二次雷達系統存在的干擾問題及解決方法

曹 原

(中國民用航空青島空中交通管理站，山東 青島 266000)

0 引言

隨著科學技術的不斷發展和進步，二次雷達系統的應用范圍也在擴展，為了滿足二次雷達系統實際工作要求，要對信號干擾現象予以集中管理，對系統運行要點展開統籌分析，從而保證系統運行的穩定性和可靠性符合預期。

1 二次雷達系統概述

若是從系統應用的本質層面分析，二次雷達系統無論是工作內容還是運行模式都與一次系統存在較大的不同，在二次雷達系統運行體系中，實現了技術和應用模式的改善升級，并且，配合詢問機和應答機設備，就能更好地獲取發射信號。與此同時，實際工作中被探測的目標要匹配對應的專業化系統裝備，主要是詢問機和應答機設備(見圖1)。也正是基于二次雷達系統的應用優勢，能在實現雷達系統測量管理的同時建立精準定位框架，保證通信系統信息傳遞功能的及時性和合理性。

圖1 二次雷達系統

現階段，二次雷達系統最重要的性能就是識別信號的混擾和串擾現象等，從而有效評估造成系統運行失衡的原因，并配合“全呼叫”控制模式，最大程度上維持應用效能的合理性，避免干擾信號對二次雷達信息系統產生負面影響。

2 二次雷達系統存在的干擾問題

2.1 信號串擾問題

近年來，科學技術水平在全面優化，二次雷達系統的應用范圍也在擴大，尤其是航空空管領域，二次雷達系統應用較多，但是，也正是受到航空領域自身特點的影響，2架以上的飛機運行中就會出現信號傳遞受到干擾的問題，所以，飛機一般會設置詢問機和應答機完成信號接收管理，保證及時回復相關信息內容，從而有效維持信息控制管理的合理性和可控性。

信號接收站中，詢問機主要是接收不同飛機提供的信號，而應答機不僅要完成應答信號的回復，還要對其他飛機的應答信號進行跟蹤，這就使得多種信號在面對不同詢問機時會出現不同的選擇，甚至有可能出現本次詢問信號和實際信息內容不同頻的現象，串擾問題或是異步干擾問題較為嚴重。

2.2 信號混擾

在航空空管領域出現2個以上信號后，信號接收站中的天線就會出現2個或者是2個以上的目標信號，并且，接收站天線無法有效辨別哪些信號時準確無誤的，這就表示，詢問機能完成此時段天線波束中應答機信號信息的全盤接收，這就會增加信號混擾產生的影響。與此同時，應答機接收的回答信息會有一段時間的滯留，只有2個目標無限接近的狀態下，詢問機獲取的信號會出現相互交錯和重疊的問題，這就會對信號的合理性傳輸造成嚴重的影響，使干擾問題更加嚴重[1]。

2.3 信號占據

對于二次雷達系統而言，應答機在獲取相應信號后，一般會保持打開的狀態，間隔一段時間后才能關閉，此時，可能就會接收到類似的其他信號，若是其他信號的傳輸速率較快，必然會直接占據需要接收的原始信號應有的位置，此時，應答機就出現了信號占據的現象。一旦出現信號占據，就表示應答機會消耗大量的接收信號時間，并且應答機延遲和恢復的時間也會相應延長。正是因為二次系統被廣泛應用在航空空管領域和軍用領域，使信號占據的情況較為常見，影響系統的主要性能。然而，目前運行系統中依舊沒有非常直觀的方式完成干擾問題的處理，必然會對性能應用造成影響。

3 二次雷達系統干擾問題的解決方案

在全面分析二次雷達系統干擾問題的基礎上，就要結合問題的具體表現形式，開展更加科學合理的控制方案，確保能從根本上解決相關情況，最大程度上提高二次雷達系統的應用效能。

3.1 旁瓣抑制

結合階段性二次雷達技術方案可知，我國一般是借助單脈沖天線和波束發射的形式進行詢問機發射信號處理的，并且，在實際應用環境中，要應用波束和差波束的方式完成應答機應答管理。對于整個系統，采取的是旁瓣抑制法，建立相位脈沖系統，就能最大程度上優化應用控制的合理性，并建立2個天線發射信號相位差的實時性管理，最大程度維持信號識別的合理性和可控性。

值得一提的是，正是因為天線波束接收信號的幅度一致，對應的目標偏角都是以相位之間函數的計算原理予以設定，這就要借助詢問天線設計理念和幅度加權的方式落實具體工作，便于對波束的控制，并以最大角度完成視軸的控制。

