淺淡二次雷達假目標的成因與抑制方法

李進

摘 要：單脈沖二次雷達（以下簡稱二次雷達）技術(shù)在空管領(lǐng)域已經(jīng)廣泛應(yīng)用，然而由于各種無用信號以及其他干擾因素的客觀存在，使得二次雷達在探測目標時可能會產(chǎn)生信號干擾或出現(xiàn)假目標現(xiàn)象，這都將會對管制員工作產(chǎn)生一定影響，加大航空器飛行安全的危險。本文將對二次雷達假目標的成因、特點進行簡單介紹，并對應(yīng)二次雷達原理給出簡單的抑制方法。

關(guān)鍵詞：二次雷達；無用信號；干擾因素；假目標

中圖分類號：TN95 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）15-0241-01

1 二次雷達原理

與一次雷達利用目標散射雷達發(fā)射的電磁波對目標進行探測定位的機理不同，二次雷達利用記載應(yīng)答機應(yīng)答地面詢問及發(fā)射的電磁波對目標進行探測定位，為區(qū)別兩者，稱地面詢問機和記載應(yīng)答機組成的系統(tǒng)為二次雷達系統(tǒng)，稱地面詢問機為二次雷達，也叫做空管雷達信標系統(tǒng)（ATCRBS）。

2 二次雷達假目標產(chǎn)生的分類及抑制方法

2.1 多徑問題假目標

多徑即發(fā)射機和接收機之間存在不止一條信號路徑，在這些路徑中，只有一條是發(fā)射機和接收機之間的直接路徑。此外，還存在其他路徑，是由于地物和建筑物之反射形成的信號路徑。由于二次雷達使用短脈沖串，直射信號和反射信號在世間上形成交錯或完全分開，其時間差會改變應(yīng)答脈沖的視在數(shù)目，導致解碼錯誤或錯誤地檢測為存在多架飛機。

由于多徑問題產(chǎn)生的假目標與真實目標相比較一般存在以下特點：（1）與真實目標高度相同；（2）與真實目標代碼相同；（3）幅度低于真實目標；（4）距離大于真實目標；（5）與真實目標有不同的方位；（6）持續(xù)時間短。

解決辦法：（1）在監(jiān)視處理的航跡文件中建立抗發(fā)射文件，用軟件方法對假目標進行過濾。也可采用功率可編程調(diào)整靈敏度時間控制（STC）曲線。（2）但是在復雜環(huán)境下，可能不能完全抑制由于反射產(chǎn)生的假目標，在這種情況下，可通過調(diào)整天線仰角的辦法，利用LVA天線的俯仰特性對反射產(chǎn)生的假目標進行抑制。但是，這種手段的使用要特別慎重，因為調(diào)整天線仰角會對雷達的覆蓋范圍產(chǎn)生影響。一般來說，在調(diào)整天線仰角后，應(yīng)對雷達的覆蓋情況進行飛行校驗。

2.2 旁瓣應(yīng)答假目標

二次雷達旁瓣尾瓣方向上和波束強度大于控制波束強度時，機載應(yīng)答機收到二次雷達詢問信號后會對雷達所發(fā)射到的詢問信號給予斷續(xù)或持續(xù)應(yīng)答，同時應(yīng)答機的應(yīng)答信號被天線旁瓣所接收，會在不同方位近似距離產(chǎn)生具有相同標牌的一個多或多個虛假的應(yīng)答目標。這些由于旁瓣關(guān)應(yīng)答而產(chǎn)生的虛假監(jiān)測目標在雷達屏幕上環(huán)繞顯示，稱為環(huán)繞現(xiàn)象。

旁瓣詢問的結(jié)果，額外的回答夸大了存在的飛機的數(shù)量，有可能使處理計算機過載，方位分辨力變差可能給真實的目標一個錯誤的定位造成不必要的干擾。

解決辦法：使用有效的詢問旁瓣抑制和改進型詢問旁瓣抑制技術(shù)，保持控制通道脈沖的發(fā)射功率大于和通道脈沖的發(fā)射功率，達到抑制旁瓣尾瓣應(yīng)答的效果。

