摘 要： 雷達(dá)間的同頻干擾屬于雷達(dá)內(nèi)部電磁兼容問題的一部分。同頻干擾嚴(yán)重影響雷達(dá)對目標(biāo)的正常探測與跟蹤，嚴(yán)重時會導(dǎo)致接收機(jī)前端損壞，需采用抗干擾措施消除。對雷達(dá)同頻干擾的危害進(jìn)行介紹，分析同頻干擾產(chǎn)生的機(jī)理，給出了降低或消除雷達(dá)同頻干擾的有效技術(shù)措施。結(jié)果表明，雷達(dá)間同頻干擾產(chǎn)生方式多樣，抗干擾措施可以有效降低同頻干擾，但都存在局限性。消除同頻干擾最好在雷達(dá)設(shè)計(jì)之初就總體考慮。

關(guān)鍵詞： 同頻干擾； 雜散信號； 極化方式； 鏡像頻率

中圖分類號： TN974?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2015）07?0016?03

0 引 言

隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的發(fā)展，無線電技術(shù)大量應(yīng)用于各種武器裝備，使得戰(zhàn)場上的電磁環(huán)境變得日益復(fù)雜[1]。在復(fù)雜電磁環(huán)境下，武器裝備之間的干擾問題也大量顯現(xiàn)出來，這些問題得到了人們的重視并為此開展了大量研究工作[2?4]。

在實(shí)際使用過程中，同型號或工作頻率相近的多臺雷達(dá)同時開機(jī)工作時不可避免地受到同頻干擾的影響。這種干擾具有干擾功率高、主副瓣干擾同時存在及相差干擾的特點(diǎn)。雷達(dá)之間的同頻干擾會在雷達(dá)目標(biāo)顯示器上產(chǎn)生大面積的干擾信號，嚴(yán)重影響雷達(dá)對正常目標(biāo)的探測與跟蹤而且同頻干擾功率較高，易造成接收機(jī)過載從而導(dǎo)致前端硬件損壞等嚴(yán)重后果[1?3]。因此深入分析同頻干擾機(jī)理，研究抗同頻干擾措施降低或消除雷達(dá)之間的干擾具有重要現(xiàn)實(shí)價值。本文就同頻干擾特征、干擾產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行分析，并給出了抗同頻干擾的有效措施。

1 同頻干擾特征及危害

1.1 同頻干擾的特征

雷達(dá)同頻干擾是距離較近兩部或多部雷達(dá)同時工作，因頻率相近和極化方式相同而受到的干擾[2]。進(jìn)入接收機(jī)的同頻干擾信號可能直接來源于另一部雷達(dá)的發(fā)射信號，也可能是由另一部雷達(dá)發(fā)射信號經(jīng)過目標(biāo)、地物等反射形成。

同頻干擾可分為同步同頻干擾和異步同頻干擾兩大類[4]。兩部雷達(dá)同時工作，若施加干擾的雷達(dá)脈寬大于或等于兩部雷達(dá)脈沖重復(fù)周期之差，則干擾為同步同頻干擾，反之則為異步同頻干擾。在雷達(dá)距離顯示器上，同步干擾表現(xiàn)為干擾回波沿著距離顯示器快速勻速運(yùn)動，異步干擾表現(xiàn)為干擾回波在距離顯示器上不同位置快速閃爍。

圖1和圖2分別顯示了同步干擾和異步干擾信號隨時間（[t]）的變化關(guān)系。

圖1 同步同頻干擾

圖2 異步同頻干擾

1.2 同頻干擾的危害

同頻干擾的危害主要有以下幾點(diǎn)：

（1） 嚴(yán)重影響目標(biāo)的識別與檢測。當(dāng)雷達(dá)受到同頻干擾，特別是同步同頻干擾，目標(biāo)顯示器產(chǎn)生大面積干擾，真實(shí)目標(biāo)回波信號被干擾遮蓋，無法發(fā)現(xiàn)識別目標(biāo)。

