邱子越 邱子超 卞榮

隨著信息技術和經(jīng)濟的快速發(fā)展，各類電子裝設備數(shù)量急劇增長，用頻設備占用頻譜寬度不斷擴展，使用功率逐步增大，電磁輻射愈加嚴重，雷達設備面臨的電磁環(huán)境日趨復雜，電磁環(huán)境對雷達性能發(fā)揮的影響日益加深?？茖W評估設備所處的電磁環(huán)境，準確掌握空間電磁態(tài)勢，摸清電磁環(huán)境對設備使用效能發(fā)揮的影響，對合理使用設備、提升使用效能提供技術和數(shù)據(jù)支撐變得尤為重要。

一、復雜電磁環(huán)境的概念和特征

（一）復雜電磁環(huán)境的概念

復雜電磁環(huán)境是日益增長的大量用頻設備產(chǎn)生的多樣式、全頻域、高密度、大功率的電磁輻射信號，構成時空交錯、頻率擁擠、功率分布不均勻的電磁空間。通常這些信號是由雷達、通信、導航電子設備輻射出的，隨著科學技術的發(fā)展，輻射出的信號樣式更加復雜多變，從而使得電磁環(huán)境不斷的復雜化。伴隨著現(xiàn)代科技對電磁波更加強烈的依賴，用頻設備信息化程度的不斷提高，電磁環(huán)境復雜程度不斷增強。

（二）復雜電磁環(huán)境的特征

一是密集繁雜性。從空間上看，信號來源復雜廣泛，信號分布立體多向、縱橫交錯；從頻域上看，電磁信號工作頻段幾乎涵蓋全部頻譜范圍，且頻譜擁擠，相互重疊和干擾；從信號樣式看，電磁信號種類眾多，調(diào)制樣式多樣，類型復雜多變；從時域上看，電磁環(huán)境動態(tài)變化，隨機性強；從能域上看，功率強弱起伏、能流密集但分布不均勻。二是動態(tài)對抗性。區(qū)別于其他環(huán)境，電磁環(huán)境始終處于動態(tài)變化中，具有動態(tài)變化性。電磁環(huán)境受電子設備工作狀態(tài)、性質(zhì)、系統(tǒng)數(shù)量和性能影響，處于變化中；影響電磁環(huán)境的電離層高度、電介質(zhì)性質(zhì)、地磁場分布等自然輻射傳播因素，一直處于變動中；各類電子設備系統(tǒng)始終隨著使用進程不斷調(diào)整，呈現(xiàn)兼容和非兼容的矛盾狀態(tài)。三是非線性。電磁環(huán)境各要素之間非線性相互作用導致其具有典型非線性特征。電磁環(huán)境從穩(wěn)定態(tài)到不穩(wěn)定態(tài)表現(xiàn)為突發(fā)性躍變，甚至出現(xiàn)處于穩(wěn)定到不穩(wěn)定之間的臨界性特征。

二、電磁環(huán)境中影響雷達的各類因素

（一）各類雷達

為追求探測威力，現(xiàn)代雷達發(fā)射功率、天線增益不斷增大。遠距離探測目標的同時，對臨近雷達設備產(chǎn)生較大影響。通過測算，受距離二次方衰減的視距內(nèi)雷達直射波功率遠大于受距離四次方衰減的雷達目標回波信號功率，導致視距內(nèi)同頻段雷達產(chǎn)生嚴重互擾，造成雷達可用頻點喪失或整體探測效能下降。特別是氣象、航管等雷達設備，分屬不同機構，架設位置不合理，甚至有可能架設在僅相距幾公里的位置，對雷達探測效能產(chǎn)生重大影響。

（二）電視信號及互調(diào)和諧波

電視信號覆蓋頻率范圍為49.75MHz到957.75MHz，在傳播過程中可能對VHF頻段和 P波段雷達產(chǎn)生干擾，其二階互調(diào)產(chǎn)物和二次、三次諧波則可能對L波段雷達產(chǎn)生干擾，其三階、五階、七階或更多互調(diào)產(chǎn)物沿基頻信號向頻譜兩端延伸，與其它微弱信號疊加后，將抬高VHF、P、L波段雷達的底噪，特別是有線電視設施不完善地區(qū)，電視信號主要依靠空間傳播，對同頻段雷達干擾更加明顯。

（三）手機網(wǎng)絡

當前手機信號覆蓋廣泛，通信基站星羅棋布，頻譜占用跨度較大（2G信號為900MHz、1800MHz頻段；3G信號為1900-2100MHz頻段；4G信號為1800MHz、2300MHz和2600 MHz頻段），雷達周邊通信基站將直接對P、L、S波段雷達產(chǎn)生影響，其信號互調(diào)產(chǎn)物會對其基頻兩端400MHz頻帶的底噪產(chǎn)生影響。

（四）工業(yè)、科研、醫(yī)療高頻設備

工業(yè)、科研、醫(yī)療高頻設備在使用過程中電磁能量的泄露不可避免，造成對工作頻帶的污染，如塑料熱合機、高頻鋼鐵冶煉設備、高頻機械制模機、高頻熔煉爐、高頻木材烘干機等設備工作時通常功率比較大，雖然沒有發(fā)射天線，但由于電磁防護設計簡單，大量的泄露產(chǎn)生的電磁干擾特別嚴重。這些設備多工作在2.4GHz的ISM頻段（2400-2483.5MHz），對部分S波段雷達產(chǎn)生直接影響。

（五）電力、交通設施

高壓電力系統(tǒng)包括架空高壓送電線路與高壓設備，其電磁輻射源主要來自導線或其他金屬配件表面對空氣的電暈放電，其放電脈沖具有很寬的頻譜。汽車、摩托車、拖拉機等機動車輛的發(fā)動機點火系統(tǒng)也是很強的寬帶干擾源，其火花塞跳火時，貯存的電荷被迅速放電，這種放電電流在1ns-2ns內(nèi)升至最大值，從而產(chǎn)生強的電磁波，在幾十至幾千兆赫茲頻率范圍內(nèi)具有很大的干擾場強，能夠對周圍50-80m范圍內(nèi)形成干擾。

三、電磁環(huán)境對雷達使用效能的影響

（一）同頻、鄰頻干擾喪失頻譜資源。同頻、鄰頻干擾問題已嚴重侵蝕雷達可用頻譜資源，影響和制約著雷達使用效能發(fā)揮。只能擇優(yōu)選取可用頻點，最大程度降低干擾、互擾影響。

（二）底噪抬升壓縮探測威力。雷達底噪抬升將直接影響信號檢測，淹沒目標微弱信號，導致雷達探測能力被壓縮、盲區(qū)增大，對目標發(fā)現(xiàn)造成嚴重影響。

（三）雜波密集影響目標識別。復雜電磁環(huán)境下，各類電磁信號密集繁雜，除抬升雷達底噪外，還將造成雷達雜波點數(shù)增多，導致目標信號淹沒在雜波內(nèi)。

四、結束語

以上介紹了電磁干擾的類型及產(chǎn)生的機理。上述幾方面的干擾并非一定同時存在，或影響都很嚴重，而是在某些地域、某段時域、某個頻域、某一種干擾現(xiàn)象較為突出。通過對雷達周圍電磁環(huán)境的測試和分析，形成雷達電磁環(huán)境測試和電磁兼容性分析報告，最終確定此雷達有無受到干擾，能否正常工作，以及給出應對干擾的電磁兼容建議等。

（作者單位：1.清華附中；

2.清華附中；

3.93534部隊）