2.3 異步干擾假目標

機載應(yīng)答機在全方位范圍內(nèi)可能遇到不知一個地面站的詢問，如果接收機的詢問信號超過應(yīng)答機的最小觸發(fā)電平，應(yīng)答機將產(chǎn)生一個應(yīng)答信號，并全方位對外輻射。因此，由于一個詢問機啟動的應(yīng)答可能被很大空域內(nèi)其他詢問機接收，接受到這種無關(guān)應(yīng)答稱之為“異步干擾”，異步干擾對除觸發(fā)應(yīng)答的詢問機之外的所有詢問機來說都是無用信號。

異步干擾不僅是多余的無用信號，由于二次雷達詢問和應(yīng)答頻率相同、詢問格式和應(yīng)答格式相同，可能與同步應(yīng)答信號交錯，進而干擾觸發(fā)應(yīng)答的詢問機對飛機識別碼和高度碼的正確解碼或產(chǎn)生假目標。

解決辦法：（1）降低詢問重復頻率；（2）用接收旁瓣抑制技術(shù)識別旁瓣進入回答脈沖并置位；（3）脈沖接收旁瓣抑制標志，后續(xù)處理抑制；（4）采用S模式可以有效降低異步干擾。

2.4 同步竄擾假目標

二次雷達詢問波束范圍內(nèi)存在連個或兩個以上目標時，雷達發(fā)射詢問信號后，可能會同時或短時間內(nèi)收到多個應(yīng)答信號。由于應(yīng)答信號脈沖占有一定持續(xù)時間，導致應(yīng)答脈沖組相互重疊，或應(yīng)答脈沖出現(xiàn)位置相互重疊，造成二次雷達接收機無法正確進行譯碼而得到錯誤的譯碼或產(chǎn)生假目標所引起的干擾，稱為同步竄擾。

同步竄擾可能出現(xiàn)三種狀態(tài)，如圖1所示：（1）粘連：回答碼信息位有部分重疊，粘連結(jié)果使粘連信息脈沖變寬。（2）隔離：回答碼信息位落在信息脈沖位之間。（3）占位：回答碼占位完全重疊，兩個回答之間相互占位。

單脈沖雷達的波束寬度一般為2.45度。在波速范圍內(nèi)二次雷達通過收集足夠的應(yīng)答信息。當雷達接收兩個目標的脈沖信息重疊交織，航空器應(yīng)答代碼產(chǎn)生交織可能幾率增高。如雷達接收兩個目標的脈沖信息重疊交織，重疊部分也參與應(yīng)答脈沖框架檢測，也形成20.3us的框架脈沖，使得錄取器誤判為目標，因未能正確解碼使得丟失目標信息。當兩個目標應(yīng)答信息重疊時，出現(xiàn)的假目標生成多個點跡，自動化系統(tǒng)能顯示此假目標信號。

解決方法：（1）盡量避免飛機之間距離過近，在時間間隔上大于20.3us；（2）采用S模式可以有效降低同步竄擾；（3）在平行進近區(qū)域設(shè)置一個立體區(qū)域。當有目標穿越此凸四邊體時，新的點跡在此空間區(qū)域產(chǎn)生，可用點跡坐標信息和凸四邊體坐標比較，以確定點跡是否落在此凸四邊體。對于在凸四邊體內(nèi)的點跡進行航跡判定，如這個點跡是從區(qū)域外的航跡連續(xù)生成的，則目標點跡連續(xù)生成航跡；如這個點跡僅在此空間新生成新的初始化航跡，判為同步串擾出現(xiàn)的假目標信號，數(shù)據(jù)處理中將抑制此假信號輸出，達到抑制假航跡的產(chǎn)生。

3 結(jié)語

以上是對二次雷達產(chǎn)生假目標的分類和抑制方法的簡單介紹。當二次雷達出現(xiàn)假目標平時，根據(jù)產(chǎn)生原因，可以通過啟用S模式、使用有效的詢問旁瓣抑制和改進型詢問旁瓣抑制技術(shù)、調(diào)整STC曲線等技術(shù)對假目標進行抑制。如有不妥之處，請批評指正。

參考文獻

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