另外，為保證能提升系統的整體抗干擾能力，針對單脈沖系統，要借助天線輻射信號接收原理，完成信號的合理化辨別，了解不同信號之間的差異性，從而有效辨別應答機接收范圍內是否獲取了最正確的信號內容，一旦檢測出其他信號目標的情況，就能結合實際信號處理和應用標準完成信息的篩選，進一步滿足壓窄波束寬度的要求[2]。

3.2 同步串擾處理

在二次雷達系統應用管理工作中，為了全面提升管控工作的實效性，要整合具體的管理內容和控制方案，并且，著重關注消除信號串擾的關鍵點，目前主要采取的方式是滑窗處理，相較于傳統的二次雷達系統控制機制，這種處理模式能在滑窗處理工作基礎上，更好地建立信號的對應分析管理方案，維持處理控制的規范性和科學性，最大程度上夯實處理基礎，減少擾動造成的影響。

3.2.1 規范化檢測

要結合二次雷達系統應用管理的基本要求，完善規范化檢測工作，并依據周圍的實際情況，檢測出波形的基本框架系統應用內容和幻影處理的方式，在確定基礎框架的同時，保障每個框架結構的真實性和合理性，并在此基礎上實現統籌化檢測和分析，維持應用管理的實效性。如要對存在的框架結構進行代碼的編制和處理，配合系統應用要求，編制的代碼要依據規范內容予以落實，存在的代碼規定為“1”，但是系統不存在的代碼信號則規定標記為“0”，正是借助這種處理模式，能有效完成分析和識別控制工作。

3.2.2 合理化評估

二次雷達系統應用控制工作中，要圍繞系統效能進行統籌評估，建立定量分析和定性分析相匹配的管控模式，并且建構完整的評估指標體系，從而更好地維持識別效果和信息獲取效果[3]。

1)對二次雷達系統正確識別的能力予以評估，建立相應的分析方式(見圖2)，并配合精細化評估原則，保證具體問題在評估的同時，按照對應情況匯總，以保證能針對干擾現象建立相應的控制措施，避免干擾問題對信號接收和采納產生的影響。

圖2 正確識別能力評估指標

由圖2可知，要從目標檢測概率、距離分辨力、方位分辨力、點跡精度以及威力范圍等方面開展識別內容的評估，從而分析二次雷達系統的基礎效能水平，圍繞信號干擾現象落實更加合理的控制方案。

2)評估信號獲取能力，主要是從系統等效靈敏度、最大接收頻偏以及系統動態范圍3個方面開展相應分析工作，從而更好地建立完整的評估模擬機制，有效了解信號接收過程中是否會受到其他因素的影響，保證二次雷達系統實時性控制效率最優化。

3)對多目標能力進行評估。一方面，分析全空域目標容量，對二次雷達系統應用環境進行深度的解讀和分析，有效評估所在區域內的相關信號源，并結合目標容量進行統籌分析。另一方面，全面分析系統占據時間，以保證能及時關閉應答機和接收機，減少干擾概率。

4)評估二次雷達系統的抗干擾能力，要從信噪比改善因子、有效點跡改善因子、點跡精度改善因子和抗燒毀功率等方面進行統籌分析，確保二次雷達系統響應參數的準確性和應用運行的規范性。

除此之外，還要評估二次雷達系統的保障能力，從可靠性和維修性兩方面入手，最大程度保證二次雷達系統應用控制管理的規范效果，從而減少系統運行不當或者是信號干擾等問題[4]。

3.3 設計時分多址系統

依據時分多址技術要求，在綜合分析信號格式和時間結構的基礎上，就能匹配波形設計，最大程度降低系統內部造成的干擾現象，從而更好地提高識別概率。在系統中要設置時間同步系統，采取時變和密碼安全系統并行的控制模式，有效依據系統中每個工作站的規范要求落實具體工作，最大程度上保證系統時間的同步關系。也就是要建立詢問機和應答機、校時設備的并行管理，配合時間同步技術，就能建立參數變化應用模式，最大程度確保設備系統運行規范。

另外，建立時間結構體系，配合時隙劃分計劃，將整個時間系統分為若干個子隙，配合時隙長度完成系統評估，就能有效滿足應用控制的要求，保證時延的合理性，維持應答機和接收機運行的規范性，有效減少信號接收不當產生的影響。值得一提的是，在信號設計的過程中，在時隙內隨機選定子時隙，將其作為發射時刻的起始點，依據時間同步系統，就能更好地完成信號詢問和管理。

4 結語

對于二次雷達系統的研究要將信號傳遞安全性作為關鍵，有效避免干擾現象對整體信號傳遞產生的不良作用，針對不可避免的信號干擾問題，盡量評估具體情況，并利用滑窗法、多種雷達融合等方式更好地提升二次雷達系統抗干擾的水平，為二次雷達系統應用效率的優化奠定基礎。