（2） 破壞雷達(dá)對目標(biāo)的跟蹤。雷達(dá)正處于目標(biāo)跟蹤狀態(tài)，若此時干擾信號出現(xiàn)在跟蹤波門內(nèi)會導(dǎo)致天線抖動、影響測量精度。假若同頻干擾信號功率較目標(biāo)回波信號強(qiáng)，雷達(dá)將會自動跟蹤上波門內(nèi)的干擾信號，造成跟蹤目標(biāo)丟失[5]。

（3） 雷達(dá)作用距離大幅縮短。現(xiàn)在雷達(dá)多采用恒虛警門限檢測，同頻干擾信號進(jìn)入接收機(jī)會抬高檢測門限，使雷達(dá)靈敏度降低。同時高功率的同頻干擾信號超過接收機(jī)動態(tài)范圍，降低接收機(jī)增益，這都會大幅縮短雷達(dá)的作用距離[6]。

2 同頻干擾產(chǎn)生機(jī)理

同頻干擾產(chǎn)生的原因有很多，下面對主要的幾點(diǎn)原因進(jìn)行說明。

2.1 雷達(dá)發(fā)射脈沖信號頻率雜散干擾

雷達(dá)頻綜產(chǎn)生的信號有單載頻脈沖信號、線性調(diào)頻信號、脈沖串等，這些信號頻譜都有一定展寬，存在雜散，同時放大鏈也存在噪聲。頻綜所產(chǎn)生的信號由行波管或速調(diào)管等放大鏈進(jìn)行放大，由天線系統(tǒng)發(fā)射出去。若此時兩部雷達(dá)工作頻率接近，發(fā)射信號中的雜散及放大鏈中的噪聲將會落入另一部雷達(dá)接收機(jī)帶寬之內(nèi)，從而形成干擾[4]。

2.2 鏡像頻率干擾[7]

在雷達(dá)接收機(jī)中，中頻信號由接收到的高頻信號[（fS）]與本振[（fLO）]進(jìn)行混頻產(chǎn)生。如果干擾信號載頻[（fS1）]正好為鏡像頻率，與本振混頻后同樣會落入接收機(jī)中頻帶寬之內(nèi)，此時雷達(dá)會受到干擾。例如某雷達(dá)中頻為36 MHz，為上變頻模式（雷達(dá)發(fā)射信號頻率大于本振頻率），中頻帶寬為BIF。若干擾信號頻率較該雷達(dá)本振頻率低36 MHz ±BIF時，雷達(dá)同樣會受到干擾。雷達(dá)鏡像干擾產(chǎn)生示意圖如圖3所示。

圖3 鏡像干擾示意圖

2.3 本振頻率雜散

相參雷達(dá)為了獲得高的頻率穩(wěn)定度和相位穩(wěn)定度，大都采用了直接式和鎖相環(huán)混合式頻綜。雷達(dá)本振由頻綜內(nèi)部多種頻率的振蕩信號經(jīng)過混頻、倍頻后得到，而振蕩信號在傳輸過程中由于失配、失真等也會產(chǎn)生其他一些頻率分量，這些頻率分量經(jīng)過相互交叉調(diào)制形成無數(shù)雜散信號[5]。因此相差雷達(dá)本振信號是多頻點(diǎn)的，存在雜散。而非相參雷達(dá)，本振頻率直接來源于返波管等，這些本振源存在噪聲，頻譜不純，頻率同樣存在雜散。由于雷達(dá)本振信號存在雜散，即使兩部雷達(dá)工作頻率不相同，若一部雷達(dá)的發(fā)射信號進(jìn)入另一部接收機(jī)后與本振混頻后產(chǎn)生的中頻信號在接收機(jī)中頻帶寬之內(nèi)時，也會形成同頻干擾[4]。

