设备过载。
1.3大气波导环境的影响
         受到自然环境和某种特定的天气条件时,电磁波的传播轨迹会受到大气折射的影响产生与之前轨迹相反或弯曲的现象。这一现象称之为大气波导,对雷达探测产生了不良的影响。其主要体现在以下几个方面:其一,超视距传播随着大气波导的产生而产生;其二,电磁波产生明显弯曲,雷达探测过程中就会产生较大的误差。
2 二次雷达系统干扰等问题的解决措施
2.1窜扰问题的解决方案
         军事应用二次雷达系统过程中产生的信号干扰来源主要是窜扰产生的干扰。因此,在使用二次雷达系统时需要对这一干扰进行处理。一方面,使用多雷达数据融合法对干扰问题进行解决。例如:借助多种传感器相互配合后,对需要检测的信息进行全方位的检查和处理,这种做的目的就是能够得出更加精准的检测结果。又如:借助多雷达数据融合法还能够对应答机所掺杂的干扰信息或者直接回复的信息等进行整体的收集和处理,被观察者能够一次性接收到更加清晰的信号。由此可见,多雷达数据融合法能够对二次雷达系统应用过程中产生的窜扰问题进行有效解决。
         与此同时,多台雷达还能够对检测范围内的检测目标进行定位和身份的识别。当雷达在检测区内检测出新的目标后,其他的雷达就会集中处理出现的目标,停止对其他的目标的采集。同时,雷达在集中处理这一目标时还可以进行航迹采集,其目的就是对新出现的目标是否为虚假目标进行判定。例如:航迹采集过程中如果遇到两个或者多个航迹或者新目标,则需要分析终端采集的3/A模式代码是否与出现的航迹或者新目标等存在关系,在反复信号的采集之后能够对有效信号进行确定,进而减少了其他干扰信号对该系统发生的影响,保障了目标身份识别的准确性,同时也对窜扰问题中产生的虚假信号进行了解决。
2.2波束处理方法
         根据上文提到的绕环现象来看,为了能够解决旁瓣产生的影响,需要对雷达设计进行不断完善,并采用两个发射通道的方法,比较两个通道的功率。例如:Σ通道主要是产生P1-P3发射功率;Ω主要产生P2发射功率。信号在向空中发射过程中经过射频设备能够向这两个通道发射。其中Ω产生的信号缺乏方向性,每个方向的功率大多类似,这需要的应答机通过对两个通道产生的功率进行比较,能够更加准确的识别出主瓣信号和旁瓣信号,当处于旁瓣信号时则不给予回复,这样做的目的就是对旁瓣进行抑制,形成询问旁瓣抑制(Interrogation Side LobeSuppression,ISLS)功能。
2.3应答处理方法和天线类型的选择
         如果飞机在空中飞行的距离较近时,就会发生应答代码相互交织的现象,进而产生同步窜绕的现象。这时交织的应答码很难对二次雷达系统中的目标进行准确的判断。因此,为了解决这一问题,采用“幅度相关性”和“△/∑相关性”方法能够进行解交织,如果出现脉冲幅度、△/∑等值与参考值一致的现象,则相反;如果出现不一致的现象,其代码将会设置为低置信度。这种应答处理方法能够准确的判断出交织应答码的判断目标。同时,为了能够解决地貌和自然条件带来的干扰,还可以采取调节天线仰角的方法,以减少干扰的产生。另外,对于传播轨迹发生弯曲的现象,同样可以利用多雷达融合的原理,以对共同覆盖的区域进行目标的整合和检测,进而削弱大气波导产生的干扰。
总结
         现阶段,二次雷达系统凭借着精准的身份识别或者位置的确定等方面的优势被广泛应用至的航空管制领域和军事战争中。但是在实际使用过程中产生的干扰问题会对信号的传播效率和信号的准确性等产生一定的影响。因此,对这些干扰提出具体的解决方法刻不容缓。本文通过采取多雷达数据融合法和波束处理方法、应答处理方法等着削弱二次雷达系统产生的干扰,进而在发挥二次雷达系统的实际应用价值后减少雷达信号遭受干扰后产生的信息不准确或者传播效率较低等发生几率,为军事活动或者航空管制等工作提供更多便利性。
参考文献
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