文/孫元峰
空管雷達(dá)主要用于航路目標(biāo)監(jiān)視,其長(zhǎng)期連續(xù)工作,主要工作模式為無(wú)人或少人值守方式,全量程全自動(dòng)目標(biāo)錄取、自動(dòng)空情上報(bào);對(duì)雷達(dá)信號(hào)處理等要求高,虛假目標(biāo)少,通常要求虛假航跡率小于1‰。而空管雷達(dá)工作陣地周?chē)h(huán)境較為復(fù)雜,城市、高山、湖泊等不同地理環(huán)境等加上四季氣候環(huán)境變化、電磁環(huán)境等因素對(duì)雷達(dá)探測(cè)性能帶來(lái)較大影響。為保證空管雷達(dá)全自動(dòng)錄取上報(bào)高情報(bào)質(zhì)量要求,必須采取與陣地環(huán)境相匹配的陣地優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和精細(xì)化算法處理。
空管雷達(dá)陣地優(yōu)化主要在完成物理安裝、雷達(dá)參數(shù)預(yù)置、天線(xiàn)俯仰角度調(diào)整、雷達(dá)校北后進(jìn)行。天線(xiàn)俯仰主要根據(jù)雷達(dá)陣地環(huán)境適當(dāng)調(diào)整,并與其它優(yōu)化措施相結(jié)合進(jìn)行雷達(dá)陣地優(yōu)化。重點(diǎn)保證雷達(dá)最大作用距離和檢測(cè)概率達(dá)到指標(biāo)要求,并減少上報(bào)空管控制中心的虛假目標(biāo)信息,保證高情報(bào)質(zhì)量要求。
為匹配陣地環(huán)境、提升雷達(dá)綜合性能,需開(kāi)展空管雷達(dá)系統(tǒng)性陣地優(yōu)化設(shè)計(jì),陣地優(yōu)化設(shè)計(jì)覆蓋整個(gè)雷達(dá)工作過(guò)程,包括回波接收、信號(hào)處理和數(shù)據(jù)處理等各流程。優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程也是模型化、參數(shù)化設(shè)計(jì)過(guò)程,各處理流程通過(guò)一系列模型和詳細(xì)處理參數(shù)體現(xiàn),并通過(guò)設(shè)計(jì)專(zhuān)用優(yōu)化軟件(CBP)進(jìn)行統(tǒng)一管理,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高效優(yōu)化功能。
針對(duì)全流程、各功能模塊的精細(xì)化處理,可全距離、全方位內(nèi)最小分辨單元精細(xì)化處理,結(jié)合基于信號(hào)特征進(jìn)行精細(xì)化處理,對(duì)干擾、飽和、鏡像、跨周期、固定等回波分類(lèi)檢測(cè),抑制雜波干擾,實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜環(huán)境下對(duì)各種目標(biāo)的有效探測(cè),全面提升雷達(dá)情報(bào)質(zhì)量。
為匹配空管雷達(dá)城市、湖泊、高山、機(jī)場(chǎng)、航路等不同地理環(huán)境,主要開(kāi)展以下方面優(yōu)化項(xiàng)設(shè)計(jì):
(1)天線(xiàn)俯仰角度調(diào)整、發(fā)射機(jī)扇區(qū)靜默區(qū)設(shè)置;
(2)固定雜波區(qū)、干擾區(qū)處理;
(3)機(jī)場(chǎng)區(qū)、公路區(qū)、禁飛區(qū)、首點(diǎn)起始區(qū)處理等……
為匹配空管雷達(dá)云、雨等不同氣象環(huán)境,主要開(kāi)展以下方面優(yōu)化項(xiàng)設(shè)計(jì):
(1)晴、雨天線(xiàn)/圓極化選擇;
(2)雜波圖選擇;
(3)氣象異常傳播檢測(cè);
(4)氣象通道濾波器選擇等。
為匹配空管雷達(dá)不同電磁環(huán)境,主要開(kāi)展以下方面優(yōu)化項(xiàng)設(shè)計(jì):
(1)抗飽和處理;
(2)反異步干擾處理;
(3)人工、脈間/脈組自適應(yīng)捷變頻;
(4)天線(xiàn)副瓣匿影、對(duì)消等。
為匹配空管雷達(dá)虛假、可疑目標(biāo)處理場(chǎng)景,主要開(kāi)展以下方面優(yōu)化項(xiàng)設(shè)計(jì):
(1)二次回波信號(hào)處理;
(2)跨周期回波數(shù)據(jù)處理;
(3)慢速目標(biāo)處理;
(4)仙波處理等。
空管雷達(dá)陣地優(yōu)化流程如圖1所示。
