雷达抗干扰措施在某雷达上的应用

肖 芳

(中国人民解放军91404部队 330所，河北 秦皇岛 066001)

0 引言

在现代战争中，雷达所处的电磁环境越来越复杂，没有雷达抗干扰技术的雷达完全失去其发现测定敌人目标的功能。从降低天线旁瓣干扰方面考虑，雷达抗干扰技术主要包括旁瓣对消技术、旁瓣消隐技术、动目标显示、动目标检测等。本文主要从这几种技术入手，探讨雷达抗干扰技术在雷达中的应用。

1 抗干扰措施

1.1 旁瓣对消

旁瓣对消在有一个辅助天线的情况下抑制一个干扰源的效果非常好。利用主天线与辅助天线相结合的方式，采用成熟的天线旁瓣对消算法实现对空间干扰的抑制。主通道接收天线（以下简称主天线）具有方向性，而辅助通道的接收天线（以下简称辅助天线）是全向的。假设空间存在一个信号和多个干扰，其中信号从主通道的接收天线主瓣输入，而干扰是从该天线旁瓣方向进入的平面波。图1中的旁瓣对消器就可将干扰从原始输入信号中消除，而信号则被保留下来。

图1 旁瓣对消原理框图

旁瓣对消系统设计中，辅助天线增益与主天线的旁瓣增益相当。自适应权值计算就是调整辅助通道的增益和相移量，以使该通道与辅助天线总的增益和主天线旁瓣在干扰到达方向的增益一致，而该通道的相移量也恰好补偿主通道和主天线在干扰到达方向的总相移，以便主通道和辅助通道的输出相减以后，干扰的输出功率趋于零。

假设辅助通道接收的干扰信号为：x1（n），x2（n），xL（n），而主通道接收的干扰信号为 x0（n）,用向量表示x→（n），d→（n）表示辅助通道和主通道接收到的信号，即：

式中：

T—转置。

式中：

R——辅助通道接收信号的自相关矩阵，即：

式中：

*——取共轭；

E[.]——取均值计算。

p——辅助通道和主通道接收干扰信号的互相关向量，即：

当干扰信号为平稳随机过程时，辅助通道接收干扰信号的自相关矩阵、辅助通道和主通道接收干扰信号的互相向量可以由算术平均计算，即：

本系统采用一个辅助通道来对消一个干扰源，即L=1，推导出最佳权值为：

根据某雷达的旁瓣对消系统的经验，选取64点采样点进行估算可获得良好的对消效果，旁瓣对消比优于15dB。最后，给出旁瓣对消的具体计算公式：

1.2 旁瓣消隐

在受到低占空比的积极干扰，如随机脉冲干扰时，则启动旁瓣消隐算法。

在距离单元n，辅助通道收到的信号幅度为A1(n)，主通道收到的信号幅度为 A0(n)，当A0(n)≤A1(n)，令主通道的输出为零，以减少目标检测过程中的虚警。

1.3 MTI（动目标显示）处理

MTI处理系统中采用3脉冲对消抑制固定目标回波和海杂波，3脉冲对消的组成框图如图2所示。

图2 3MTI功能框图

采用二项式加权系数时，w0=1，w1=-2，w2=1。设时域采样序列为xn（m），n表示雷达重复周期，m表示距离单元号，3脉冲对消的计算公式如下：

3脉冲对消的对改善因子的限制为：

式中：λ为工作波长，fr为脉冲重复频率，σv为杂波谱标准差。

在风速为8～20m的条件下，海杂波的标准差为1.0m/s左右。按照发射频率的频率460MHz计算，信号处理三脉冲对消对改善因子的限制为50.7dB。

1.4 MTD（动目标检测）处理

在搜索雷达模拟状态下，需要进行MTD处理，MTD是通过MTI基础上串接多普勒滤波器组实现的，多普勒滤波器组可以更好地抑制杂波。

1.5 频率捷变

在390MHz-460MHz的频率范围内，频率步进间隔为7MHz；在搜索中可以改变频率，频率可以自动变化，也可以随机变化，也可以人工设置变化顺序。频率捷变方式和信号处理方式组合如下表1所示。

表1 信号处理方式和频率捷变方式组合表

1.6 重频抖动

在单个脉冲处理方式下，可进行脉间重频抖动，抖动范围0～30%，在MTI或MTD状态，可以进行脉组重频抖动。重频抖动方式：随机抖动，也可以按人工设置的方式抖动。

1.7 辐射控制

在不同的仰角采用不同的发射脉冲宽度，实现空间能量管理，对旋转到特定区域可以关闭发射脉冲，通过脉冲宽度的变化，控制发射功率，降低侦察设备接收到的信号。

1.8 快速恒虚警

对于无源干扰，有快门限恒虚警处理电路。由于雷达工作中杂波情况复杂，回波有可能落入杂波区，也有可能落入无杂波区，两种情况下的干扰相差很大，这时必须采用恒虚警技术，保证噪声、干扰、杂波变化时虚警率保持恒定，防止杂波很强时虚警率过高，造成计算机饱和。恒虚警主要用于对噪声和干扰引起的剩余虚警进行控制。

2 结论

以上介绍了某雷达所采用的几种抗干扰措施，要根据实际情况来应用，通过这些雷达抗干扰措施，保障了雷达在复杂电磁环境下的正常工作。

［1］秦忠宇.相控阵雷达的自适应旁瓣对消系统中的几个问题[J].系统工程与电子技术，1991，3（10）：39-44.

［2］奚玮.相控阵雷达自适应旁瓣相消技术研究[D].西安电子科技大学，2000.

［3］朱家兵，陶亮，高新成，等.基于FPGA的自适应旁瓣对消原理及其实现[J].雷达科学与技术，2003，10（3）.