雷神雷達反射文件制作的分析

馮慧

摘 要：二次雷達假目標的產生主要有以下幾方面的原因：異步串擾、繞環、同步串擾、反射。本文只討論由反射引起的假目標的原理和解決方案。反射是指在天線主波束內存在大的固定發射物（如移動、聯通的信號塔、高壓電線塔、樓房、大型廣告牌）或則是移動的反射物（如高速公路上的大型貨車、機場的飛機）時，會產生反射，雷達的詢問和應答都會產生假目標，由反射產生的假目標通常出現在比真實目標更遠的位置。對于二次雷達來說，做到完全抑制所有的假目標是不可能的，性能再好的雷達，在顯示終端也會出現假目標，我們只能通過對雷達參數的調校，抑制大部分的假目標。

關鍵詞：雷神二次雷達；反射文件；CMS

中圖分類號：TN959 文獻標識碼：A

一、雷神對反射目標的認定

雷神二次雷達在錄取器中采用了一些特殊的方法來認定反射目標，這些方法有區域加權、信號強度檢測、航跡歷史檢測、應答對稱性檢測等，每一種方法均是針對反射目標的特點來認定反射目標的。

當目標具有以下特性時，認為可能是假目標，稱為可疑的目標報告，需要進行測試：

1.與已存在的航跡不相關。

2.與已存在的航跡相關，但系統不能確定與該航跡真偽。

3.與已存在的航跡相關，但該航跡外推航跡。

雷神雷達首先將懷疑的目標與預先建立的反射航跡文件進行相關，如果沒有與之相關的航跡文件，則目標是真的，新的航跡開始；如果相關的話，則進入下一級測試，測試目標的二次代碼、高度、距離與反射航跡是否相關，如果都不相關，則認定航跡是真的。如果相關地進行區域測試，測試是通過已知的反射面來檢查真實目標與反射目標的幾何關系，然后給出距離和區域的權重。最后雷達通過上述測試進行權重的累加，共有5項：信號強度測試、航跡歷史測試、目標對稱性測試、潛在反射測試、繞環測試，從而判定一個目標是否是反射目標，如果這個系統認定這個目標是反射目標，則將它加入到動態反射文件中。

二、反射面參數的計算原理

在雷神雷達的反射文件統計數據中，統計的都是反射面的參數，比如：反射面的起始角度、結束角度、反射面的距離、反射面自己的方向（用角度來表示）等信息。那么這個反射面的參數是如何計算出來的？據我們所知，雷達基本的功能是探測飛機的位置，雷達可以知道飛機距離雷達站的方位和距離，而反射面的那些參數正是根據這個計算出來的。如圖1所示的雷達反射原理圖。

有兩種經典的反射目標：反射目標1，雷達的詢問被反射到飛機應答機，飛機給出應答，造成假目標；反射目標2，飛機的應答被反射回雷達，造成假目標。由于雷達確定反射面的參數的原理相同，下面我們只分析一種情況下（反射目標2），雷達確定發射面參數的方法。由圖2我們可以看到雷達到反射物的距離為b，到真實目標的距離為a，雷達到假目標的距離為a+b+c，現在雷達可以計算出a+b+c和a的值，然后用假目標的角度減去真實目標的角度即可得到a、b的夾角，利用三角形余弦定理，即可得到雷達到反射物的距離，而雷神雷達在日常運行中使用動態反射射面的起始角度和終止角度即是這個反射物產生的假目標的角度，雷達通過多次對同一反射面的反射目標的統計，就可以得到這個反射物的所有參數。

三、通過添加固定反射面文件來減少雷達的反射目標。

反射文件和固定反射文件兩種反射文件。其中固定反射文件和動態反射文件分別可以存儲64個反射面文件。其中動態反射文件又分為當前動態反射文件和過去動態反射文件。當前動態反射文件是指數據采集時間段（這個數據采集時間段也可以理解為當前動態文件的刷新時間，系統默認為120min）內存在的動態反射面文件，過去動態反射文件是由超過數據采集時間的當前動態反射文件轉變的，超過一定時間，過去動態反射文件會自動刪除反射文件的。這個數據采集時間段可以通過動態參數DP 47來設置，可以設為從15min～120min，如果雷達站附近發射面特別多的話，可以將這個時間設置小，這樣的話雷達系統的當前發射面文件夾的刷新率變大，可以處理更多的發射面。而固定反射文件是技術人員根據雷神雷達記錄的當前動態反射文件統計出來的反射面，經過計算添加到錄取器的，添加固定反射文件的意義在于：當雷達周邊發射面很多的時候，發射面不會在當前動態文件中超過40個。

在制作反射文件的過程中，需要用到動態處理開關PS 156和PS 157，PS 156（Build Reflector），PS 157（Combine Reflector On Dump）。PS 156這個開關在ON的時候，當前動態文件（current reflector）不會交換到非當前動態文件（non-reflector）中，這個功能可以保證雷神雷達超過720min記錄發生多次的反射面；PS 157這個開關在ON的時候，雷神雷達會將相似的發射面統計到一起，比如距離為1.02nm和1nm個反射物就會被視為一個反射物。雷達處理反射物的過程如圖3所示。

雷神雷達添加固定反射文件需要經過以下程序：

1.以CONTROLLER登錄，選擇一個通道，將其由OPERATION模式變為MATAINTANCE模式，然后進入到TRANSPARENT模式下，輸入DR ON，PS156 ON，PS157 ON，退出透明模式，將該通道切換回OPERATION模式下，對另外一個通道執行相同的操作。

2.之后每隔幾個小時，登錄到TRANSPARENT下，輸入DAR（顯示所有反射物）查看反射物的統計情況。

3.我們觀察當前動態反射文件（CURRENT DYNAMIC REFLECTORS）下的目標統計，將反射次數（HITS）多的反射物的參數記錄下來（一般情況下反射次數會達到幾十個、幾百個或則上千個，完全沒必要按照說明書上說的大于4個就添加為固定反射物）。

4.對相似的反射物進行合并，對它們的參數做如下計算：距離值就取平均值，初始方位減去0.25度，結束方位加0.25度，反射物的方向也取平均值。

5.得到反射物的數據后，在雷達的TRANSPARENT模式下，使用命令AFR=“距離起始方位終止方位反射物方向”添加固定反射物，然后輸入WSP，重啟錄取器，即完成固定反射物的添加。也可以退出到DOS下，在C：/CMS/TMC下找到REF.TMC，直接編輯REF.TMC文件來添加固定反射物，添加完后，登錄到CMS，重新上傳REF.TMC文件。

結語

最近幾年城市發展很快，高樓大廈越來越高，雷達站周邊的發射物也就多了起來，這就需要我們技術人員時刻關注雷達的運行狀態，當出現因反射出現的假目標越來越多的情況時，要通過上述方法為雷達添加固定反射物文件，以保證雷達的正常工作。

參考文獻

[1]王慶軍，馬玉明.雷神雷達產生假目標的案例分析[J].空中交通管理，2009（9）：36-37.

[2]鄔偉偉.二次雷達假目標的產生和抑制[J].科技傳播，2014（11）：127-128.