王美靖
【摘要】 對(duì)航管二次雷達(dá)假目標(biāo)的產(chǎn)生進(jìn)行了討論,對(duì)異步干擾和同步竄擾的形成原因進(jìn)行了分析,并進(jìn)一步探討了異步干擾和同步竄擾的抑制技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】 二次雷達(dá) 假目標(biāo) 異步干擾 同步竄擾
一、航管二次雷達(dá)簡介
航管雷達(dá)起到對(duì)目標(biāo)空中定位的作用,為空中交通管制人員提供距離、方位、高度等信息,已廣泛用于機(jī)場附近的空中交通安全管制。航管二次監(jiān)視雷達(dá)的工作原理是通過詢問和應(yīng)答信號(hào)來完成對(duì)目標(biāo)的定位。由地面站通過天線發(fā)射頻率為1030MHz的詢問編碼脈沖;機(jī)載應(yīng)答機(jī)接收這組詢問,檢測并判斷編碼信號(hào)的內(nèi)容,然后由機(jī)載應(yīng)答機(jī)發(fā)射頻率為1090MHz的回答編碼脈沖;地面詢問機(jī)接收這組回答編碼并檢測,之后由錄取器處理完成對(duì)目標(biāo)的距離、方位以及回答編碼等,最后形成目標(biāo)的點(diǎn)跡報(bào)告[1]。
二、航管二次雷達(dá)假目標(biāo)的形成原因
隨著航空運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展,二次監(jiān)視雷達(dá)在空中交通管制中的作用日益重要。由于二次監(jiān)視雷達(dá)技術(shù)本身的局限性和雷達(dá)站所處地形環(huán)境的影響而產(chǎn)生的假目標(biāo)問題,給管制人員的工作帶來了不便。二次雷達(dá)假目標(biāo)的產(chǎn)生主要原因有:異步干擾、同步竄擾、旁瓣應(yīng)答和反射。地形地物反射會(huì)在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)間存在多條路徑,形成虛假目標(biāo),可以通過反射體的幾何關(guān)系來預(yù)測真實(shí)飛機(jī)的位置[2],或者通過在監(jiān)視處理的航跡文件建立反射區(qū)對(duì)假目標(biāo)過濾。異步干擾、同步串?dāng)_和旁瓣應(yīng)答假目標(biāo)都是受無線電信號(hào)干擾影響造成的。旁瓣應(yīng)答是應(yīng)答被旁瓣觸發(fā)引起的,ISLS(詢問旁瓣抑制)技術(shù)和靈敏度時(shí)間控制可以有效抑制旁瓣應(yīng)答產(chǎn)生的假目標(biāo)。本文重點(diǎn)對(duì)異步干擾和同步竄擾進(jìn)行分析。
2.1異步干擾
當(dāng)飛機(jī)處于多個(gè)地面站的探測范圍時(shí),機(jī)載應(yīng)答機(jī)可能受到兩個(gè)及以上地面站的詢問,應(yīng)答信號(hào)將全方位輻射,收到其他詢問機(jī)詢問的回答會(huì)造成本地面站的異步干擾。
地面站之間的間隔在500nm內(nèi)時(shí),可能產(chǎn)生異步干擾(見圖1)。A站發(fā)射的詢問觸發(fā)機(jī)載應(yīng)答機(jī)的應(yīng)答,該應(yīng)答全方位輻射后,被A站接受,同時(shí)進(jìn)入B站的接收機(jī)旁瓣,A站計(jì)算出正確的飛機(jī)距離,但B站計(jì)算出的飛機(jī)位置是錯(cuò)誤的。反之,B站發(fā)射的詢問觸發(fā)機(jī)載應(yīng)答機(jī)的應(yīng)答,也可致A站計(jì)算出錯(cuò)誤的飛機(jī)位置。
2.2 同步竄擾
同步竄擾是由于地面雷達(dá)站發(fā)射詢問脈沖后, 同時(shí)收到多個(gè)應(yīng)答脈沖, 當(dāng)詢問天線波束中兩個(gè)(或多個(gè))目標(biāo)間隔小于20.3μs時(shí)造成回答碼信息位完全重疊,兩回答之間相互占位,導(dǎo)致接收機(jī)不能正確譯碼所引起的。
三、航管二次雷達(dá)典型假目標(biāo)的抑制
3.1異步干擾的抑制
異步干擾的一般解決方法是通過修改軟件參數(shù)降低詢問率,或者通過RSLS技術(shù)識(shí)別旁瓣進(jìn)入的回答脈沖并置脈沖RSLS標(biāo)記,以便后續(xù)抑制處理。RSLS技術(shù)是通過詢問波束旁瓣和控制波束同時(shí)接收異步回答,異步信號(hào)同時(shí)被Ω接收機(jī)和∑接收機(jī)放大,當(dāng)接詢問波束的∑接收機(jī)輸出大于接控制波束的Ω接收機(jī)輸出時(shí),表示主瓣接收,反之,表示旁瓣接收,對(duì)旁瓣接收的脈沖賦予RSLS標(biāo)記。
3.2同步竄擾的抑制
1、滑窗檢測技術(shù)?;皺z測的定義是在目標(biāo)駐留波束期間對(duì)同一目標(biāo)的回答進(jìn)行數(shù)量上的相關(guān)積累,當(dāng)積累的數(shù)值超過預(yù)置的門限時(shí),確認(rèn)一個(gè)同步回答。滑窗檢測技術(shù)的原理是檢測出目標(biāo)起始和目標(biāo)終止,然后去掉中間的幻影框架,將第1個(gè)和第N個(gè)框架的代碼根據(jù)有無脈沖置予“1或0”邏輯電平。作為傳統(tǒng)的同步竄擾抑制方法,在低密度環(huán)境下,滑窗檢測技術(shù)能有效的檢測出同步竄擾;但其技術(shù)本身方位估值有較大的誤差,影響后續(xù)航跡跟蹤,且存在誤判,不適用于高密度的環(huán)境。2、單脈沖技術(shù)。應(yīng)答的每個(gè)脈沖都有偏離瞄準(zhǔn)軸信息(單脈沖信息),利用單脈沖技術(shù)就可以確定目標(biāo)偏離瞄準(zhǔn)軸的角度,從而確定目標(biāo)的空間位置。波束中竄擾的目標(biāo)只要在方位上有差別,單脈沖信息就有差別,利用每個(gè)脈沖的單脈沖信息的差別,可以區(qū)分竄擾回答的重疊部分的信息脈沖的歸屬。
四、結(jié)束語
民航業(yè)快速發(fā)展,航管二次雷達(dá)假目標(biāo)成為航管技術(shù)保障需要面對(duì)的重要問題,本文對(duì)航管二次雷達(dá)假目標(biāo)的形成原因進(jìn)行分析,總結(jié)了異步干擾和同步竄擾的主要抑制方法。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 張尉.二次雷達(dá)原理[M].國防工業(yè)出版社,2007.
[2] 趙崧,陳嬌,肖希.對(duì)航管二次雷達(dá)干擾現(xiàn)象的分析[J]. 艦船電子工程,2013,33(5):90-92.