3 抗同頻干擾的幾種技術(shù)途徑

3.1 降低進(jìn)入接收機(jī)的同頻干擾能量

雷達(dá)工作頻率錯開是降低進(jìn)入接收機(jī)的同頻干擾能量的最有效的方法。這種方法的本質(zhì)就是讓其他雷達(dá)所發(fā)射的信號與本雷達(dá)本振混頻后的中頻信號不在接收機(jī)中頻帶寬之內(nèi)。但實(shí)際應(yīng)用中，兩部雷達(dá)頻率相差20倍中頻帶寬，仍不能有效消除干擾。這主要是因?yàn)榘l(fā)射信號頻譜純度不高、頻率范圍較寬，發(fā)射信號中的雜散容易進(jìn)入其他雷達(dá)接收機(jī)內(nèi)，同時接收機(jī)本振雜散頻點(diǎn)較多及中頻濾波帶外抑制性差，都會形成干擾[6]。

雷達(dá)分別使用不同的極化方式也是一種降低同頻干擾能量的重要方法[8]。此種方法是改變雷達(dá)接收天線的極化方式使其與干擾信號正交，達(dá)到完全失配，可在很大程度上降低進(jìn)入接收機(jī)的干擾信號能量。在實(shí)際應(yīng)用中，例如將雷達(dá)接收機(jī)的極化方式設(shè)置為水平線極化，垂直極化方式的干擾信號不能進(jìn)入雷達(dá)接收機(jī)；同樣將雷達(dá)接收機(jī)的極化方式設(shè)置為右旋圓極化，左旋極化方式的干擾信號不能進(jìn)入雷達(dá)接收機(jī)。如果多部雷達(dá)同時工作，通過改變極化方式抗同頻干擾較為困難[9]。

3.2 干擾形式轉(zhuǎn)換

同步同頻干擾目前在技術(shù)上尚沒有有效的解決措施，但是可把多部同頻工作的雷達(dá)重復(fù)周期互相錯開，把同步同頻干擾轉(zhuǎn)換為異步同頻干擾，然后通過使用反異步干擾的方法來消除[2，10]。正常工作時，相鄰周期雷達(dá)目標(biāo)回波信號會出現(xiàn)在相同的距離單元上，因此相鄰周期目標(biāo)回波信號能量之差幾乎為零。當(dāng)多部雷達(dá)重復(fù)周期完全錯開以后，相鄰周期干擾信號會出現(xiàn)在不同的距離單元上，其能量之差遠(yuǎn)大于相鄰周期目標(biāo)回波信號，因此可以設(shè)定合理的門限進(jìn)行判定，將回波信號與干擾信號區(qū)分。若判定為異步干擾則進(jìn)行干擾抑制，同時將本周期回波信號值進(jìn)行存儲，用于下一個周期的比較。異步干擾判定如圖4所示。

圖4 異步干擾判定原理圖

改變雷達(dá)重復(fù)周期，不同雷達(dá)周期間隔至少應(yīng)該大于雷達(dá)的脈沖寬度才能有效進(jìn)行反異步干擾。當(dāng)多部雷達(dá)同時進(jìn)行反異步干擾，雷達(dá)重復(fù)周期調(diào)整會較大。若雷達(dá)發(fā)射峰值功率保持不變，調(diào)整雷達(dá)重復(fù)周期，會升高或降低發(fā)射機(jī)的平均功率，從而可能影響雷達(dá)探測距離[2]。

4 結(jié) 語

本文著重對同頻干擾產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行分析，給出了降低或消除同頻干擾的幾種抗干擾措施。可以通過改變雷達(dá)工作頻率使雷達(dá)工作頻率之間錯開，調(diào)整雷達(dá)的重復(fù)周期后采用相鄰周期反異步干擾等方法來消除同頻干擾。同頻干擾產(chǎn)生方式多樣，降低或消除同頻干擾的方法存在局限性，因此消除雷達(dá)間的同頻干擾是一個多種方法相結(jié)合的綜合處理過程。

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