對(duì)空管雷達(dá)系統(tǒng)的優(yōu)化配置參數(shù)的配置是通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的配置軟件實(shí)現(xiàn),該軟件在各個(gè)分系統(tǒng)的操作菜單中分別配置相關(guān)參數(shù)來(lái)完成各系統(tǒng)的系統(tǒng)優(yōu)化。雷達(dá)系統(tǒng)優(yōu)化主要是對(duì)信號(hào)處理分與數(shù)據(jù)處理、情報(bào)處理、收發(fā)等各系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,包括對(duì)信號(hào)處理系統(tǒng)的參數(shù)配置、點(diǎn)跡處理參數(shù)優(yōu)化、數(shù)據(jù)濾波參數(shù)優(yōu)化和航跡處理參數(shù)優(yōu)化、情報(bào)處理等。
系統(tǒng)陣地優(yōu)化參數(shù)通過(guò)優(yōu)化配置菜單進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置,其基本處理流程如圖2。
圖1:系統(tǒng)陣地優(yōu)化流程
圖2:參數(shù)陣地優(yōu)化流程
優(yōu)化配置參數(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一管理。主要遵循以下規(guī)則:
(1)優(yōu)化配置參數(shù)以當(dāng)前工作的監(jiān)控處理模塊的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)為準(zhǔn),備份通道的數(shù)據(jù)庫(kù)需與工作通道的數(shù)據(jù)庫(kù)保持?jǐn)?shù)據(jù)一致;
(2)優(yōu)化配置參數(shù)的修改,只能在當(dāng)前工作的監(jiān)控處理模塊上執(zhí)行;
(3)所有需要使用優(yōu)化配置參數(shù)的下位機(jī),在系統(tǒng)啟動(dòng)后,都需要向工作通道數(shù)據(jù)庫(kù)申請(qǐng)優(yōu)化配置參數(shù),在得到優(yōu)化配置參數(shù)后才進(jìn)入待機(jī)工作狀態(tài);
(4)系統(tǒng)優(yōu)化配置參數(shù)需要分級(jí)別,不同級(jí)別的參數(shù)設(shè)置需要有相應(yīng)級(jí)別的用戶(hù)登錄管理;所有的優(yōu)化設(shè)置動(dòng)作,都應(yīng)該有記錄。
圖3:系統(tǒng)陣地優(yōu)化軟件界面
通過(guò)全面梳理和精心設(shè)計(jì),某空管雷達(dá)全系統(tǒng)、各流程陣地優(yōu)化參數(shù)累計(jì)500 多子項(xiàng)的優(yōu)化參數(shù),優(yōu)化效果可通過(guò)維護(hù)顯示終端(IBIS)提供的各種處理視頻和點(diǎn)跡航跡統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀、綜合評(píng)估??娠@示的處理視頻包括高低波束轉(zhuǎn)換距離圖、STC 圖、多普勒濾波器處理視頻、雜波圖、晴朗氣象圖等。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示雷達(dá)信號(hào)處理和數(shù)據(jù)處理的處理結(jié)果,如干擾點(diǎn)跡數(shù)、抑制的點(diǎn)跡數(shù)等。同時(shí)IBIS 還可用不同的符號(hào)和標(biāo)識(shí)顯示不同性質(zhì)的點(diǎn)跡,如干擾點(diǎn)跡、慢速目標(biāo)點(diǎn)跡等。
圖3和圖4為某空管雷達(dá)系統(tǒng)陣地優(yōu)化配置軟件界面及雜波區(qū)優(yōu)化處理畫(huà)面,通過(guò)環(huán)境匹配陣地優(yōu)化,雷達(dá)在海面雜波環(huán)境目標(biāo)跟蹤連續(xù)穩(wěn)定。
本文從空管雷達(dá)匹配不同陣地地理環(huán)境、氣象環(huán)境、電磁環(huán)境需求著手,開(kāi)展陣地優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和全流程模型化、參數(shù)化精細(xì)處理,并設(shè)計(jì)了統(tǒng)一的陣地優(yōu)化配置軟件進(jìn)行各系統(tǒng)優(yōu)化參數(shù)的配置及效果評(píng)估。未來(lái)將結(jié)合各參數(shù)信號(hào)特征的特性統(tǒng)計(jì)和智能分析,進(jìn)一步提升陣地優(yōu)化的效率和智能化。
圖4:雜波區(qū)陣地優(yōu)化處理效果